Atividades de Fotossíntese e Quimiossíntese para a 1ª série do Ensino Médio com gabarito

Ao ensinar Fotossíntese e Quimiossíntese na 1ª série do Ensino Médio, procuro conectar os conceitos celulares às situações que os estudantes conseguem analisar: a produção de matéria orgânica, as trocas gasosas e o papel dos organismos nos ecossistemas. A comparação entre os dois processos também ajuda a discutir como seres autotróficos obtêm energia para fixar carbono, mesmo quando a luz não está disponível.

Na preparação de uma atividade, gosto de alternar questões conceituais com leitura de experimentos e dados ambientais. Assim, consigo verificar não apenas se a turma reconhece termos como cloroplasto, clorofila e oxidação de compostos inorgânicos, mas se sabe interpretar variáveis e justificar uma resposta. A seleção abaixo reúne esses caminhos e pode servir como avaliação, revisão ou ponto de partida para uma conversa em sala.

O que o aluno de 1ª série precisa saber sobre Fotossíntese e Quimiossíntese

Na 1ª série, é importante que o estudante compreenda que fotossíntese e quimiossíntese são processos autotróficos: ambos permitem produzir matéria orgânica a partir da fixação de carbono inorgânico, mas não usam a mesma fonte de energia. Na fotossíntese realizada por plantas, algas e alguns microrganismos, a energia luminosa é captada por pigmentos, como a clorofila, e as reações ocorrem nos cloroplastos das células vegetais. De modo geral, dióxido de carbono e água participam do processo, que produz matéria orgânica, como carboidratos, e libera oxigênio. Já bactérias quimiossintetizantes obtêm energia pela oxidação de substâncias inorgânicas; por exemplo, bactérias associadas a Riftia podem usar sulfeto de hidrogênio, enquanto Nitrosomonas oxidam amônia a nitrito. A energia e o poder redutor obtidos sustentam a fixação de CO2. Também vale relacionar esses processos ao ciclo do carbono, às cadeias alimentares e à interpretação de experimentos que controlam variáveis.

O que ele precisa saber antes

As questões pressupõem alguns conhecimentos que vale retomar antes da avaliação. Para discutir a quimiossíntese de bactérias nitrificantes, é útil revisar etapas do ciclo do nitrogênio e distinguir oxidação de amônia a nitrito da transformação de nitrito em nitrato. No caso das bactérias associadas a Riftia, a turma precisa reconhecer a quimiossíntese e a relação de endossimbiose entre as bactérias e o hospedeiro.

Para as questões sobre plantas e fotossíntese, os pré-requisitos incluem a equação geral do processo, o papel da luz, a função dos cloroplastos e dos pigmentos, além de noções sobre ciclo do carbono. As questões ambientais pedem também leitura de cadeia alimentar, níveis tróficos e impacto de contaminantes. Antes de aplicar a lista, posso fazer uma revisão breve desses termos no quadro e pedir que os estudantes expliquem as relações com as próprias palavras.

Onde os alunos mais erram

Um erro recorrente indicado pelas questões é confundir de onde vem a energia na quimiossíntese. No exemplo de Riftia, a glicose é produto da fixação de carbono, não o combustível que as bactérias usam para iniciar o processo; tampouco se deve substituir o H2S por amônia. Em Nitrosomonas, outro ponto de confusão é inverter nitrificação e desnitrificação ou atribuir a esse gênero a oxidação de nitrito a nitrato, associada a outras bactérias nitrificantes.

Nas questões de fotossíntese, é comum misturar funções de organelas e confundir reagentes com produtos. A mitocôndria participa da respiração celular; o cloroplasto é o local da fotossíntese em células vegetais. Água e CO2 são reagentes gerais, enquanto a matéria orgânica e o oxigênio aparecem como produtos no modelo escolar. Também vale observar a tendência de escolher “liberar oxigênio” como explicação completa para o papel das plantas na qualidade do ar: a questão sobre áreas verdes foca a absorção de CO2, e “excretar” não descreve corretamente a liberação de oxigênio.

Nas atividades experimentais, o equívoco pode ser ignorar o que foi mantido constante. Se a investigação varia a luz, não testa diretamente o efeito da temperatura, do tempo ou da quantidade de CO2. Por fim, ao analisar o contaminante no lago, é preciso ler os valores: eles aumentam nos níveis tróficos apresentados, em vez de diminuir por eliminação.

