fisio vegetal 2017.2 questões de aula

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QUESTÕES PROPÓSTAS
Membranas biológicas e transporte transmembrana
Quais são as principais funções das membranas biológicas?
Devido à diversidade de funções especializadas existentes nas membranas biológicas, elas não podem ser consideradas somente fronteiras inertes que delimitam as células, pois em verdade são estruturas que desempenham atividades complexas e vitais, tais como: 
1) funcionam como suporte físico para determinadas enzimas lhes proporcionando uma atividade ordenada;
2) São capazes de formar pequenas vesículas transportadoras facilitando a translocação de algumas substâncias pelo citoplasma (ex. transporte de proteínas sintetizadas pelo reticulo endoplasmático); 
3) abrigam receptores que são aptos a se ligarem a moléculas específicas que desencadeiam modificações importantes no funcionamento celular, tais como moléculas hormonais; 
4) moléculas específicas da plasmalema são capazes de fazer com que as células se reconheçam induzindo a aderência entre si e com os componentes da matriz extracelular; 
5) a membrana plasmática participa dos processos de endocitose e exocitose; 
6) abrigam enzimas, pigmentos e proteínas responsáveis por processos biossintéticos vitais como, por exemplo, as enzimas responsáveis pela polimerização dos glicídios da parede celular, os pigmentos fotossintéticos organizados em complexos proteico (antenas) e o sistema de proteínas redox vinculadas ao fluxo de elétrons da fotossíntese e da respiração celular; 
7) controlam o transporte e tráfico de moléculas entre a célula e o meio externo (apoplasto) e entre os diferentes compartimentos intracelulares.
Qual é o modelo que explica a estrutura universal das membranas biológicas?
O modelo que melhor representa as propriedades físico-químicas e biológicas das membranas é denominado Modelo do Mosaico Fluido. Esse modelo descreve a organização molecular dos lipídios e das proteínas nas membranas celulares e ilustra como as características fisiológicas e mecânicas das membranas são definidas por seus componentes. O Modelo Mosaico Fluído integra muitos dos conhecimentos sobre as propriedades moleculares dos lipídios das membranas, sua montagem dentro da bicamada, a regulação da fluidez da membrana e os diferentes mecanismos pelos quais as proteínas se associam com a bicamada lipídica. As membranas celulares são, portanto, estruturas dinâmicas, fluidas, e a maior parte de suas moléculas são capazes de mover-se no plano da membrana.
Quais são os principais lipídios das membranas e as suas principais características físico-químicas?
O fosfolipídio que predomina nas membranas celulares é o fosfatidilcolina (Figura 2), e em sequência vem o fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina, esfingomielina e fosfatidilinositol. As membranas celulares são consideradas assimétricas, pois as duas camadas da bicamada lipídica não são idênticas. Sendo assim, a fosfatidiletalonamina, fosfatidilserina e o fosfatidilinositol são predominantes na camada em contato com o citosol. Fosfatidilcolina e esfingomielina são predominantes na camada que está em contato com o exterior da célula nas membranas plasmáticas e nas organelas na camada voltada para a suas cavidades. As membranas plasmáticas e das organelas diferem qualitativa e quantitativamente. Por exemplo, as membranas mitocondriais internas possuem o fosfolipídio difosfatidilglicerol, a membrana do reticulo endoplasmático contém o dolicol, e as membranas plasmáticas são ricas em colesterol.
Que características moleculares dos lipídios afetam a fluidez das membranas e qual a sua correlação com as respostas das plantas às variações nas temperaturas ambientais?
Qualquer lipídio ou mistura de lipídios pode ser convertido de gel para fluido ou de fluido para gel de acordo com o aumento ou a diminuição da temperatura ambiente. As plantas são diariamente afetadas pelas condições climáticas do ambiente ao qual elas estão inseridas, e como não conseguem regular a sua temperatura interna, elas precisam constantemente utilizar alguns mecanismos que controlam a fluidez de suas membranas. Esta situação é mais evidente em condições de baixas temperaturas que proporcionam o aumento da compactação das membranas. Sendo assim, as plantas podem aumentar a produção de ácidos graxos insaturados como, por exemplo, o ácido oleico (uma ligação dupla), ácido linolênico (duas ligações duplas) e o ácido linolênico (três ligações duplas). Outro mecanismo que pode auxiliar na manutenção da fluidez das membranas é a modificação da composição dos esteroides das membranas. Os esteroides (ex. colesterol) atuam como “tamponamento” da fluidez das membranas. Em condições de baixas temperaturas eles podem incrementar a fluidez por romperem a forma de gelificação dos fosfolipídios. Já em condições de altas temperaturas, os esteroides podem diminuir a fluidez por interferirem na movimentação dos ácidos graxos da cauda.
Quais a principais classes de proteínas das membranas e que funções podem desempenhar?
As principais classes de proteínas das membranas são as proteínas integrais, de transporte e periféricas.
As proteínas integrais encontram-se embebidas na bicamada lipídica atravessando-a completamente e sobressaindo de ambos os lados da membrana. Sendo assim, parte de uma proteína integral interage com o exterior da célula, parte com a camada hidrofóbica da membrana e parte com o citosol. As proteínas de transporte ligadas às membranas e que servem para facilitar a passagem de determinadas moléculas e íons são proteínas integrais.
