RELATÓRIO DE BIOLOGIA BIOENERGÉTICA FOTOSSÍNTESE 1

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA 
DA BAHIA 
CAMPUS SALVADOR
BIOENERGÉTICA: FOTOSSÍNTESE 
AUTORES: Larissa Santana Melo do Carmo, nº 17
Manuel Vinícius Souza Brandão Figuerêdo, nº 19
Maria Clara Simas Dreger Evangelista, nº 21
Raquel Cintra de Almeida Aquino, nº 26
Salvador BA
2018
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA 
DA BAHIA 
CAMPUS SALVADOR
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA
CURSO TÉCNICO INTEGRADO EM QUÍMICA
TURMA 8821 
BIOLOGIA
BIOENERGÉTICA: FOTOSSÍNTESE
AUTORES: Larissa Santana Melo do Carmo, n º 17
Manuel Vinícius Souza Brandão Figuerêdo, nº 19
Maria Clara Simas Dreger Evagelista, nº 21
Raquel Cintra de Almeida Aquino, nº 26
Relatório apresentado como forma de obtenção parcial de nota da III UNIDADE..
Prof. Mônica Sacramento
Equipe técnica: Larissa Santana Melo do Carmo; Manuel Vinícius Brandão Figuerêdo; Maria Clara Simas Dreger Evangelista; Raquel Cintra de Almeida Aquino;
Salvador BA
2018
SÚMARIO
1.	Objetivo	4
2.	Introdução	5
3.	Parte Experimental	11
4.	RESULTADOS E DISCUSSÃO	12
5.	Conclusão	17
REFERÊNCIAS	18
1. Objetivo
a) Observar e identificar estômatos;
2. 
 Introdução
A fotossíntese é tida atualmente como o principal agente metabólico energético das plantas (Tanaka et al., 2009, p.1) e como um importante processo para a manutenção da vida (Martins, 2011). Dentre alguns motivos para isso, pode-se destacar a dependência alimentícia – tanto diretamente quanto indiretamente – e/ou respiratória – por ser uma fonte de O2 (g) – dos seres vivos do processo fotossintético (Dias-Filho, 2006, p.22). Além disso, a fotossíntese também é considerada como um importante meio de retirada do CO2(g) – principal causador do efeito estufa – da atmosfera, porque permite o deslocamento desse gás pelos ecossistemas aquáticos e terrestres, onde as plantas terrestres e os fitoplânctons absorvem, respectivamente, cerca de 52 bilhões e 45 bilhões de toneladas de carbono por ano (Dias-Filho, 2006, p.12-13,18).
 O funcionamento do processo de fotossíntese que atualmente é aceito foi elucidado pela contribuição de diferentes pesquisadores como Emerson e Lews (1943), onde suas evidências experimentais sugeriram conceitos de sistemas fotoquímicos, Kok (1959) e Doring et al. (1969), que evidenciaram os pigmentos de clorofila P680 e P700 e Calvin, Bassham e seus colaboradores (1957), que evidenciaram a assimilação do carbono pela adsorção do CO2 (g) (Tanaka et al., 2009). 
Pode-se visualizar a fotossíntese, dentre outras características, como um processo em que há sucessões de trocas gasosas com a atmosfera, já que utiliza como um dos reagentes o CO2 (g), e gera como um dos produtos o O2 (g), conforme disposto na equação geral desse processo, na Eq.1.:
CO2 + H2O (l) CH2O + O2 (g) 
Eq.1.
Essas trocas gasosas, nas plantas, acontecem em estruturas epidérmicas especializadas[footnoteRef:1] existentes ao longo da superfície de suas folhas chamadas de estômatos. Os estômatos são usados tanto no processo da fotossíntese quanto na transpiração da planta (Dias-Filho, 2006; Daszkowska-Golec et al., 2013; Camargo et al., 2011) (Figura 1). [1: Pequenos poros (Dias-Filho, 2006).] 
Fonte: Dias-Filho, 2006, p.16.
Figura 1. Representação esquemática da superfície de uma folha mostrando o estômato e a troca de gases que ocorre durante a fotossíntese.
Pesquisas que tiveram evidências que sugerem certa interferência da atividade dos estômatos com a taxa de fotossíntese das plantas podem ser encontradas na literatura nacional (Lima et al., 2013; Costa et al., 2007). Lima e seus colaboradores (2013) evidenciaram a relação da atividade fotossintética com a presença de água, onde as mudas de bacuri apresentaram maior transpiração e condutância estomática quando dispuseram de maior estoque de água. Costa e seus colaboradores (2007), dentre outros resultados, observaram a queda da taxa de fotossíntese no horário de meio dia na Carapa guianensis, onde conforme os autores, “a queda na condutância estomática parece ser a causa mais provável da redução da fotossíntese nos horários do meio dia” (Costa et al., 2007, p.4). Porém, na conclusão de suas pesquisas destacaram que “A correlação entre condutância estomática e fotossíntese foi positiva, porém baixa, demonstrando que as respostas dos estômatos às variações na luminosidade e umidade do ar são complexas.” (Costa et al., 2007, p.5). 
