fisiologia vegetal resumo para primeira prova

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FISIOLOGIA VEGETAL
- Explique por que as plantas transpiram, explicando também as potenciais vantagens e desvantagens deste fenômeno.
A transpiração é um fenômeno há a passagem de água da planta (principalmente pelos estômatos das folhas) para a atmosfera. É um processo causado ou difusão, ou seja, ocorre por diferença de concentração, onde a água passa do meio mais concentrado para o menos concentrado. A concentração de água é maior na célula vegetal do que na atmosfera, por isso ocorre a transpiração. A vantagem é que, por se um processo difusional, a transpiração é importante no movimento de nutrientes e água do solo para chegar até as raízes e da água e gases no interior da planta. A difusão é que possibilita o suprimento de CO2 para a fotossíntese. A desvantagem é que se não houver um gradiente favorável de potencial hídrico entre o solo e as raízes, as plantas terão dificuldades de balancear a água perdida na transpiração, levando ao murchamento.
- Explique como o bloqueio da ATP sintase na etapa fotoquímica interfere na etapa bioquímica da fotossíntese.
Com o bloqueio da ATP-sintase não há síntese de ATP na etapa fotoquímica, isto interfere na fase bioquímica, pois este ATP formado é usado para incorporar o carbono do CO2, em moléculas orgânica, de valor energético mais elevado. Portanto, o bloqueio da ATP sintase na etapa fotoquímica, interfere na incorporação de carbono do CO2 na etapa bioquímica.
-Porque o aumento da concentração de dióxido de carbono no ar é mais benéfico para as plantas C3 que para as plantas C4?
Em condições elevadas de CO2 na atm, as plantas C3 possuem vantagem em relação as C4, pois fixam e assimilam CO2 pela mesma ensima, a RUBISCO. Já as C4 fixam CO2 pela PEPcase e disponibilizam para o ciclo C3. O CO2 é armazenado na bainha.
-A eficiência da absorção dos ânions NO3- e PO4-2 é altamente atrelada ao funcionamento das H+ ATPases membranares. Esta afirmativa é correta ou falsas? Justifique.
Verdadeiro. O transporte de ânions para o interior da celula é feito pelo transporte ativo (proteínas carregadoras do tipo bomba), que é regido pelas H+-ATPases.
- Explique como ocorre a via de carregamento apoplástico do floema.
O transporte é feito através do movimento exclusivamente pelas paredes celulares e espações intercelulares, sem passar pela membrana plasmática.
-Explique como ocorre a cavitação, incluindo na sua resposta os fatores ambientais que favorecem estes fenômenos.
A coluna d’água desde as raízes às folhas é confinada a pequenos tubos e mantida a grandes tensões, devido às propriedades de coesão entre as moléculas e adesão com as paredes do tubo, o que dificulta o seu rompimento (cavitação). Ocorre fluxo de massa. A cavitação está ligada com o aumento da transpiração, portanto condições ambientais de baixa umidade do ar favorecem a cavitação.
-Explique como as antenas dos fotossistemas funcionam e qual é a importância delas.
As antenas absorvem a energia luminosa e a transforma em energia de excitação eletrônica, a qual é canalizada para os centros de reação. A importância das antenas é justamente transformar a energia luminosa em energia de excitação eletrônica para que ocorra a redução do NADP+ em NADPH.
-Explique porque as plantas adaptadas à sombra apresentam menor PCL.
As reduzidas taxas respiratórias das plantas de sombra contribuem significativamente para o baixo PCL. Nessas plantas as taxas fotossintéticas máximas, bem como o ponto de saturação de luz da fotossíntese, assumem valores bem inferiores. Tais características fotossintéticas refletem a estratégia de sobrevivência desenvolvida pelas plantas à limitação de luz: elevada eficiência de captação e uso da luz disponível e baixas taxas de crescimento.
-Explique e exemplifique o transporte ativo primário e qual a sua importância para a absorção de íons pelas plantas.
O transporte ativo primário é feito contra o gradiente de potencial eletroquímico; ele é feito através de bombas onde há o gasto de energia, um exemplo é a bomba de prótons H+-ATPase. Este transporte tem importância na entrada de ânions, como nitrato, na célula.
-No processo de translocação de fotoassimilados segundo o modelo de aprisionamento de polímeros, os plasmodesmas possuem papel fundamental. Explique-o.
Os plasmodesmos são pequenos poros que conectam as células. As conexões célula a célula via plasmodesmos permitem que ocorra o transporte de fotoassimilados através dos protoplastos, denominado de via simplástica. Quanto maior o número de plasmodesmos, maior o potencial de transporte.
-Explique a interferência da luz na transpiração das plantas.
A luz influencia na transpiração de plantas, pois os estômatos são muito sensíveis à luz (se abrem) e por que esta fornece a energia necessária para a evaporação da água. a luz interfere no movimento estomático pela intensidade, comprimento de onda e fotoperíodo.
-A energia luminosa absorvida pelos pigmentos fotossintéticos pode ser transformada de quatro formas. A) quais são estas quatros formas. B) qual (is) formas(s) são uteis para o crescimento da planta e por quê?