As proteínas periféricas se projetam da bicamada lipídica para a superfície interna ou externa das membranas por ligações iônicas ou ligações de hidrogênio. Essas proteínas são solúveis em água e podem ser facilmente removidas com o uso de soluções salinas ou soluções ácidas as quais não afetam a estrutura da bicamada. Diversas são as funções que as proteínas periféricas exercem nas células.
Que propriedades dos solutos afetam a sua capacidade de atravessar as membranas?
A dinâmica que ocorre na movimentação de íons e moléculas de um local a outro é denominada de transporte. Quando procuramos compreender o transporte de uma determinada substância através das membranas celulares temos que considerar, primeiramente, as propriedades físico-químicas das moléculas que serão transportadas, a saber: polaridade e tamanho da molécula; presença de cargas.
Quais são os principais tipos de proteínas transportadoras das membranas?
As proteínas transportadoras podem ser agrupadas em três classes: canais, carreadores e bombas.
O que são e como funcionam as bombas de prótons?
As bombas são proteínas integrais de membranas que realizam o transporte ativo primário acoplando a energia liberada pela hidrólise do ATP ou do Pirofosfato ao transporte de próton contra um gradiente eletroquímico. Na energética celular dos vegetais, o tráfego de prótons através das membranas exerce um papel fundamental para diversos processos fisiológicos, em especial para o transporte ativo, sendo este também responsável pelo acoplamento metabólico. Nas membranas plasmáticas vegetais, as principais bombas são as de H+ e Ca2+, e a direção do bombeamento é para fora, do citosol para o espaço extracelular. Nas plantas, três tipos distintos de bombas são responsáveis pela formação do gradiente de prótons através das membranas (transporte ativo primário): ATPase da membrana plasmática (H+-ATPase), ATPase do vacúolo (V-ATPase) e a pirofosfatase vacuolar (PPase). Para transportar o próton, as bombas H+-ATPase e V- ATPase utilizam a energia liberada na hidrólise do ATP e a PPase utiliza a energia liberada na hidrólise do pirofosfato. Essas bombas funcionam continuamente nas células, sendo que a H+-ATPase transporta os prótons para o exterior celular (apoplasto) e a V- ATPase e a PPase transporta o próton para o interior do vacúolo.
O que são canais iônicos e qual o seu papel na aquisição de nutrientes iônicos?
Os canais são proteínas transmembrana complexas que possuem sítios de translocação para íons específicos,os quais podem ser abertos ou fechados por alterações na conformação da proteína. Os canais funcionam como poros seletivos que possibilitam a passagem de um grande número de íons, sempre a favor de um gradiente de potencial eletroquímico (diferenças de concentração de íons e de potencial elétrico).
O que é e como funciona um carreador?
Os carreadores, por sua vez, transportam íons ou moléculas polares individualmente através das membranas aumentando em 100 a 1.000.000 vezes a sua permeabilidade quando comparado exclusivamente com a matriz bilipídica (ausência dos carreadores). Neste caso, os carreadores se ligam a uma molécula ou íon em um lado da membrana e sofrem modificações conformacionais, liberando este elemento do outro lado da membrana (Figura 6). Essa ligação ocorre em um sítio específico do carreador o que faz com que este transporte seja altamente específico para a substância que será transportada. A velocidade de transporte opera na ordem de 105 íons por segundo representando assim uma capacidade de transporte 1000 vezes menor do que a de um canal. Estes transportadores ou carreadores estão presentes nas membranas plasmática e tonoplasto e realizam o transporte das substâncias de um lado para outro da membrana utilizando a força próton motriz gerada pelas bombas eletrogênicas.
O que confere a seletividade ao transporte transmembrana?
As membranas possuem uma típica estrutura de três camadas, sendo uma camada hidrofóbica central e duas camadas hidrofílicas externas. Esta organização permite uma permeabilidade seletiva, característica fundamental das membranas biológicas, e propriedade funcional que permite a regulação quantitativa, qualitativa e direcional do transporte de substâncias através da plasmalema, do tonoplasto e dos demais compartimentos intracelulares.
Diferencie difusão simples e facilitada de um soluto?
Nos processos de difusão simples e difusão facilitada ocorre a passagem de soluto através da membrana a favor de um gradiente de concentração.
Na difusão simples ocorre a passagem de moléculas pequenas apolares ou lipossolúveis / hidrofóbicas de até 24 átomos, e de gases como o oxigênio, nitrogênio e gás carbônico através da bicamada lipídica sem nenhum auxílio até que ocorra um equilíbrio no gradiente de concentração entre o meio extra e intracelular.
Já no processo de difusão facilitada, também conhecido como difusão mediada por carreadores, as moléculas atravessam a membrana com a ajuda de proteínas carreadoras específicas chamadas permeases. Diferente da difusão simples, a velocidade de difusão atinge uma velocidade máxima constante de difusão à medida que se aumenta a concentração da substância a ser difundida. 
Caracterize transporte ativo e passivo de um soluto?
Transporte ativo: O transporte de uma molécula polar ou íon do ambiente exterior para o interior da célula ou vacúolo e vice-versa é considerado ativo quando ocorre contra um gradiente de potencial químico (molécula apolar) ou eletroquímico (íons). Se o transporte é ativo, deverá haver introdução de energia no sistema para que o fluxo ocorra contra o gradiente de potencial químico ou eletroquímico.
