Questão de Biologia — Moléculas, células e tecidos — CESPE / CEBRASPE 2025
Biologia›Moléculas, células e tecidos
Código
ce205368
Banca
CESPE / CEBRASPE
Órgão
INSA
Ano
2025
Nível
Superior
Cargo
Pesquisador Adjunto I - Área de Atuação: Biodiversidade
Julgue o item a seguir, referente a plantas que apresentam fotossíntese C4.O ciclo C4 difere do ciclo C3 apenas nas primeiras etapas de fixação de CO₂: nas plantas do ciclo C4, são necessárias 5 moléculas de ATP e 2 de NADPH para a incorporação de um mol de CO₂, o que significa que as plantas C4 necessitam de mais energia, o que é perfeitamente compensado pela alta afinidade da PEPcase com o CO₂.
CCerto
EErrado
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GabaritoC — Certo
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Fotossíntese C4: balanço energético e fixação de CO₂
Gabarito: C (CERTO). A afirmativa está correta: nas plantas C4, a fixação inicial do CO₂ ocorre pela PEPcase (fosfoenolpiruvato carboxilase), que tem alta afinidade pelo CO₂, e o ciclo C4 difere do C3 apenas nas etapas iniciais de fixação — o restante (ciclo de Calvin) é idêntico. O custo energético adicional (5 ATP e 2 NADPH por CO₂ incorporado, contra 3 ATP e 2 NADPH no C3) é o preço pago pela concentração de CO₂ no mesofilo, e é compensado pela eficiência da PEPcase em ambientes quentes e secos.
A fotossíntese C4 é uma adaptação evolutiva de plantas de ambientes quentes e secos (como cana-de-açúcar, milho e gramíneas de cerrado). A estratégia é separar espacialmente a captura de CO₂ da sua incorporação no ciclo de Calvin: no mesofilo, a PEPcase fixa o CO₂ (na forma de HCO₃⁻) em um composto de 4 carbonos (oxaloacetato, daí o nome C4); esse composto é transportado para as células da bainha vascular, onde o CO₂ é liberado e entra no ciclo de Calvin. Essa separação permite que os estômatos fiquem parcialmente fechados durante o dia, reduzindo a perda de água por transpiração, sem comprometer a fotossíntese — porque a PEPcase mantém a captura de CO₂ mesmo em baixas concentrações.
O ciclo de Calvin (fase bioquímica) é idêntico nas plantas C3 e C4: a enzima RuBisCO incorpora o CO₂ à ribulose-1,5-bisfosfato (RuBP), e as reações de redução consomem ATP e NADPH. A diferença está apenas na etapa anterior — a "pré-fixação" do CO₂ pela PEPcase no mesofilo. Por isso, a afirmativa está correta ao dizer que o ciclo C4 difere do C3 "apenas nas primeiras etapas de fixação de CO₂".
O custo energético é real: para cada molécula de CO₂ incorporada ao ciclo de Calvin, a planta C4 gasta 2 ATP adicionais (para regenerar o PEP a partir do piruvato, na reação catalisada pela piruvato ortofosfato dicinase). Assim, o balanço total é de 5 ATP e 2 NADPH por CO₂, contra 3 ATP e 2 NADPH no C3. Esse gasto extra é compensado pela alta afinidade da PEPcase pelo CO₂ (e pelo HCO₃⁻), que permite à planta manter a fotossíntese mesmo com baixa concentração interna de CO₂ — condição que ocorre quando os estômatos estão parcialmente fechados para economizar água.
NÃO CAIA NESSA!
A banca explora a confusão entre o custo energético do ciclo C4 e a sua vantagem adaptativa. O candidato pode achar que, por gastar mais ATP, a planta C4 é menos eficiente — mas a eficiência está na economia de água e na supressão da fotorrespiração, não no balanço de ATP. O número "5 ATP e 2 NADPH" é o correto para o C4; no C3, são 3 ATP e 2 NADPH. Memorize essa diferença: o C4 gasta 2 ATP extras por CO₂ fixado.
Fotossíntese C4: Diferença do C3 (Apenas na pré-fixação (PEPcase), Ciclo de Calvin idêntico); Custo energético (por CO₂) (5 ATP + 2 NADPH (C4), 3 ATP + 2 NADPH (C3)); Vantagem compensatória (Alta afinidade da PEPcase, Estômatos parcialmente fechados, Menos perda de água, Sem fotorrespiração)
Item — ✅ CERTO
A afirmativa está correta em todos os seus elementos:
"O ciclo C4 difere do ciclo C3 apenas nas primeiras etapas de fixação de CO₂" — correto: a diferença está na etapa de pré-fixação (PEPcase no mesofilo), enquanto o ciclo de Calvin é comum.
"são necessárias 5 moléculas de ATP e 2 de NADPH para a incorporação de um mol de CO₂" — correto: o C4 gasta 5 ATP e 2 NADPH por CO₂, contra 3 ATP e 2 NADPH no C3.
"as plantas C4 necessitam de mais energia" — correto: o gasto extra de 2 ATP por CO₂ é o custo da concentração de CO₂.
"o que é perfeitamente compensado pela alta afinidade da PEPcase com o CO₂" — correto: a PEPcase tem alta afinidade pelo CO₂/HCO₃⁻, permitindo fotossíntese eficiente mesmo com estômatos parcialmente fechados, o que reduz a perda de água e a fotorrespiração.