Outro fator sinalizado na literatura[footnoteRef:2] que recebeu atenção devido a necessidade de mais estudos sobre suas influências (ou até nega-las) sobre a fotossíntese foi a ciclose. Isso aconteceu porquê dentre as evidências experimentais, tem-se algumas que mostraram que a ciclose podia melhorar a atividade fotossintética, assim como outras, em condições diferentes e específicas, onde não foi possível observar mudanças na taxa de adsorção sintética do 14CO2 (g), sugerindo que a ciclose não exercia influência[footnoteRef:3] significativa no processo fotossintético naquelas condições (Cf. Bulychev e Dodonova, 2011; Cf. Dodonova e Bulychev, 2012). Dessa forma, pesquisas sobre a ciclose relacionada com a fotossíntese são importantes pela potencialidade de gerar contribuições que permitam dinamizar o conhecimento atual sobre o processo fotossintético. Assim, considerou-se a ciclose aqui como um processo que age em favor da fotossíntese, já que as condições que não sugerem isso aconteceram em condições bastante diferentes. [2: Isso pode ser observado em Bulychev e Dodonova (2011) e Dodonova e Bulychev (2012).] [3: Na alga characean] 
Nesse contexto, esse experimento visou ter o objetivo de verificar empiricamente a atuação da ciclose e a existência dos estômatos, com a intenção de sustentar empiricamente o conhecimento atual.
1.1 Estômato
(a) (b)
Fonte: Raven et al., sem data (adaptado), p.575.
Figura 2. Elétron-micrografias de varredura mostram (a) estômato aberto na epiderme de folhas de pepino (Cucumis sativus) e (b) fechado na epiderme de folhas de sálvia (Apium petroselium).
Os estômatos são importantes na sobrevivência e na produtividade dos vegetais porque, além do já dito, controlam a absorção de CO2 (g) e restringem a perca de água, sendo relevantes para evitar a desidratação da folha (Daszkowska-Golec et al., 2013; Costa et al., 2007; Camargo et al., 2011).
Os estômatos podem ocorrer em ambos os lados da superfície da folha ou em um lado isoladamente, sendo o inferior o lado mais comum[footnoteRef:4] (Parkhurst, 1978 apud Camargo et al., 2011). É Morfologicamente composto por um par de células-guardas clorofiladas que formam um poro (abertura) entre si chamado de ostíolo. Essas células-guardas são capazes de alterar sua forma para fechar ou abrir o ostíolo formado (Lopes, 2006, Raven et al., sem data). Podem ser observados nos estômatos mostrados na Figura 2 tanto os ostíolo formado entre as células-guardas quanto as células-guardas, além de também observar a aparência de um estômato fechado. [4: Segundo Lawson (2009 apud Camargo et al., 2011, p.2) folhas com estômatos na superfície superior podem ser encontradas em plantas flutuantes como a water lilies (nenúfares, em português).] 
1.2 Ciclose
Ciclose é o nome dado ao movimento realizado pelo citoplasma nas células vegetais vivas, deslocando nesse processo organelas, vacúolos digestivos e o cloroplasto (Figura 3). Dentre os benefícios atribuídos a ciclose, pode-se destacar a sua importância na comunicação intracelular e entre a célula e o meio externo, a distribuição de solutos e vesículas de membranas entre partes distantes da célula e o transporte lateral de substâncias sobre distâncias macroscópicas (Pickard, 2003 apud Bulychev e Dodonova, 2011,p.1; Verchot-Lubicz et al., 2010 apud Bulychev e Dodonova, 2011, p.1; Verchot-Lubicz et al., 2010 apud Dodonova e Bulychev, 2012, p.1; Lopes, 2004).
Fonte: http://bio1151b.nicerweb.net/Locked/media/ch06/streaming.html
Figura 3. Representação esquemática da atuação da ciclose na superfície de uma célula vegetalA explicação atual sobre a ciclose considera que ela tem como causadora a proteína motora miosina que, associada com organelas pela sua cauda, desliza ativamente sobre filamentos de actina usando a energia proveniente da hidrólise do ATP (Figura 4). (Shimmen e Yokota, 1994 apud Shimmen e Yokota, 2004; Shimmem e Yokota, 2004). 
Fonte: Shimmen et al., 2004, p.2.
Figura 4. Representação esquemática da molécula de miosina interagindo organelas enquanto desliza ao longo de um filamento de actina.