Transporte passivo: O transporte de moléculas polares e íons é passivo quando ocorre a favor de gradientes químicos e eletroquímicos, respectivamente. Em células animais e vegetais, íons podem ser transportados passivamente através de canais iônicos ou por carreadores.
Conceitue transporte ativo primário e secundário.
O transporte ativo pode ser caracterizado como primário ou secundário. O transporte é ativo primário no caso do transporte de H+ ou Ca2+ pelas bombas que consomem energia bioquímica (ATP) diretamente no transporte; é ativo secundário quando o transporte da substância depende do gradiente de prótons (força proton-motriz) gerado através da ação contínua das bombas eletrogênicas. Diz-se que o transporte ativo secundário se encontra acoplado e dependente do gradiente de prótons gerado no transporte ativo primário. Por exemplo, carregamento de sacarose no floema se dá forma ativa, por transporte ativo secundário, em cotransporte com H+.
O que significa a equação de Nernst e o que ela nos diz sobre a absorção de íons?
A equação de Nernst mostra a relação entre as concentrações internas e externas de uma espécie iônica e as diferenças de potencial elétrico através da membrana quando o equilíbrio é atingido. Considerando-se esta equação, temos três variáveis mensuráveis pela utilização de metodologias próprias (potencial de membrana é determinado com microeletrodos e concentração dos íons nos lados da membrana através de métodos químicos analíticos).
A equação de Nernst tem aplicação prática. Ela permite prever se um determinado ion esta sendo transportado de forma ativa ou passiva. Pela equação de Nernst, tendo-se o potencial de membrana (DEn) e a concentração externa do íon poderemos calcular a concentração interna esperada deste íon quando o sistema se encontra em equilíbrio (concentração calculada - Ccal). Ao compararmos a concentração interna observada de um íon (Cobs) com o valor calculado pela equação de Nernst (Ccal) poderemos saber se o transporte daquele íon foi ativo ou passivo. A Cobs é determinada através de métodos químicos de análise das células estudadas. Cobs = Ccal transporte passivo ; Cobs ≠ Ccal = transporte ativo (influxo ou efluxo).
Fotossíntese: fotoquímica e bioquímica
O que é Fotossíntese?
O termo fotossíntese significa, literalmente, “síntese usando a luz”. Os organismos fotossintéticos captam e utilizam a energia solar para oxidar H2O, liberando O2, e para reduzir CO2, produzindo compostos orgânicos, primariamente açúcares. Esta energia estocada nas moléculas orgânicas é utilizada nos processos celulares da planta e serve como fonte de energia para todas as formas de vida.
Por que a fotossíntese é considerada o processo de maior importância para a vida na Terra?
O aparecimento dos organismos fotossintetizantes na biosfera primitiva teve um papel determinante sobre evolução de todas as formas de vida do planeta porque ampliou a energia livre disponível para os processos biológicos. Durante os primeiros 2,5 bilhões de anos, a vida na Terra era procariótica e anaeróbia. A atmosfera primitiva da Terra era redutora e basicamente constituída pelos gases metano (CH4), hidrogênio (H2), sulfeto de hidrogênio (H2S), dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO), amônia (NH3), sendo desprovida de O2. Surgia, assim, a fotossíntese geradora de O2, em organismos possivelmente precursores das atuais cianobactérias. O advento da fotossíntese geradora de O2 foi fator decisivo para a aceleração do processo evolutivo, ampliação e diversificação da vida em nosso planeta.
Que impactos o surgimento da fotossíntese geradora de O2 produziu sobre a evolução da vida no planeta?
O aumento progressivo da concentração de O2 atmosférico teve consequência profundas sobre a processo evolutivo dos demais organismos por vários motivos. Primeiramente, o O2 acumulado no topo da atmosfera deu origem à camada de ozônio, que absorve a radiação ultravioleta (UV) mais lesiva aos seres vivos. Isto permitiu a evolução de organismos maiores e a invasão dos ambientes terrestres. Em segundo lugar, por ter permitido a evolução de uma nova modalidade de respiração na qual o O2 atua como receptor terminal de elétrons - a respiração aeróbia.
Quais são e onde ocorrem as duas etapas da fotossíntese?
A fotossíntese é um processo que se dá em duas etapas interdependentes. Essas etapas são a etapa fotoquímica e a etapa bioquímica. A etapa fotoquímica ocorre nas membranas tilacóides enquanto a etapa bioquímica ocorre no estroma dos cloroplastos.
As reações responsáveis pela transformação da energia solar em energia química integram a etapa fotoquímica da fotossíntese, também conhecida como reações dependentes de luz. Durante a etapa fotoquímica, a energia luminosa absorvida pelos pigmentos fotossintéticos é convertida em ATP e NADPH (poder redutor). A etapa seguinte é constituídapelas reações enzimáticas de fixação do CO2 e síntese de carboidratos (etapa bioquímica). A etapa bioquímica da fotossíntese é movida pelo ATP e pelo poder redutor gerados durante o processo fotoquímico.
Quais são os produtos das duas etapas? Como estas etapas se relacionam?
Os produtos da etapa fotoquímica são a produção de ATP E NADPH que são produzidos a partir da conversão do luminosa absorvida pelos pigmentos fotossintéticos. Na etapa bioquímica o produto principal é a fixação do CO2 e a síntese de carboidratos. Essas etapas se relacionam como um todo para o desenvolvimento das plantas. *
Como a física descreve a energia emitida pelo sol e o que é luz?
