O esquema representa a etapa fotoquímica da fotossíntese. As moléculas de clorofila e os pigmentos acessórios que compõem os fotossistemas I e II são excitados pela radiação luminosa. A energia dessa excitação retira elétrons das moléculas de clorofila $a$ $\text{P}_{680}$, no Fotossistema II, e de clorofila $a$ $\text{P}_{700}$, no Fotossistema I. Esses elétrons são responsáveis pelo mecanismo de fosforilação do ADP formando ATP e pela redução do $\text{NADP}^+$ em NADPH. SADAVA, D. et al. Vida: a ciência da biologia . Porto Alegre: Artmed, 2009 (adaptado). O agente redutor primário responsável pela reposição dos elétrons perdidos no Fotossistema II é o(a)

Questão 123 do ENEM 2023 (Ciências da Natureza)

A questão trata da etapa fotoquímica da fotossíntese, a chamada fase clara. Nela, a energia luminosa é capturada pelos fotossistemas e usada para produzir ATP e NADPH, que serão empregados depois na fase escura (Ciclo de Calvin).

Vamos focar no Fotossistema II (FSII), cujo centro de reação é a clorofila $a$ $\text{P}_{680}$ . Quando a luz ( $h\nu$ ) incide sobre o FSII, ela excita os elétrons da $\text{P}_{680}$ . Esses elétrons ficam tão energizados que deixam a molécula e são capturados por um aceptor, iniciando a cadeia de transporte de elétrons rumo ao Fotossistema I.

Ao perder elétrons, a clorofila $\text{P}_{680}$ fica oxidada (deficiente em elétrons). Para que a fotossíntese continue, esses elétrons precisam ser repostos. Quem faz essa reposição é a fotólise da água (quebra da molécula de água pela ação da luz), que ocorre associada ao Fotossistema II. Segundo o texto, o esquema representa justamente esse mecanismo, e a fotólise da água pode ser expressa por:

$2\,\text{H}_2\text{O} \rightarrow 4\,\text{H}^+ + 4\,\text{e}^- + \text{O}_2$

Os elétrons ( $\text{e}^-$ ) liberados nessa quebra são doados à clorofila $\text{P}_{680}$ , reduzindo-a de volta ao estado normal, pronta para ser excitada por outro fóton. Como a molécula de água é a fonte que doa os elétrons, ela é o agente redutor primário responsável por repor os elétrons perdidos no Fotossistema II.

Portanto, a resposta é a molécula de água — alternativa C.

Analisando as demais alternativas:

A) Fotossistema I: recebe elétrons vindos do Fotossistema II (o fluxo não cíclico vai do FSII para o FSI), e não o contrário — não repõe os elétrons do FSII.
B) Complexo de citocromo: é um intermediário na cadeia de transporte, situado entre o FSII e o FSI; ele não é o doador inicial de elétrons.
D) Molécula de ADP: participa da síntese de ATP (fosforilação), processo diferente da reposição de elétrons.
E) Radiação solar: fornece a energia que excita os elétrons, mas não é uma substância que doa elétrons; um agente redutor precisa ser uma espécie química material.

Questão 123 do ENEM 2023 — Ciências da Natureza

Resolução comentada