Como trabalhar em sala

• Compare os processos: monte no quadro duas colunas, “energia luminosa” e “energia de reações químicas”, e peça à turma que associe fotossíntese e quimiossíntese a cada uma. Acrescente a fonte de carbono e exemplos de organismos.
• Desenhe o ciclo do nitrogênio: use setas simples para representar amônia, nitrito e nitrato. Peça que os estudantes indiquem em qual transformação atua Nitrosomonas e diferenciem oxidação de redução.
• Analise variáveis experimentais: apresente o caso das plantas aquáticas e solicite que identifiquem variável manipulada, resultado medido e fatores controlados. Essa leitura ajuda a separar uma hipótese testável de uma conclusão ainda não sustentada pelos dados.
• Explore a equação da fotossíntese: convide a turma a classificar reagentes e produtos e a relacionar o processo ao cloroplasto e à clorofila. A representação pode ser feita no caderno, sem equipamento especial.
• Interprete dados ambientais: use os valores do contaminante no lago para discutir como as concentrações mudam entre água, algas, zooplâncton, peixes e aves. Peça justificativas baseadas nos dados, não apenas a escolha de um termo.

Questões prontas de Fotossíntese e Quimiossíntese para a 1ª série do Ensino Médio (com gabarito comentado)

As oito questões a seguir permitem revisar conceitos, aplicar conhecimentos e discutir os caminhos usados para chegar a cada resposta. As alternativas incorretas também são úteis para identificar confusões específicas.

1. Nos túbulos de Riftia pachyptila, quais são a fonte primária de energia das bactérias endossimbiontes quimiossintetizantes e o principal tipo de produto orgânico sintetizado a partir do CO2?

• ❌ A) Fixação de CO2 em proteínas para sustento do hospedeiro. O carbono é fixado principalmente em carboidratos e outras moléculas orgânicas, não diretamente em proteínas como produto principal.
• ✅ B) Oxidação de H2S; fixação de CO2 em carboidratos (matéria orgânica) para nutrir o hospedeiro. A oxidação do sulfeto de hidrogênio fornece energia química; ATP e poder redutor podem ser usados na fixação de CO2 e na produção de açúcares e biomassa.
• ❌ C) Oxidação de amônia como fonte de energia. Nesse exemplo, a fonte indicada é H2S, não amônia. A amônia é relevante em outros grupos de bactérias quimiossintetizantes, como Nitrosomonas.
• ❌ D) Produção de lipídios como principal produto orgânico. Lipídios podem fazer parte da biomassa, mas não são o produto orgânico principal esperado na questão.
• ❌ E) Oxidação de glicose como fonte de energia. A glicose pode resultar da fixação de carbono; não é a fonte de energia quimiossintética apresentada aqui.

Gabarito: B. A resposta exige separar fonte de energia e produto da fixação de carbono. As bactérias obtêm energia oxidando H2S e usam essa energia para produzir matéria orgânica que beneficia o hospedeiro.

2. Em bactérias quimiossintetizantes nitrificantes do gênero Nitrosomonas, qual é a fonte de energia e qual composto inorgânico é oxidado para esse fim?

• ❌ A) Usam matéria orgânica como fonte de energia, degradando açúcares. Nitrosomonas são quimioautotróficas e obtêm energia da oxidação de compostos inorgânicos.
• ❌ B) Obtêm energia oxidando nitrito (NO2-) a nitrato (NO3-). Essa transformação é associada a outro grupo de bactérias nitrificantes, como Nitrobacter; Nitrosomonas oxidam amônia.
• ❌ C) Reduzem nitrato (NO3-) a amônia (NH3) para obter energia. A redução de nitrato não corresponde à nitrificação descrita na questão, que envolve a oxidação de amônia.
• ✅ D) Energia obtida pela oxidação da amônia (NH3), que é convertida em nitrito (NO2-) por Nitrosomonas. A oxidação libera energia que pode sustentar a produção de ATP e a fixação de CO2.
• ❌ E) Oxidam sulfeto de hidrogênio (H2S) para obter energia. H2S é fonte de energia para outras bactérias quimiossintetizantes, mas não é o composto característico indicado para Nitrosomonas.

Gabarito: D. A chave é reconhecer a etapa do ciclo do nitrogênio: Nitrosomonas oxidam NH3 a NO2-. A alternativa B pode atrair quem reconhece a nitrificação, mas troca o organismo e a transformação.