A energia solar contempla duas necessidades importantes dos seres vivos, que é a energia e informação. A luz é uma pequena faixa de energia do espectro eletromagnético contínuo da radiação solar, responsável pelo fenômeno fisiológico da visão. A luz compreende, portanto, os comprimentos de onda do espectro eletromagnético que podem sensibilizar os nossos pigmentos visuais.
Como a luz é absorvida e dissipada por um pigmento?
A ação fotoquímica e fotobiológica da luz obedece a dois princípios fundamentais. O primeiro princípio, conhecido como princípio de Gotthaus- Draper, afirma que a luz só tem atividade fotoquímica se for absorvida. Assim, todo processo fotobiológico envolve, necessariamente, moléculas especiais denominadas fotorreceptoras ou pigmentos, responsáveis pela absorção de determinados comprimentos de onda da luz. Os pigmentos podem, portanto, funcionar ou como sensores, ou como moléculas transdutoras de energia, como corre na fotossíntese, servindo de ponte entre a energia do fóton e a energia química. O segundo princípio, denominado lei da equivalência fotoquímica de Einstein- Stark, estabelece que um fóton pode excitar apenas um elétron. A interação fóton–elétron depende da energia do fóton incidente e do nível de energia do orbital ocupado pelo elétron, sendo um evento do tipo tudo-ou-nada. Ou seja, se o nível de energia do fóton de determinado comprimento de onda é compatível com o do elétron, ocorre a excitação e, possivelmente, uma reação fotoquímica; se não o for, nada ocorre, significando que aquele comprimento de onda não pode ser absorvido e, consequentemente, não exerce uma ação biológica através daquele pigmento.
Como ocorre a captação da luz nos complexos antenas? Como ocorre a transferência de energia o complexo antena para os centros de reação?
A transferência de energia do complexo antena para os centros de reação através de ressonância redutiva. 
Transferência da energia de excitação para outras moléculas de carotenóides e clorofila, permitindo uma rápida migração da energia entre os pigmentos densamente empacotados nas membranas dos tilacóides (complexos de captação de luz ou complexos antena). A energia é transferida por ressonância indutiva, sendo extremamente importante para que a captação de luz ocorra eficientemente. Nesse processo, a energia de excitação do elétron de uma molécula é transferida para o elétron da molécula vizinha, e assim sucessivamente. Os complexos antena (CA) ou complexos de captação de luz (CCL; do inglês light harvesting complexa – LHC) são estruturas supramoleculares, associadas às membranas dos tilacóides, constituídas por proteínas e pigmentos, tendo a função de captar a luz utilizada no processo fotossintético. Através dos CCL, a energia luminosa é eficientemente absorvida e transformada em energia de excitação eletrônica, a qual é canalizada para os centros de reação. 
Como o espectro de absorção e de ação de um pigmento se correlacionam?
Porque as plantas são verdes?
Da quantidade de luz que incide numa folha, parte é absorvida e a que resta é refletida. O nosso olho capta essa luz que é refletida. Agora repara bem no comprimento de onda que as clorofilas absorvem, são os comprimentos de onde do azul e o vermelho. A cor verde corresponde ao somatório dos comprimentos de onda que não são absorvidos pelos pigmentos fotossintéticos.
O aproveitamento dos comprimentos de onda na faixa do azul e do vermelho são semelhantes para a fotossíntese? Por quê?
O que são os centros de reação na fotossíntese e qual a sua importância?
Os centros de reação são componente central das estruturas de obtenção de energia. Pois é ele que recebe a energia vinda por meio de transferência do complexo antena e no mesmo ocorre toda a conservação da energia de excitação eletrônica promovida pelos fótons.
Que mecanismos e estruturas permitem a conservação da energia na fotossíntese?
Em todos os organismos fotossintetizantes clorofilados, o princípio geral do mecanismo de armazenamento da energia luminosa parece ser o mesmo. Moléculas de clorofila a, num ambiente protéico específico de um centro de reação (CR), são excitadas a um estado singlete, principalmente por transferência de energia de excitação eletrônica dos complexos antena. Podem também ser diretamente excitadas por fótons com comprimentos de onda específicos. No estado singlete e de excitação, a clorofila do CR é um redutor muito forte e transfere o elétron para uma molécula receptora, o que resulta, propriamente, num processo de separação de cargas. A partir da molécula receptora reduzida, tem início um fluxo de elétrons, envolvendo diversos carreadores. Em última instância, esses elétrons participam da redução do NADP+ a NADPH. O estado oxidado da clorofila a do CR promove a fotoxidação da água e a liberação de O2. Acoplado ao fluxo de elétrons dos cloroplastos, o ATP é formado através do processo conhecido como fotofosforilação.
O que é fotofosforilação cíclica e acíclica?
A fotofosforilação acíclica é que a síntese de ATP se encontra acoplada ao fluxo de elétrons através dos dois fotossistemas, ou seja, da água até o NADPH. Isso ocorre porque a síntese de ATP encontra-se associada a um transportador de elétrons não cíclico.
Já a síntese de ATP acoplada a esse fluxo cíclico de elétrons é conhecida como cíclica. 
Em que condições há a intensificação da fotofosforilação pseudocíclica?