 1.3 Síntese de algumas das características dos gêneros das plantas utilizadas
1.3.1 Elodea
As plantas do gênero Elodea são nativas do novo mundo e pertencem a família Hydrocharitaceae. Esse gênero contém cerca de 17 espécies conhecidas, sendo 9 originarias da América do Norte e oito da América do Sul (St John 1962,1963,1964,1965 apud Simpson, 1984; Simpson, 1984).
1.3.2 Tradescantia 
As plantas do gênero Tradescantia pertecem a família Commelinaceae e se distribuem ao longo das regiões temperadas e tropicais da América. Esse gênero contém cerca de 65-70 espécies de plantas perenes com folhas dispostas em espiral ou em duas filas, com cálices com 3 sépalas e corola com 3 pétalas (Lorenzo-Cáceres, 2004).
1.3.3 Ixora
As plantas do gênero Ixora são nativas da Ásia e pertencem a família Rubiaceae, consistindo em árvores tropicais de folhas perenes, geralmente pequenas, e arbustos. Esse gênero contém cerca de 500 espécies conhecidas atualmente. Essas plantas tem seu centro de diversidade na Ásia tropical e também crescem em climas subtropicais nos Estados Unidos (Dontha et al., 2015). 
Florescem, em climas tropicas, durante o ano todo e detêm folhas coriáceas, oblongas e obtusas. Suas flores são pequenas e tubulares e aparecem em cachos produzidos no final dos ramos, de forma que cada cacho pode ter até cerca de 60 flores individuais (Dontha et al., 2015).
3. Parte Experimental 
3.1. Materiais:
TABELA 1. Materiais utilizados na observação de estômatos
	MATERIAIS
	QUANTIDADE
	Água destilada
	--------------
	Béquer
	01
	Bisturi
	02
	Conta-gotas
	01
	Folhas de plantas diversas
	--------------
	Lâminas
	04
	Lamínulas
	--------------
	Microscópio óptico
	01
	Pinça
	01
3.2. Metodologia:
Observar estômatos e movimentos de ciclose por meio de um microscópio óptico nas escalas de 4X, 10X e 40X.
3.3. Procedimento:
a) Retirou-se finas películas da folha com auxílio do bisturi e colocou-as no vidro de relógio com água;
b) Colocou-se uma película da superfície da folha em uma lâmina com auxílio de uma pinça e pingou sobre a mesma uma gota de água;
c) Colocou-se uma lamínula sobre o material de modo que não houve formação de bolhas de ar;
d) Levou-se a lâmina ao microscópio e identificou-se os estômatos nas objetivas de 4x, 10x e 40x.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
· Tradescantia:
Na primeira parte do experimento a planta tradescantia foi analisada, de modo a observar os seus estômatos.
Na parte adaxial da folha foi possível observar uma estrutura organizada em várias formas geométricas hexagonais que compunham a epiderme da planta (Figura 5), mas sem sinal de estômatos. 
Figura 5. Estrutura da epiderme vista no microscópio 4x
Já na parte abaxial da folha, além de ser possível observar a epiderme da planta com uma estrutura organizada, também foi possível notar pequenos estômatos em sua maioria fechados (Figura 6).
Figura 6. Estômatos da Tradescantia vistos no microscópio 10x
Os estômatos podem ser encontrados tanto na parte adaxial quanto na parte abaxial da folha, dependendo das condições de umidade do ambiente, bem como das espécies. A abertura e fechamento dessas estruturas estão ligados diretamente com a luz e água a qual estão dispostos. Quando as células- guardas (Figura 7), estão turgidas ela se encontra arqueada devido ao reforço existente na parede interna que se encontra voltada para o ostíolo. Assim quanto mais essa célula se encontrar com água, mais provocara a expansão da parede oposta ao ostíolo, o que puxa a parede interna pouco elástica, abrindo o estômato, e quando há saída de água nas células, esses estômatos se encontram fechados.
Figura 7. Células-guarda no estômato
O mecanismo de abertura e fechamento dos estômatos acontece de acordo com a reserva hídrica disponível no ambiente e acontece de forma a proteger o vegetal de uma transpiração excessiva. Entretanto, de todas as células da epiderme as únicas com cloroplastos são as células-guardas do estômato, dessa forma quando os mesmos se encontram fechados há uma dificuldade em capturar energia luminosa e absorver gás carbônico. Quando a luz é projetada nessas células os cloroplastos retiram o gás carbônico (CO2) dissolvido no suco celular. As enzimas transformam o amido armazenado em glicose, aumentando a concentração celular, o que faz com que as células absorvam água das células vizinhas e faz com que os estômatos se abram, sendo este um fenômeno de plasmólise. 
No escuro ocorre o processo contrario, resultando na respiração celular.
