aula-1-introducao

Prévia do material em texto

Curso de Ciências Biológicas - Noturno
Fisiologia do Metabolismo e Transporte em Plantas
2013
Fisiologia do Metabolismo e Transporte em Plantas
Professor responsável: 
Victor José Mendes Cardoso
(Depto. de Botânica – IB)
Técnico:
Monitor:
FISIOLOGIA VEGETAL
ciência dos processos e funções que descrevem um sistema vivo, da célula ao indivíduo.
sistema
Exemplo de sistema...
EVAPORAÇÃO
PRECIPITAÇÃO
CALOR
LATENTE
RADIAÇÃO
SOLAR
seres vivos como sistemas abertos
E
E
Fisiologia e bioquímica
Geralmente, estudos in vitro causam, em maior ou menor grau, uma completa perda da “complexidade organizada” característica do sistema.
 A arte de desenhar experimentos sensíveis em organismos intactos, ou seja, retendo completamente sua "complexidade organizada", continua sendo a base da biologia experimental.
 A descrição bioquímica ("molecular") dos elementos do sistema é significativa quando a relação entre os elementos desse sistema é estudada em paralelo, enquanto suas características estão retidas.
(Mohr & Schopfer, Plant Physiology, Springer)
Fisiologia
sistemas vivos
sistemas vivos (aptidão)
mais “apta” para caçar
mais energia disponível
mais chances de reprodução
mais descendentes
mais cópias dos seus genes para a próxima geração
Que diferença faz, para a espécie,
se a serpente A ou B tiver mais sucesso?
Que diferença faz, para a vida,
se a espécie A ou B tiver mais sucesso?
sistemas vivos (auto-criação)
= componente ou unidade
rede de interações entre os componentes
Por que esse sistema “autopoiético” evolui?
Autopoiese = capacidade dos seres vivos de produzirem a si próprios (Wikipedia). 
sistemas vivos (semiótica*)
sistema vivo
meio
Sinais
decodificação
reação
*Semiótica = ciência geral dos signos (sinal, símbolo) 
estudos de processos ou fenômenos biológicos
COMO ?
POR QUE ?
HISTÓRIA EVOLUTIVA?
Fisiologia
Ecologia
Biologia
“O filme se repetiria? Até que ponto?
M
organismo
meio
DOMÍNIO MORFO-FISIOLÓGICO
DOMÍNIO DAS INTERAÇÕES
(organismo x meio)
Quais as relações entre os domínios? 
Como o domínio morfo-fisiológico influencia as reações do organismo ?
El-Hani, SN e Videira, AAP (org), 2000 (O que é Vida. Relume-Dumará, Rio de Janeiro)
fisiologia x ecofisiologia
Metabolismo  acoplamento de reações catabólicas e anabólicas
catabolismo
anabolismo 
(biossíntese)
ADP
NADP
ATP
NADPH
	classificação metabólica dos seres vivos					
	organismo	modalidade	fonte de ATP	fonte de NADPH	fonte de carbono	exemplos
	autotrófico	quimio	oxidação de comp. orgânicos	oxidação de comp. inorg.	CO2	bactérias denitrific., ferro e sulfo bact.
		foto	luz	água	CO2	plantas superiores; bactérias fotossint.
	heterotrófico	quimio	oxidação de comp. orgânicos	oxidação de 
comp. org.	compostos orgânicos	animais
		foto	luz	oxidação de 
comp. org.	compostos orgânicos	bactérias não sulfúricas
El-Hani, SN e Videira, AAP (org), 2000 (O que é Vida. Relume-Dumará, Rio de Janeiro)
forma
reduzida
forma
oxidada
Energia
Energia
El-Hani, SN e Videira, AAP (org), 2000 (O que é Vida. Relume-Dumará, Rio de Janeiro)
A Fisiologia numa base termodinâmica
Fisiologia do Metabolismo e Transporte
 Conteúdo programático 
Ksenzhek e Volkov, 1998
I.Teórico
 