Quando há um fluxo de elétrons muito intenso (elevada taxa de fluência de fótons) ou a disponibilidade de CO2 é muito baixa, parte dos elétrons da ferredoxina pode ser doada para o oxigênio molecular, que atua, então, como receptor terminal de elétrons. Esse fluxo de elétrons envolve os dois fotossistemas e leva à formação de espécies reativas de oxigênio como o radical superóxido (O2-). A síntese de ATP que resulta do fluxo de elétrons da água para o O2 é chamada de fotofosforilação pseudocíclica. Esse fenômeno é importante porque, além do radical livre superóxido, há a formação de peróxido de hidrogênio (H2O2).
Como ocorrem as mudanças de pH do lúmen e do estroma?
A ATP sintase é uma bomba de prótons?
Sim a ATP sintase não é uma bomba de prótons. A ATP sintase é uma enzima que fornecem energia para o funcionamento das células através da síntese de ATP a partir de ADP. Uma bomba de prótons são proteínas integrais de membranas que realizam o transporte ativo primário acoplando a energia liberada pela hidrólise do ATP ou do Pirofosfato ao transporte de próton contra um gradiente eletroquímico.
Ecofisiologia de plantas C3, C4 E CAM
O que é ecofisiologia e qual sua relevância para distintas áreas do conhecimento?
A ecofisiologia é uma ciência de caráter multidisciplinar cujo principal foco de pesquisa se concentra nas relações existentes na interação planta-ambiente. Dentro desta perspectiva, os estudos da ecofisiologia podem considerar desde as respostas que ocorrem a nível celular e podem influenciar o desenvolvimento de um único indivíduo, até as respostas fisiológicas que interferem na estrutura de uma população ou comunidade vegetal. Sendo assim, os conhecimentos de ecofisiologia são de vital relevância tanto para estudos agronômicos voltados para a produção vegetal, quanto para estudos biológicos e ecológicos, voltados para a compreensão dos processos evolutivos e de organização de ecossistemas.O que significa fotossíntese líquida e qual sua relevância para estudos ecofisiológicos?
Fotossíntese líquida relaciona o quanto de CO2 absorvido (FB) com o quando foi perdido nos processos de respiração e fotorrespiração (R+Ft). FL = FB – (R+Ft)
A fotossíntese líquida avalia o potencial fotossintético de um vegetal. Se for positivo significa que há um saldo de CO2 que está sendo convertido em biomassa, ou seja, no crescimento vegetal. Se for negativo quer dizer que as taxas de respiração estão superando a absorção de CO2; isso ocorrerá à noite quando não há fotossíntese.
O que significa ponto de compensação de CO2 e de luz?
Ponto de compensação de CO2 é o momento em que o consumo de gás carbônico na fotossíntese equivale ao liberado pela planta na respiração e varia conforme a espécie considerada. Já o ponto de compensação de luz é o ponto que corresponde à taxa de luz em que a atividade fotossintetizante é igual à atividade respiratória. Isso significa que nesse ponto, a planta consome na respiração uma quantidade de O2 equivalente à produzida na fotossíntese; ou que consome na fotossíntese uma quantidade de CO2 equivalente à liberada pela respiração.
Existe diferença no ponto de compensação de CO2 entre uma planta C3 e uma planta C4? Explique.
A variação da concentração de CO2 produz respostas fotossintéticas diferentes em plantas C3 e C4. Em plantas C3, o ponto de compensação de CO2 é fortemente influenciado pelos fatores que alteram a fotorrespiração. Nas plantas C3, o ponto de compensação de CO2 normalmente é atingido quando as concentrações interfoliares de CO2 situam-se entre 40 e 100µ1.l-1. Já nas plantas C4, o ponto de compensação de CO2 é inferior a 5 µ1.l-1.A redução da concentração de O2 do ar para 2% faz com que o valor do ponto de compensação de plantas C3 caia a ponto de se aproximar dos valores do ponto de compensação de CO2 das plantas C4. Na atmosfera normal, o ponto de compensação de CO2 das plantas C3 varia em função da temperatura foliar. A elevação da temperatura foliar em locais intensamente iluminados, ao favorecer a fotorrespiração, promove o aumento do valor do ponto de compensação nas plantas C3.
O que explica os diferentes valores de EUA em plantas C3, C4 e CAM?
A eficiência no uso da água varia de acordo com o metabolismo fotossintético das plantas, Plantas com metabolismo C3 apresentam EUA de 1 a 3 g de CO2 / kg de H2O; plantas com metabolismo C4 apresentam EUA de 2 a 5 g de CO2 / kg de H2O; plantas com metabolismo CAM apresentam EUA de 6 a 30 g de CO2 / kg de H2O.
O baixo ponto de compensação de CO2 das plantas C4 demonstra que elas são capazes de realizar a fotossíntese positiva com uma baixa concentração intercelular de CO2.Assim, ainda que a condutância estomática de uma planta C4 seja muito reduzida, a assimilação de CO2 pode prosseguir satisfatoriamente, permitindo que as plantas C4 realizem a fotossíntese com um mínimo de perda de água. As plantas C3, ao contrário, têm a sua fotossíntese prontamente limitada à medida que a resistência estomática aumenta. Visto que a fotossíntese C3 exige uma condutância estomática mais elevada (maior grau de abertura dos ostíolos) para manter taxas fotossintéticas positivas, a perda de água pela transpiração tende a ser bem maior do que nas plantas com a via C4. Entre as plantas com fotossíntese CAM, os elevados valores da EUA também estão associados à regulação da abertura estomática e ao mecanismo concentrador de CO2 A abertura estomática noturna minimiza as perdas de água por transpiração devido ao baixo gradiente de pressão de vapor entre o mesófilo foliar e a atmosfera. Ao mesmo tempo, a elevada atividade da PEP carboxilas e noturna garante a fixação do CO2 atmosférico, armazenado sob a forma de ácidos orgânicos. Assim, o ciclo C3 pode funcionar nas plantas MAC, no período luminoso, tendo como substrato o CO2 liberado internamente pela descarboxilação de ácidos orgânicos, apesar de os estômatos estarem fechados. Plantas com fotossíntese MAC e C4 são, portanto, mais adaptadas a ambientes que apresentam limitações na disponibilidade de água. Isso é possível porque plantas desses grupos fotossintéticos podem assimilar CO2, em condições hídricas adversas, controlando de modo específico a abertura estomática.
