fisiologia aula 1 Fisiologia Vegetal

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Fisiologia Vegetal
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Fisiologia Vegetal
Estuda as respostas das plantas a fatores internos e externos variáveis.
Fatores internos: transporte de solutos orgânicos e inorgânicos, processos de crescimento e desenvolvimento...
Fatores externos: água no solo e na atmosfera, nutrientes, CO2, luz, O2...
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Plantas = base da cadeia alimentar = Autotrófos
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Plantas terrestres
Briófitas (Musgos): 4 cm, não possuem sistema vascular, não possuem tecido rígido para suporte estrutural.
Pteridófitas (Samambaias): tecidos rígidos, vários tamanhos.
Plantas com sementes (Embrião protegido por tecidos protetores e de nutrição):
			*Gimnospermas
			*Angiospermas (sementes protegidas por frutos):	
				- Dicotiledôneas (embrião com dois cotilédones)
				- Monocotiledôneas	
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Pteridófita -
Xaxim
	Briófita - Musgo
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Gimnosperma
 
		
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		Angiosperma
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Constituição do corpo vegetal
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Constituição do corpo vegetal
Raízes
Transporte de água e minerais
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 Caule 
	 - Sustentação
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Folhas
Fotossíntese e produção de M.O. para as demais partes da planta que não realizam fotossíntese
Parênquima
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Constituição do corpo vegetal
Célula vegetal
Lamela média (pectina)
Parede celular primária (não lignificada)
Parede celular secundária (lignificada)
Membrana plasmática, citoplasmática ou plasmalema
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Tecidos vegetais
Dérmico ou de revestimento
Fundamental (parênquima , colênquima e esclerênquima)
Vascular
			Xilema : condução de água e solutos minerais 		Floema: transporte de solutos orgânicos
Constituição do corpo do vegetal
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Célula Vegetal
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Retículo Endoplasmático 
Liso: síntese de lipídios e montagem de membranas;
Rugoso: síntese de glicoproteínas;
Complexo de Golgi: síntese de glicoproteínas de função estrutural e síntese de pectinas e hemicelulases de função cimentante da parede celular.
Organelas 
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Vacúolo : acúmulo de água, substâncias minerais e orgânicas;
Mitocôndrias: conversão de energia, ciclo de Krebs, respiração (quebra de molécula açúcar para produzir ATP)
Cloroplastos: sítio da fotossíntese.
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Relembrando alguns conceitos
Composto = possui 02 tipos diferentes de átomos;
Átomos formam moléculas para preencher suas camadas mais externas;
Reação química = degradação ou formação de ligações químicas;
Composto orgânico = sempre contém Carbono e Hidrogênio;
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Carboidratos = compostos com Carbono, Hidrogênio e Oxigênio = açucares e amido;
Lipídeos = compostos insolúveis em água
Lipídeos simples = gordura
Fosfolipídeos = lipídeos complexos formados de glicerol e dois ác. Graxos + um grupo fosfato.
Relembrando alguns conceitos
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Trifosfato de Adenosina (ATP) = armazena energia química para várias atividades celulares; 
a energia é liberada quando a ligação do grupo fosfato terminal da ATP é rompida;
a energia das reações de decomposição é usada para regenerar ATP a partir de ADP e fosfato inorgânico;
Relembrando alguns conceitos
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Quando o suprimento celular de ATP necessita de reposição = adição de um grupo fosfato ao ADP e a entrada de energia produz mais ATP;
ATP nucleotídeo = unidade estrutural dos ácidos nucléicos (DNA e RNA) formada por três partes:
		1. Base nitrogenada (Adenina, Tinina = purinas = estruturas de anel duplo; Citosina, Guanina, Uracil = pirimidinas = estruturas de anel simples)
		2. Uma pentose (açúcar com cinco carbonos = ribose)
		3. Grupo fosfato (ácido fosfórico)
Relembrando alguns conceitos
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Estrutura ATP
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Fotossíntese
Plântula após a germinação= fase heterotrófica (consumo da energia química liberada pela degradação das reservas)
Plântula desenvolvida= autotrófica (passa a realizar fotossíntese e produzir seu próprio material orgânico a partir de substâncias inorgânicas )
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Fotossíntese = Processo pelo qual as plantas transformam a energia eletromagnética em energia química;
A eficiência fotossintética é fator determinante da produtividade agrícola.
Fotossíntese
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Energia para os processos metabólicos dos seres vivos = raios solares
Reações do sol (bomba): 
		4 H He + 2 elétrons + hv (fóton de energia)
Geração de carbono orgânico através da fotossíntese
Diferenças entre vegetais C3 e C4
Fotossíntese
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Potencial fotossintético varia conforme solo, disponibilidade de luz, temperatura, água...
O acúmulo de matéria seca (crescimento) depende da fotossíntese.
Produtividade = Fotossíntese – (Respiração + Fotorrespiração)
			P = F – (R + Fr)
Fotossíntese
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Fotossíntese
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Aumento da produtividade = aumento da taxa fotossintética, diminuição da taxa respiratória e fotorrespiratória;
Combustíveis fósseis (carvão, petróleo, gás natural) = fotossíntese de milhões de anos. Finita!!!