· Ixora:
Na lâmina que continha uma fina película da Ixora foi possível visualizar alguns estômatos e células vegetais. Foi informado pela professora que a lâmina analisada havia sido previamente preparada de forma artesanal com o uso de esmalte para conservar melhor e que estava sendo usada há alguns dias. 
Sabe-se que os estômatos (do grego "boca") são responsáveis pela troca de gases e água entre as folhas e o meio (estando assim diretamente relacionado com o processo da fotossíntese) e são comumente encontrados na parte inferior da folha das plantas. Não se sabe se a película de Ixora na lâmina analisada é da parte superior ou inferior, pois não foi preparado pela equipe, mas analisando a Figura 8 pela quantidade de estômatos encontrados pode se dizer que há grande probabilidade da película analisada ter sido da parte inferior da planta. 
De acordo com a literatura a Ixora é uma planta terrestre e de clima quente. Como os estômatos são responsáveis pela troca gasosa (de gases e de vapor de água) eles vão tender a ficar na parte inferior das plantas terrestres para garantir a menor perda possível de água para o meio na forma de transpiração, podendo ser chamada a planta de hipoestomática pois os seus estômatos estão localizados na epiderme inferior da folha. 
Foi observado também as células-guarda e acessórias, mas não foi possível observar o ostíolo já que os estômatos observados estavam fechados e inchados. Sabe-se que o fechamento e a abertura dos estômatos está diretamente ligado a transpiração, respiração e fotossíntese e de acordo com a intensidade desses processos. 
Como a lâmina artesanal analisada já estava sendo analisada há alguns dias desde a sua preparação pode-se afirmar que provavelmente os processos metabólicos da planta já não estavam mais ocorrendo, o que explica também o fato dos estômatos apresentarem aparência de inchados pois o fechamento destes impede a entrada de CO2 e a queda nos níveis desse gás faz com que as células-guarda se tornem inchadas.
Figura 8. Foto de estômatos da espécie de planta Ixora vista em microscópio.
· Ciclose da Elodea:
Durante o experimento foi submetido uma pequena amostra de uma folha da espécie Elódea à observação microscópica. Foi possível visualizar estruturas com formas retangulares que apresentavam cor verde clara e por dentro dessas estruturas retangulares haviam pequenos círculos com coloração verde, esses círculos tinham uma pigmentação verde mais intensa que a célula e estavam localizados próximos nas bordas dessa estrutura. O fato mais importante observado é que esses círculos de pigmentação verde se moviam ao redor da célula de forma constante.
De acordo com a literatura, as estruturas retangulares eram as células vegetais da planta Elódea e os círculos de coloração esverdeada eram as organelas citoplasmáticas de nome cloroplastos, que é uma organela capaz de ser visualizada sem o uso de corantes. O fenômeno de mobilidade dos cloroplastos que ocorreu nas extremidades das células se chama ciclose. A ciclose se resumea uma corrente citoplasmática, que provém da interação de duas principais proteínas actina e miosina, proteínas localizadas no citoesqueleto, que objetiva o melhor aproveitamento da luz pelos cloroplastos.
A ciclose possibilita uma distribuição melhor das constituintes da célula além dos cloroplastos, como as proteínas, os íons, a água e o ácido nucléico. Contudo as dimensões dos demais substituintes, senão os cloroplastos, são extremamente reduzidas, por isso, não foi possível visualizar seu movimento nas extremidades da célula juntamente com o cloroplasto.
Na célula vegetal o cloroplasto tem como função converter a energia luminosa, com o auxílio de elementos inorgânicos: a água (H2O) e dióxido de carbono (CO2). Esse processo, conhecido como fotossíntese, forma como produto carboidratos o que torna possível que a célula consuma sua própria forma de se sustentar, visto que os carboidratos são moléculas orgânicas ricas em energia, energia esta que quando liberada a célula consome para sobreviver. Ou seja, as plantas são seres autótrofos, por possuírem o cloroplasto, e para que o cloroplasto tenha um maior aproveitamento da energia luminosa ele se localiza na extremidade da célula e é movimentado através da ciclose.
5. Conclusão
Os resultados obtidos evidenciaram a presença dos estômatos na Tradescanta e na Ixora e também a ciclose dos cloropastos na Elódea. Essas evidencias dão apoio empírico aos conhecimentos atuais sobre os estômatos e a ciclose, correspondendo com o que era esperado teoricamente. Dessa forma, os resultados indicam a eficiência do método utilizado nessa identificação empírica. 
Com base no já apresentado, pode-se sugerir a utilização desse método, por questões de facilidade e eficiência, na confirmação empírica dos estômatos e da ciclose não somente dos vegetais usados, mas também para outros gêneros e espécies.
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