O que explica os diferentes valores de EUN em plantas C3, C4 e CAM?
As plantas C4 e CAM precisam destinar menos nitrogênio para a fotossíntese do que as plantas C3. A rubisco corresponde a 50% da proteína foliar solúvel em folhas C" enquanto, nas plantas C4 e MAC, a sua quantidade é reduzida a 25% da proteína foliar solúvel. Ao mesmo tempo, a PEPcase corresponde a 10% da proteína foliar solúvel nas plantas C4 e CAM. Desse modo, o aporte total em nitrogênio para as enzimas de carboxilação é sensivelmente menor nas plantas C4 e CAM. Nas plantas C4 e nas plantas CAM, a eficiência do EUN é, portanto, maior do que nas plantas C3. Isso significa que as plantas C4 são capazes de produzir maior quantidade de moléculas orgânicas com menor quantidade de nitrogênio, competindo vantajosamente com as plantas C3 em solos pobres em nitrogênio. 
Explique por que uma planta C3 apresenta produtividade quântica máxima mais eficiente do que uma planta C4 em temperaturas abaixo de 30ºC.
Embora a fotossíntese das plantas C3 e C4 tenha um comportamento semelhante na fase linear da curva de resposta à luz, as plantas C3 destacam-se pela sua maior eficiência quântica quando as temperaturas são inferiores a 30°C. A eficiência quântica relaciona a quantidade de CO2 assimilada com a quantidade de fótons absorvida (número de moles de CO2 fixado/ número de moles de fótons absorvido), fornecendo uma medida direta da energia exigida para a fixação de CO2 Assim, sob baixas intensidades luminosas e abaixo de 30°C, a fotossíntese das plantas C3 é mais eficiente do que a fotossíntese das plantas C4. Isso ocorre porque a fixação de CO2 através da via C4 tem um custo energético superior ao da via C3. Quando a intensidade luminosa supera 200 /Lmol fótons m-z S-1 (10% da radiação solar plena), o aumento da intensidade luminosa não acarreta mais um incremento proporcional nas taxas de fotossíntese em plantas C3 até cerca de 500 a 1.000 /Lmol fótons m-z s-1(cerca 1/4 a 1/2 da radiação solar máxima). A partir desse ponto, a fotossíntese das plantas C3 permanece constante. Diz-se que a fotossíntese alcançou a saturação luminosa. O valor da intensidade luminosa a partir do qual a fotossíntese permanece estável é conhecido como ponto de saturação de luz (PSL). A fotossíntese das plantas C4, ao contrário, não satura com o aumento da intensidade luminosa, podendo assumir valores crescentes até as taxas máximas de fluência de fótons existentes sobre a superfície da terra (2.000 /Lmol fótons m-z S-1 ou mais). 
Por que plantas de sol e plantas de sombra apresentam ponto de compensação luminoso quantitativamente tão distintos?
As plantas C3 apresentam grande diversidade de respostas fotos sintéticas a variações ambientais, principalmente em relação à luz. Plantas adaptadas ao sol apresentam elevadas taxas fotossintéticas e elevadas taxas de crescimento sob iluminação intensa. Por outro lado, apresentam fotossíntese ineficiente e dificuldades de sobreviver quando crescem sob baixa intensidade luminosa (sombra ou interiores de construções). 
Plantas de sol e de sombra caracterizam-se por diferenças marcantes em seus valores de PCL, PSL e nas velocidades máximas de fotossíntese quando em condições ambientais ótimas. O PCL, para a maioria das plantas de sol, situa-se na faixa de 10 a 40 µmoles m-2 s-1 o que equivale à intensidade luminosa de um ambiente interno bem iluminado. Entretanto, em plantas C3 adaptadas à sombra, o PCL é mais baixo, variando entre 1 e 5 µmoles m-2 s-1. As reduzidas taxas respiratórias, observadas nas plantas de sombra, contribuem significativamente para o abaixamento do seu PCL. Em plantas de sombra, as taxas fotossintéticas máximas, bem como o ponto de saturação de luz da fotossíntese, assumem valores bem inferiores aos observados emplantas de sol. Tais características fotossintéticas refletem a estratégia de sobrevivência desenvolvida pelas plantas adaptadas à limitação de luz: elevada eficiência de captação e uso da luz disponível e baixas taxas de crescimento.
O que é fotoinibição e quais tipos podem ocorrer?
A absorção de luz em excesso pode ser um sério problema para as plantas, em especial com metabolismo C3, pois quando a planta absorve mais luz do que consegue utilizar o centro de reação do PSII é inativado e danificado acontecendo assim a fotoinibição. 