3. Diversos ambientes urbanos utilizam áreas verdes para absorver poluentes. Qual o papel das plantas nesse processo?

• ❌ A) Absorver água do solo. As plantas absorvem água, mas essa não é a contribuição relacionada à redução de CO2 atmosférico que a questão avalia.
• ❌ B) Produzir alimentos para os humanos. Essa é uma função importante de plantas cultivadas, mas não responde diretamente ao papel das áreas verdes na absorção de poluentes.
• ✅ C) Reduzir o CO2 na atmosfera. As plantas absorvem dióxido de carbono durante a fotossíntese e incorporam seu carbono à matéria orgânica.
• ❌ D) Excretar oxigênio. O oxigênio é liberado durante a fotossíntese; além disso, a questão pergunta sobre a absorção de poluentes, com foco no CO2.
• ❌ E) Atrair poluentes para o solo. A alternativa atribui às plantas uma ação que não é descrita no enunciado nem explica a absorção de CO2 na fotossíntese.

Gabarito: C. A questão aproxima fotossíntese e contexto urbano. É importante que a turma não substitua a absorção de CO2 por uma afirmação genérica sobre produção de oxigênio.

4. Em uma investigação sobre fotossíntese, estudantes colocaram plantas aquáticas semelhantes em recipientes com o mesmo volume de água e mantiveram constantes a temperatura, o tempo de exposição e a quantidade de gás carbônico disponível. Em cada recipiente, foi utilizada uma intensidade diferente de luz. Ao final, os estudantes mediram a quantidade de oxigênio produzida por cada planta. O objetivo era verificar se a intensidade luminosa influencia a produção de oxigênio. Com base no texto, qual hipótese pode ser testada diretamente por esse experimento?

• ❌ A) A quantidade de água altera a produção de oxigênio pela planta. O volume de água foi mantido igual; portanto, não foi a variável comparada.
• ✅ B) A intensidade da luz altera a produção de oxigênio pela planta. A intensidade luminosa varia, enquanto as demais condições são controladas, e o oxigênio produzido é medido.
• ❌ C) O tempo de exposição altera a produção de oxigênio pela planta. O tempo foi igual nos recipientes, então o procedimento não permite testar seu efeito.
• ❌ D) A temperatura da água altera a produção de oxigênio pela planta. A temperatura foi mantida constante. Para testá-la, seria necessário variar esse fator e controlar os demais.
• ❌ E) A quantidade de gás carbônico altera a produção de oxigênio pela planta. A disponibilidade de CO2 também permaneceu constante e, por isso, não é a variável investigada.

Gabarito: B. Para identificar a hipótese testável, basta localizar o fator que muda e o resultado medido. A alternativa correta não presume que a produção necessariamente aumentará: afirma apenas que o experimento testa a relação entre luz e oxigênio.

5. Em uma escola, estudantes planejaram investigar a influência da luz na fotossíntese. Para isso, utilizaram duas plantas da mesma espécie, com tamanho semelhante, cultivadas no mesmo tipo de solo e recebendo a mesma quantidade de água. Uma planta ficará exposta à luz do sol, enquanto a outra permanecerá em uma caixa escura. Após dez dias, os estudantes compararão a produção de matéria orgânica indicada pelo crescimento das plantas. Antes de realizar o experimento, qual hipótese estabelece uma relação testável entre a condição de iluminação e o resultado esperado?

• ✅ A) A planta exposta à luz apresentará maior produção de matéria orgânica e maior crescimento. A hipótese relaciona a condição de iluminação ao resultado que será comparado, mantendo as outras condições semelhantes.
• ❌ B) Nenhuma das duas plantas apresentará produção de matéria orgânica ou crescimento. A afirmação desconsidera que uma das plantas ficará exposta à luz e não expressa a comparação esperada entre as condições.
• ❌ C) A planta mantida no escuro apresentará maior produção de matéria orgânica e maior crescimento. Essa hipótese inverte a relação esperada entre a disponibilidade de luz e a fotossíntese.
• ❌ D) As duas plantas apresentarão a mesma produção de matéria orgânica e o mesmo crescimento. A hipótese trata como equivalentes as condições que o experimento compara, sem considerar a influência prevista da luz.
• ❌ E) A planta exposta à luz apresentará menor produção de matéria orgânica e menor crescimento. A alternativa prevê uma relação inversa à esperada para a fotossíntese.

Gabarito: A. A hipótese deve ser formulada antes da coleta dos resultados e precisa relacionar a variável independente, a iluminação, à resposta observável, como produção de matéria orgânica indicada pelo crescimento.

6. Em células vegetais, indique o organelo onde ocorre a fotossíntese e o principal pigmento que absorve luz para esse processo.