Hoje: energia renovável = aproveitamento da energia química fixada nos compostos orgânicos (sacarose, biodiesel).
Fotossíntese
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Órgão especializado = Folha
Podem realizar fotossíntese: caules, sépalas, frutos verdes ou qualquer tecido vegetal clorofilado; 
Folha: evoluiu anatomicamente para melhor captar energia radiante e gás carbônico.
Aparelho fotossintético
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1 - Folha
Constituída por:
Epiderme superior (uma camada de células sem cloroplastos com fina camada de cutina formando a “cutícula da folha”);
Mesófilo (“locus” da fotossíntese, tanto as céls do tecido paliçádico quando o do lacunoso (ou esponjoso) possuem cloroplastos;
Epiderme inferior (sem cloroplastos);
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As plantas C4 apresentam também cloroplastos nas células. da bainha (coroa formada ao redor das nervuras onde se localizam o xilema e floema);
Estômatos = intercâmbio gasoso com o meio ambiente, absorção de CO2 (fonte de carbono para a fotossíntese), difusão de O2 (produto da fotossíntese) e do vapor d’água (transpiração). Realizam fotossíntese.
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Envolvidos por uma membrana externa contínua e uma interna que se dobra muitas vezes formando lamelas chamadas tilacóides.
Acúmulo das lamelas formam uma pilha = granum . Conjunto de granum = grana.
01 cloroplasto = 40 a 60 granas.
Grana = local da clorofila e de pigmentos: carotenos (amarelos) e carotenóides (antocianina, ficobilinas, ficoeritrinas, xantofilas...)
2- Cloroplasto
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Cloroplasto
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Matriz ou estroma – delimitado pela membrana interna e suas invaginações; local das enzimas que assimilam CO2, síntese de açucares e outros compostos; contém DNA e ribossomos.
Estroma: redução do CO2. 
Grana e lamelas (membranas): reações fotoquímicas.
2- Cloroplasto
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Distribuição do número de estômatos por espécie. 
Adaptado de Floss, 2006.
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Movimento ativo dos cloroplastos (carotenóides)
Adaptado de Taiz & Zeiger, 2006.
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Diferenças anatômicas para maior eficiência fotossintética 
Adaptado de Taiz & Zeiger, 2006.
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Pigmentos fotossintéticos: 
clorofila, carotenóides e ficobilinas.
Constituição da clorofila: é uma porfirina com um átomo de magnésio no centro, ligada a um álcool fitol;
Clorofila a: universal, verde-azulada, C55H72O5N4Mg;
Clorofila b: vegetais superiores, verde-amarelada C55H70O6N4Mg;
3- Clorofila e outros pigmentos
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Tipos de pigmentos fotossintéticos:
Adaptado de Floss, 2006.
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Estruturas dos pigmentos
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Síntese da clorofila depende dos fatores:
Genético: folhas variegadas com regiões clorofiladas e albinas;
Nutricional: depende de Nitrogênio, Magnésio e Ferro;
Luz: somente se torna ativa na presença de luz (antes = protoclorofila);
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Energia radiante
Energia solar que atinge a terra = radiação global;
Radiação global = 25% radiação direta e 26% difusa (sem ângulo específico de incidência;
Vários comprimentos de onda;
Energia luminosa = comprimento de onda (distância entre uma onda e outra) e freqüência (nº de ondas por unidade de tempo);
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Radiação absorvida pelas folhas:
Radiação direta
Radiação difusa na atmosfera
Radiação difusa na copa ou no dossel
RFA – radiação
fotossinteticamente ativa 
 400 a 700 nm do espectro visível.
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Radiação azul = menor comprimento de onda, maior freqüência maior energia.
Clor. a
Clor. b
Ficoeritrobilina
Caroteno
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Reações da fotossíntese
Processo fotossintético: 	
Fase Fotoquímica (dependente de luz)
Energia luminosa convertida em energia química a partir dos elétrons liberados da fotólise da água, liberando oxigênio e tendo como produtos intermediários ATP e NADPH +;
Fase Bioquímica (independente de luz)
Redução do CO2 formando hexoses (frutose e glicose) utilizando o ATP e o NADPH + H+.
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Fase Fotoquímica
Antena formada pelas moléculas de clorofila, carotenos e carotenóis; cada molécula da antena absorve um fóton e distribui às moléculas da clorofila do centro de reação.
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			Complexos Antena
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Reações dependentes de luz
Fotofosforilação – os e- excitados passam da clorofila para a primeira moléc. transportadora da cadeia e enquanto os elétrons passam pelos transportadores, prótons são bombeados através das membranas dos tilacóides e ADP é convertido em ATP pela enzima quimiosmose.
Fosforilação cíclica: o e- retorna à clorofila;
Fosforilação acíclica: processo + comum, o e- não retorna e é incorporado ao NADPH. 
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Reações dependentes de luz
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Esquema Z
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Fotossistema I e Fotossistema II
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Reações independentes de luz
Ciclo de Calvin-Benson
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Entrada de CO2 pelos estômatos
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