Fotoinibição dinâmica e fotoinibição crônica são os dois tipos que podem ocorrer. Sob condições de excesso moderado de luminosidade ocorre a fotoinibição dinâmica, na qual ocorre redução da produtividade quântica, mas mantem-se preservado o aparelho fotossintético. Esse tipo de fotoinibição ocorre como uma consequência do desvio do excesso de energia luminosa na forma de calor. É de caráter temporário sendo a produtividade quântica restabelecida quando a densidade de fluxo fotônico retornar aos níveis abaixo da saturação. Por outro lado, a fotoinibição crônica é resultado de uma exposição a níveis mais elevados do excesso de luminosidade os quais danificam o aparelho fotossintético diminuindo a produtividade quântica e a fotossíntese máxima. A fotoinibição crônica ocorre porque a fotoproteção não foi suficiente para suportar a continuação do estresse luminoso. Neste tipo de fotoinibição os danos são associados à proteína D1 do PSII, e são de caráter duradouro podendo persistir por semanas ou meses.
Relações hídricas: importância e potencial hídrico
Por que as plantas demandam tanta água, como por exemplo, uma tonelada de água em média para produzir um kg de trigo?
A água, obviamente, é fundamental para os seres vivos, desempenhando diversas funções, tais como um meio para reações químicas e transporte de nutrientes; a própria água é substrato para reações, como na síntese de carboidratos ou hidrólises como a do amido; estabilização da temperatura etc., contudo, no caso das plantas o processo que mais demanda agua é a transpiração que ocorre quando as plantas abrem os estômatos para absorver gás carbônico e com isso perdem muita água. Plantas com estômatos abertos são como roupa molhada no varal, perdendo água para a atmosfera. Por isso para que se possa produzir um Kg de trigo a planta irá perde tanta água, pois ele irá demandar uma grande absorção de co2 para que possa concluir os devidos ciclo de vida.
Quais são as formas de reduzir os gastos com água para as plantas?
Existem diversas formas de reduzir gastos com água para plantas como por exemplo sistemas de irrigação mais eficientes poupar água (irrigação por gotejamento, aplicando a água de forma localizada reduzindo as perdas), o uso de plantas adaptadas aos ambientes a serem trabalhados e também a utilização de quebra ventos que reduzem a transpiração das plantas (e ainda são medida de prevenção para doenças disseminadas pelo vento.
O movimento da água nos tecidos vegetais é passivo ou ativo?
Todo movimento da água nos tecidos vegetais é passivo, sem gasto de energia metabólica da planta.
Como ocorre a osmose?
Osmose é o movimento por difusão do solvente, quando o soluto não pode se mover. 
*Osmose é o processo de movimentação da água entre diversos tipos de concentração de substâncias que podem ser dissolvidas. No processo de osmose ocorre a passagem do solvente (água) de um meio menos concentrado para um meio mais concentrado. Este processo não requer energia, e por isso é conhecido como um processo de transporte passivo.
Quais as diferenças entre difusão e fluxo de massa e como os dois processos podem estar relacionados?
Difusão é o movimento espontâneo, ao acaso, de partículas individuais. O movimento ao acaso de partículas (moléculas de íons), causado pela sua própria energia cinética, de uma região para a outra adjacente, onde a mesma substancia está em menor concentração ou menor potencial químico.
O movimento de um grupo de moléculas ocorre por fluxo de massa usando forças externas são aplicadas, tais como pressão produzida por alguma compressão mecânica ou a própria gravidade, podemos então defini-lo como o movimento conjunto de partículas de um fluido em resposta a um gradiente de pressão.
Como ocorre o turgor celular em plantas e qual é a sua importância?
O turgor celular em plantas ocorre a quando a célula guarda fica com mais solutos e, portanto, “dilui” a água, reduzindo o potencial desta água. Portanto, “dilui” a água, reduzindo o potencial desta água. Assim, a água da célula adjacente vai se difundir para a célula guarda e vai aumentar a pressão na célula guarda, o que faz está célula se curvar, abrindo o poro estomático (figura 9). Com a entrada de água na célula guarda, a membrana plasmática é empurrada contra a parede celular e a parede empurra de volta, pela terceira Lei de Newton. Esse processo tem grande importância pois é fundamental para vários processos fisiológicos, tais como abertura estomática, o movimento da seiva do floema, o crescimento da célula e também movimentos tais como do pluvino motor.
Como o turgor atua na abertura estomática?
Células guarda absorvendo íons, reduzindo assim a concentração da água, o que faz a água entrar nessas células causando aumento do turgor celular que leva à abertura estomática. Quando as células guarda perdem os solutos, perdem também água, fechando o poro estomático.
As plantas transpiram para se resfriarem?
As plantas não transpiram para se resfriarem. O resfriamento é uma consequência secundária, o principal objetivo de as plantas transpirarem é para absorção de co2.
O potencial hídrico é uma medida de quê?
O potencial hídrico é uma medida de energia da água.
Qual é a importância de se conhecer o conceito de potencial hídrico?
A importância de se conhecer o conceito de potencial hídrico pois todo movimento da água depende deste potencial.
Quais são os fatores que afetam o potencial hídrico? Esses fatores atuam isolados ou combinados?
A água tende se movimentar para o local de maior ou menor potencial hídrico?
O movimento da água TENDE A OCORRER de uma região de ΨH MAIOR para uma região de ΨH MENOR.