1. Introdução: Sistemas vivos e relações de energia
- A planta como sistema dissipativo
- Energia e aspectos termodinâmicos da difusão o osmose
- Aspectos funcionais da célula vegetal
2. Relações hídricas em plantas
- Potencial químico da água
- Relações hídricas na célula
- Potencial da água e transporte no sistema solo – planta - atmosfera
- Mecanismos de absorção e transporte da água na planta
- Transpiração e mecanismos de controle
3. Nutrição e nutrientes minerais
- Sais minerais no solo 
-.Nutrição e nutrientes minerais essenciais
-.Mecanismos de absorção e transporte iônico
-.Fixação do di-nitrogênio
4. Fotossíntese 
- Luz e pigmentos vegetais
-.Fase fotoquímica e seus produtos
-.Vias metabólicas C-3, C-4 e MAC
-.Fotorrespiração
-.Influência de fatores bióticos e abióticos na fotossíntese
5. Transporte de solutos orgânicos 
- Vias de transporte
- Mecanismos de carregamento, transporte e descarregamento no floema 
Programa da disciplina (1)
Programa da disciplina (2)
 
II. Prático
 
Permeabilidade de membranas
Difusão e osmose
Estimativa do potencial de água em tecidos vegetais
Avaliação do potencial de água no sistema solo-planta-atmosfera
Aspectos funcionais da raiz: pressão radicular
Transporte no xilema e floema
Transpiração
Absorção e acúmulo de íons
Nutrição e deficiência mineral
Pigmentos fotossintéticos e espectro de absorção
Demonstração da reação de Hill
Plantas C3, C4 e CAM
 
III. Método de ensino
- Aulas expositivas.
- Experimentos práticos.
- Estudos dirigidos.
 
IV. Bibliografia 
 
básica
KERBAUY, G.B.(Coord). Fisiologia Vegetal, 2ª Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. 431p.
TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologia Vegetal, 4ª Ed. Porto Alegre: ArtMed, 2009. 819p.
 
complementar
EPSTEIN, E.; BLOOM, A.J. Nutrição mineral de plantas: Princípios e perspectivas. Londrina: Editora Planta, 2006.
FERRI, M.G. Fisiologia Vegetal. vol. 1. São Paulo: EPU & EDUSP, 1985.
HALL, D.O.; RAO, K.K. Fotossíntese. São Paulo: EPU & EDUSP. 1980
LARCHER, W. Ecofisiologia vegetal. São Paulo: Rima Artes e Textos. 2000.
MARSCHNER, H. Mineral nutrition of higher plants. San Diego: Academic press. 1995.
MOHR, H.; SCHOPFER, P. Plant Physiology. Heidelberg: Springer. 1995. 629 p.
MORE, T.C. Research Experiences in Plant Physiology. Springer-Verlag, Berlin, 1974.
NOBEL, P.S. Physicochemcal and Environmental Plant Physiology. 2o. Ed. San Diego: Academic Press. 1999.
PRADO, R.M. Nutrição de Plantas. São Paulo: Editora Unesp, 2008.
RAVEN, P.H.; EVERT, R.F.; EICHHORN, S.E. Biologia vegetal, 7ª Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007.
SALISBURY, F.B.; Ross, C.W. Plant Physiology. Belmont: Wadsworth Pub. Co., 1992.
SUTCLIFFE, J.I. As plantas e a água. São Paulo: EPU & EDUSP, 1980.
Programa da disciplina (3)
Programa da disciplina (4)
V. Critério de avaliação da aprendizagem
A. Provas escritas
Provas escritas semanais (teoria/prática). As três piores notas são descartadas
Haverá provas em grupo (PG), aplicadas no dia da aula, e provas individuais (PI), aplicadas na aula seguinte, mas tratando do tema anterior. As PG terão um número variável de questões, em geral não mais do que cinco. As PI terão apenas uma questão.
B. Outras avaliações
Escolher uma das seguintes opções: 
- apresentação de seminário sobre tema atual, envolvendo a Botânica ou a Fisiologia Vegetal
- planejamento e desenvolvimento de um mini-projeto sobre tema dentro da Fisiologia Vegetal.
 