• ❌ A) Ribossomos; xantofilas. Ribossomos participam da síntese de proteínas, não são o local da fotossíntese. Xantofilas são pigmentos acessórios, não o principal pigmento pedido.
• ✅ B) Cloroplasto; clorofila a. Os cloroplastos contêm estruturas e pigmentos envolvidos nas reações fotossintéticas; a clorofila a é essencial na captação de luz.
• ❌ C) Núcleo; hemoglobina. O núcleo abriga o material genético e a hemoglobina transporta oxigênio; nenhum dos dois é o local ou o pigmento principal da fotossíntese.
• ❌ D) Mitocôndria; carotenoides. A mitocôndria está relacionada à respiração celular, não é o organelo onde ocorre a fotossíntese. Carotenoides são pigmentos acessórios.
• ❌ E) Lisossomos; clorofila b. Lisossomos atuam na digestão intracelular, e clorofila b não é o principal pigmento indicado na questão.

Gabarito: B. Essa questão verifica se o estudante associa corretamente estrutura e função. Comparar cloroplastos e mitocôndrias ajuda a evitar a troca entre fotossíntese e respiração celular.

7. A fotossíntese é o processo pelo qual as plantas produzem seu alimento. Considerando a equação geral da fotossíntese, que produtos são gerados a partir da absorção de luz solar e CO2?

• ❌ A) Água e glicose. A água participa como reagente na equação geral; os produtos indicados são glicose e oxigênio.
• ✅ B) Oxigênio e glicose. No modelo geral, a fotossíntese produz matéria orgânica, representada pela glicose, e libera oxigênio.
• ❌ C) Dióxido de carbono e oxigênio. O CO2 é um reagente incorporado no processo, não um produto da fotossíntese.
• ❌ D) Ácido carbônico e energia. Ácido carbônico não é apresentado como produto da equação geral da fotossíntese.
• ❌ E) Glicerol e oxigênio. O oxigênio é um produto, mas glicerol não é o produto orgânico indicado na equação geral apresentada.

Gabarito: B. Uma forma simples de revisar é pedir que a turma escreva a equação e marque reagentes e produtos com cores diferentes. Isso reduz a confusão entre água, CO2, glicose e oxigênio.

8. Em um lago próximo a uma área industrial, pesquisadores detectaram um contaminante químico persistente na cadeia alimentar. A concentração média do contaminante foi de 0,02 mg/kg na água, 0,2 mg/kg nas algas, 1 mg/kg no zooplâncton, 5 mg/kg em peixes pequenos e 20 mg/kg em aves que se alimentam desses peixes. O contaminante não é facilmente degradado nem eliminado pelos organismos. Com base nos dados do estudo, como a presença desse contaminante pode afetar a cadeia alimentar do lago?

• ❌ A) A passagem do contaminante entre os níveis tróficos reduz sua concentração, pois parte dele é eliminada durante a alimentação. Os valores apresentados aumentam entre os níveis, e o enunciado informa que o contaminante é pouco eliminado.
• ❌ B) A presença do contaminante aumenta a disponibilidade de alimento, favorecendo igualmente todos os níveis da cadeia. Os dados tratam de concentração do contaminante e não indicam aumento da disponibilidade de alimento.
• ✅ C) A concentração do contaminante tende a aumentar nos organismos dos níveis tróficos superiores, por bioacumulação e biomagnificação. O padrão dos valores culmina na maior concentração nas aves, predadoras dos peixes.
• ❌ D) A concentração do contaminante permanece semelhante em todos os organismos, pois a água é a principal fonte de exposição. As concentrações informadas diferem e aumentam nos organismos ao longo da cadeia.
• ❌ E) Os organismos que se alimentam diretamente das algas apresentam a maior concentração, pois ocupam o primeiro nível de consumo. Os dados mostram concentrações superiores nos peixes e, especialmente, nas aves predadoras.

Gabarito: C. Bioacumulação descreve a retenção do contaminante em um organismo; biomagnificação, o aumento de sua concentração entre níveis tróficos. A justificativa deve mencionar os valores do estudo, e não apenas o nome do fenômeno.

Fechamento: transforme as respostas em próximos passos

Depois da atividade, posso usar os itens com maior número de dúvidas como ponto de partida para uma revisão direcionada: fontes de energia na quimiossíntese, reagentes e produtos, organelas ou leitura de experimentos. Para ampliar a prática por habilidade, consulte também questões da habilidade EM13CNT105, questões da habilidade EM13CNT203, questões da habilidade EM13CNT205 e questões da habilidade EM13CNT202.

Se quiser adaptar a seleção ao ritmo e aos objetivos da sua turma, você pode montar uma avaliação no gerador de provas do GeraProva ou fazer seu cadastro grátis.

Use as questões como ponto de partida: ajuste a aplicação ao que sua turma já estudou e retome os conceitos que precisarem de mais conversa. O GeraProva pode ajudar você a preparar novas atividades para suas aulas.