Relações hídricas: o contínuo solo-planta-atmosfera
Por que é possível a manutenção do contínuo Solo-Planta-Atmosfera?
O contínuo solo-planta-atmosfera relaciona-se à água que é absorvida da solução do solo pelas raízes, translocada até às folhas e perdida para atmosfera pela transpiração, sempre obedecendo a uma ordem decrescente de potencial hídrico. Assim quando há disponibilidade de água no solo, está se movimenta, por difusão, do solo para a planta e da planta para a atmosfera, mantendo o sistema contínuo solo-planta-atmosfera.
Discorra sobre os componentes do potencial hídrico que comandam o movimento de água entre o solo e a raiz.
Os componentes do potencial hídrico que comandam o movimento da agua entre o solo e a raiz são o potencial de pressão (Ψp) e o potencial gravitacional (Ψg). Solos úmidos apresentam valor de ΨP próximo de zero. Conforme a umidade do solo vai diminuindo (menos água disponível) o potencial de pressão torna-se mais negativo. A pressão no solo inundando é positiva e pode ser medida pela altura da coluna de água acima do ponto considerado. Quando o solo não está saturado de água, a pressão será negativa e é chamada de Potencial matricial ou tensão da água. É importante destacar que o potencial de pressão negativo dos solos está atrelado às propriedades físicas da água, ou seja: a água possui uma alta tensão superficial a qual tenderá a minimizar as interfaces ar-água; contudo, a força de adesão fará com que a água tenda a se prender nas partículas do solo
Discorra sobre os componentes do potencial hídrico que comandam o movimento de água entre duas células adjacentes em um tecido vivo.
Diferenças no potencial de pressão (Ψp) governam o fluxo de massa de água pelos condutos xilemáticos
Em que situações o potencial osmóticoinfluencia no movimento de água? Explique.
O potencial osmótico só influencia o movimento de água entre dois pontos quando os solutos estão impedidos de se movimentar (quando não há uma barreira – membrana plasmática para influenciar os movimentos dos íons). Caso contrário, os solutos é que irão se movimentar. Quando consideramos dois pontos separados por uma membrana, tal como um ponto no solo e outro dentro de uma célula viva da raiz, o potencial osmótico é crucial para o movimento de água. Uma planta em solo salino poderá perder água para o solo, mesmo que este esteja inundado, desde que o potencial osmótico do mesmo esteja mais negativo que o potencial hídrico da raiz.
Quais as propriedades da água são fundamentais para que ocorra a ascensão pelo xilema?
As propriedades fundamentais (forças) da água que são necessárias para que ocorra a ascensão pelo xilema é a adesão, coesão e tensão superficial da água, com a força gravitacional agindo sobre a “coluna” de água.
O que é a Teoria da Coesão-Tensão e qual sua relação com a movimentação da água nas plantas?
A reposição da água nas folhas deve-se a uma diminuição no potencial de água causada pela evaporação nesses órgãos, que provocará o carreamento de água dos terminais do xilema. Do xilema, a água é "puxada" junto às paredes celulares para dentro das células da folha. Como resultado da remoção de água do xilema, a seiva fica sob tensão (pressão negativa), que é transmitida para as regiões inferiores da planta até as raízes, através das colunas contínuas de água existentes nos traqueídeos ou nos elementos de vaso. Nas raízes, o potencial de água reduzido da seiva do xilema fará com que a água se mova em direção aos elementos condutores vinda da solução do solo atravessando o córtex e a endoderme. A teoria da coesão e tensão fundamenta-se na existência de uma coluna contínua de água indo da ponta das raízes, passando pelo caule, até as células do mesofilo das folhas.
Por que algumas plantas conseguem ascender a água no xilema sem interferência da transpiração?
Como ocorre o embolismo e quais as alternativas que as plantas possuem para evitar maiores perdas no transporte xilemático?
A grande tensão que se desenvolve no xilema pode criar problemas. O problema mais comum é a embolia. A água no xilema contém diversos gases dissolvidos, como dióxidos de carbono, oxigênio e nitrogênio, e, quando a coluna de água está sob tensão, os gases ficam propensos a se separar da solução. Como consequência forma-se inicialmente bolhas que podem coalescer e expandir-se ocupando todo o espaço do xilema. O processo de formação de bolhas é chamado de cavitação e a obstrução do conduto é a embolia.
A expansão da cavitação no xilema pode ser impedida porque os gases não atravessam facilmente os pequenos poros das pontuações dos elementos de vaso e traqueídeos. Considerando que os capilares do xilema são interconectados, a bolha de ar não para completamente o fluxo de água, uma vez que esta pode desviar do ponto bloqueado para o conduto vizinho. Desse modo, as pontuações nas paredes do xilema auxiliam no isolamento da bolha de ar num único traqueídeo ou elemento de vaso, restringindo a cavitação
Qual a relação da abertura estomática com a movimentação de água das folhas para a atmosfera?
Potencial hídrico da atmosfera é totalmente influenciado pela temperatura e pela umidade relativa do ar, que juntos formam o Déficit de Pressão de Vapor (DPV). Os estômatos são altamente responsivos ao DPV da atmosfera. 
*A movimentação de água das folhas para a atmosfera ocorre da seguinte maneira: a água é puxada do xilema para as paredes celulares do mesofilo e em seguida evapora para os espaços intercelulares. Logo em seguida, o vapor de água sai das folhas pela abertura estomática.