Questão de Biologia — Geral — FCC 2025

Fotossíntese: a energia do ciclo das pentoses

Gabarito: letra B. A energia potencial química armazenada nos glicídios produzidos no ciclo das pentoses (ciclo de Calvin-Benson) é fornecida pelas moléculas de ATP produzidas na fotofosforilação, que ocorre nos cloroplastos. O ATP e o NADPH, gerados na etapa fotoquímica, são os cofatores energéticos que alimentam a fixação do carbono no estroma.

A fotossíntese é o processo pelo qual organismos autotróficos convertem energia luminosa em energia química, armazenada em moléculas orgânicas. Ela ocorre em duas grandes etapas: a etapa fotoquímica (ou fase clara), que depende diretamente da luz, e a etapa química (ou fase escura), que não depende diretamente da luz. A etapa fotoquímica acontece nas membranas dos tilacoides, onde a luz excita a clorofila, promove a fotólise da água (liberando O₂, prótons e elétrons) e gera dois produtos energéticos: ATP e NADPH. A etapa química, também chamada de ciclo das pentoses ou ciclo de Calvin-Benson, ocorre no estroma do cloroplasto e utiliza o ATP e o NADPH produzidos na fase clara para fixar o CO₂ e sintetizar glicídios, como o 3-fosfato gliceraldeído (PGAL).

O ATP é a "moeda energética" da célula: ele fornece a energia para as reações de síntese do ciclo de Calvin-Benson, enquanto o NADPH fornece os hidrogênios (elétrons) necessários para reduzir o CO₂ e formar os glicídios. Sem o ATP da fotofosforilação, o ciclo das pentoses não teria energia para incorporar o carbono e construir as moléculas orgânicas. É importante destacar que o ATP usado no ciclo das pentoses é produzido exclusivamente nos cloroplastos, durante a fotofosforilação — não vem das mitocôndrias, que produzem ATP na respiração celular para outras finalidades.

A pegadinha clássica desta questão é confundir a origem do ATP e do NADPH usados no ciclo de Calvin-Benson. O ATP da fotossíntese é formado na fotofosforilação (etapa fotoquímica, nos tilacoides), e o NADPH é formado na cadeia transportadora de elétrons do cloroplasto. Já o ATP e o NADH produzidos nas mitocôndrias (ciclo de Krebs, cadeia respiratória) são usados no metabolismo energético da célula, não na fotossíntese. A banca explora exatamente essa troca de compartimentos e processos.

Guarde a fronteira entre as duas etapas da fotossíntese e seus produtos: é nela que as alternativas se dividem. A etapa fotoquímica produz ATP e NADPH; a etapa química (ciclo das pentoses) consome ATP e NADPH para produzir glicídios.

Alternativa A — ❌ Incorreta

O NAD⁺ é uma coenzima envolvida na respiração celular (aceita elétrons na glicólise e no ciclo de Krebs), não na fotossíntese. Na fotólise da água, quem participa é a clorofila excitada pela luz, e os elétrons são transferidos para o NADP⁺, formando NADPH — não NAD⁺. Além disso, a fotólise da água ocorre na membrana do tilacoide, não no "estroma" (o estroma é o local do ciclo de Calvin-Benson).

Alternativa B — ✅ Correta ⟵ GABARITO

O ATP é produzido na fotofosforilação, processo da etapa fotoquímica que ocorre nos cloroplastos (na membrana dos tilacoides). Esse ATP é exatamente a fonte de energia que o ciclo das pentoses (ciclo de Calvin-Benson) utiliza para fixar o CO₂ e sintetizar os glicídios. A alternativa está correta ao afirmar que a energia potencial química armazenada nos glicídios é fornecida por ATP produzido na fotofosforilação nos cloroplastos.

Alternativa C — ❌ Incorreta

O ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial e faz parte da respiração celular, não da fotossíntese. O ATP produzido nas mitocôndrias é utilizado para as atividades metabólicas da célula vegetal (transporte, síntese de outras moléculas etc.), mas não é a fonte de energia para o ciclo das pentoses, que ocorre no cloroplasto e depende do ATP gerado ali mesmo, na fotofosforilação.

Alternativa D — ❌ Incorreta

O NADPH é produzido na etapa fotoquímica da fotossíntese, na cadeia transportadora de elétrons do cloroplasto (membrana dos tilacoides), e é utilizado no ciclo de Calvin-Benson como doador de hidrogênios (poder redutor) para reduzir o CO₂. No entanto, a energia para a síntese dos glicídios vem do ATP, não do NADPH. O NADPH fornece os elétrons/hidrogênios, mas a energia química armazenada nas ligações dos glicídios é fornecida pelo ATP. A alternativa troca o papel do ATP pelo do NADPH.

Alternativa E — ❌ Incorreta

A fixação de carbono é o próprio ciclo das pentoses (ciclo de Calvin-Benson), que ocorre no estroma do cloroplasto. Nesse processo, o ATP é consumido, não produzido. O ATP é produzido na fotofosforilação (etapa fotoquímica), que ocorre na membrana dos tilacoides, e não na fixação de carbono. A alternativa inverte o local de produção do ATP.

Gabarito: letra B