 
Cálculo da média:
( PGa.2)+( PIa.1,5) + (seminário ou projeto.1)/4,5
 
a: dez notas válidas
 
roteiro de aulas
MARÇO
08 -Apresentação: programa, estruturação, avaliação, formação de grupos. 
Domínio da Fisiologia Vegetal. Fisiologia do Metabolismo e Transporte
15 - Aspectos funcionais da célula: membrana e parede.
Investigações sobre a natureza da membrana
PG 1
22 - PI1
Conceitos básicos termodinâmicos.
Entropia, sistemas dissipativos e organização.
Osmose e pressão osmótica
PG 2
ABRIL
05 - PI2
As plantas e a água
Relações hídricas em nível celular: conceito de potencial da água
Métodos de avaliação do potencial de água em tecidos vegetais
PG 3
12 - PI3
Potencial hídrico e o movimento da água no sistema solo-planta-atmosfera
PG 4
19 - PI4
Mecanismos de absorção e transporte de água no xilema
PG 5
26 - PI5
Estômatos e transpiração
PG 6
MAIO
03 - PI6
Nutrição e nutrientes minerais
PG 7
10 - PI7
Mecanismos de absorção iônica
PG 8
17 - PI8
Luz e pigmentos
Extração de pigmentos fotossintéticos
PG 9
24 - PI9
Fotoquímica da fotossíntese
Reação de Hill
PG 10
JUNHO
07 - PI10
Assimilação do carbono
Fotorrespiração
Plantas C-3, C-4 e MAC
PG 11
14 - PI11
Mecanismos de transporte no floema
PG 12
21 - PI12
Fixação e metabolismo do nitrogênio
PG 13
28 - PI13
Apresentação dos seminários, projetose/ou vídeos
JULHO
05 - outras atividades
A Ciência... em essência 
 
Baseado em Felipe A. P. L. Costa (*) La Insignia. Brasil, abril de 2006. 
Sem perguntas, dúvidas e questionamentos não há ciência. 
Por isso, a vida acadêmica deve (ou deveria) ser pautada pela efervescência de perguntas. 
image1.png
image2.wmf
image3.wmf
image4.png
image5.png
image12.jpeg
image13.jpeg
image6.jpeg
image7.png
image8.jpeg
image9.png
image10.png
image11.png
image14.png
image15.png
image16.wmf
 
C
aracterística
 
E
xemplos
 
S
istemas 
envolvidos
 
Processos 
termofísicos
 
Fluxos de massa e energia
 
em
 
nível macroscópico
 
T
ransporte
 
de 
 
água e
 
minerais
 
C
élulas
 
T
ecidos
 
Ó
rgãos
 
I
ndivíduos
 
Processos 
 
quânticos
 
P
rocessos 
disparados
 
por um
 
único quantum
 
d
e 
luz
 
F
otossíntese
 
M
embranas
 
P
igmentos
 
E
struturas 
sub
-
c
elulares
 
 
image17.wmf
MARÇO
 
0
8
 
Apresentação: programa, estruturação, avaliação, formação de grupos.
 
 
Domínio da Fisiologia Vegetal
. Fisiologia do Metabolismo e Transporte
 
15
 
Aspectos f
uncionais da célula: membrana e parede
.
 
Investigações sobre a natureza da membrana
 
P
G
 
1
 
22
 
PI
1
 
Conceitos básicos termodinâmicos.
 
Entropia, sistemas dissipativos e organização
.
 
Osmose e pressão osmótica
 
P
G
 
2
 
ABRIL
 
05
 
PI
2
 
As plantas e a água
 
Relações hídric
as em nível celular: 
conceito de
 
potencial da água
 
Métodos de avaliação do potencial de água em tecidos vegetais
 
P
G
 
3
 
12
 
PI3
 
Potencial hídrico e o
 
movimento da água no sistema solo
-
planta
-
atmosfera
 
P
G
 
4
 
19
 
PI
4
 
Mecanismos de absorção e transporte de água no
 
xilema
 
P
G
 
5
 
26
 
PI5
 
Estômatos e transpiração
 
P
G
 
6
 
MAIO
 
0
3
 
PI6
 
Nutrição e nutrientes minerais
 
P
G
 
7
 
1
0
 
PI7
 
Mecanismos de absorção iônica
 
P
G
 
8
 
1
7
 
PI8
 
Luz
 
e
 
pigmentos
 
Extração de pigmentos fotossintéticos
 
P
G
 
9
 
2
4
 
PI9
 
Fotoquímica da fotossíntese
 
Reação de Hill
 
P
G
 
10
 
JUNHO
 
0
7
 
PI10
 
Assimilação do carbono
 
Fotorrespiração
 
Plantas C
-
3, C
-
4 e MAC
 
P
G
 
1
1
 
1
4
 
PI11
 
Mecanismos de transporte no floema
 
P
G
 
1
2
 
2
1
 
PI12
 
Fixação e metabolismo do nitrogênio
 
P
G
 
1
3
 
2
8
 
PI13
 
Apresentação dos seminários, projetos e/ou vídeos
 
JULHO
 
0
5
 
ou
tras atividades