Dissipação de energia, na forma de calor; Transferência de energia (Ressonância); Fotoxidação da clorofila e Fluorescência. Fotoxidação da clorofila, pois gera ATP.
- Ordene as plantas C3, C4 e CAM quanto à eficiência no uso da água e explique objetivamente o aspecto fisiológico responsável por estas diferenças.
CAM, C4 e C3. A eficiência do uso da água está relacionada com a água perdida pela transpiração ao abrir os estômatos para capturar CO2. Quanto menor a perda de água na captação de CO2, mais eficiente é o uso da água. Levando em consideração a EUA, podemos dizer que os metabolismos C4 e CAM são mais eficientes do que as plantas C3. O metabolismo C4 é mais eficiente por causa da grande e exclusiva afinidade da enzima PEPcase por CO2, perdendo assim menos água do que a C3. O metabolismo CAM é o mais eficiente. Pois a captação de CO2 ocorre a noite, fazendo então com que ao abrir os estômatos para captar CO2 seja perdida menor quantidade de água
-Explique e exemplifique o transporte ativo secundário do tio antiporte. 
O transporte ativo secundário acopla o transporte contra um gradiente de um soluto com o transporte a favor do gradiente do outro. Depende dos prótons expelidos pela bomba de prótons do transporte ativo primário. É governando pela força motriz de prótons. No transporte ativo secundário antiporte o movimento a favor do gradiente de prótons impulsiona o transporte ativo de um soluto na direção oposto, ou seja, enquanto um entra o outro sai.
-Explique como ocorre o abaixamento do potencial osmótico nas células companheiras do floema no modelo de apressionamento de polímeros.
De acordo com esse modelo, a sacarose difunde-se das células do parênquima vascular para as células intermediárias via simplasto e a favor de um gradiente de concentração. Nas células de transferência, a sacarose é polimerizada, formando oligossacarídeos que se acumulam em níveis elevados nessas células. Como esses oligossacarídeos têm um volume muito maior que o da sacarose, eles não conseguem se difundir de volta para as células do mesófilo, ficando retidos nas células de transferência.
-Faça um resumo geral caracterizado o metabolismo fotossintético C3, C4 e CAM identificando a nível celular onde cada etapa (bioquímica e fotoquímica) ocorre.
C3 – é uma via de assimilação de CO2. A carboxilação é catalisada pela enzima RUBISCO que tem afinidade tbm pelo O2. Ocorre nas células do mesófilo.
C4 – é uma via de acumulo de luz, a enzima em ação é a PEPcase, que apresenta afinidade apenas pelo CO2, sendo assim, mais eficaz em sua assimilação. Nessa via ocorre a carboxilação do malato, nas células do mesófilo e a descarboxilação vai ocorrer nas células da bainha pela via C3. 
CAM – ocorre nas células do mesófilo. Vai apresentar as vias C3 e C4, ocorrendo em momentos diferentes. O ciclo C4 vai ocorrer a noite, desta forma, grande quantidade de malato será carboxilado a noite. Durante o dia os estômatos vão sefechar, pois haverá grande concentração de CO2. O malato será descarboxilado durante o dia pelo ciclo C3. Nesse metabolismo o malato é acumulado no vacúolo durante a noite.
-O que é produzido na etapa bioquímica da fotossíntese?
Na etapa bioquímica ocorre a assimilação de CO2 e a formação de carboidratos. Na etapa fotoquímica é produzido NADPH, ATP e O2.
-O que é fotossíntese liquida (FL)?
É definida como a diferença entre a fotossíntese bruta (FB), que é tudo que é literalmente produzido pela fotossíntese no interior dos cloroplastos, e o que é consumido pela respiração (R). em algumas plantas outro processo compete com a fotossíntese bruta, a
fotorrespiração (FR). Portanto, FL = FB-(R+FR).
-Explique eficiência de uso de água (EUA)?
Está relacionada com a água perdida pela transpiração ao abrir os estômatos para capturar CO2. Quanto menos a perda de água na captação de CO2, maiseficiente é o uso da água.
-Explique eficiência de uso do nitrogênio (EUN).
É a quantidade de N direcionado para o metabolismo de CO2. Plantas C4 eCAM possuem maior eficiência n ouso do N acumulado do que as C3, poisconsomem porcentagens menores dele.
-O que é ponto de compensação de luz?
É o ponto em que a FL é igual a zero. Ocorre quando as taxas de FB são iguais as de R+FR. CO2 absorvido = CO2 liberado; O2 liberado = O2 absorvido.
-O que é ponto de saturação de luz e de CO2 ?
O ponto de saturação de luz é quando, em um determinado valor da intensidade luminosa, a fotossíntese permanece estável. Isso ocorre quando as taxas de NADPH e ATP estão reduzidas, logo esse ponto da fotossíntese começa a ser limitada pela luz. O ponto de saturação de CO2 ocorre quando as enzimas estão ocupadas, logo o CO2 neste ponto está limitado a fotossíntese.
-Apresente características de folhas adaptadas à forte e à fraca radiação?
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. As plantas adaptadas a sombra possuem baixas taxas fotossintéticas baixas taxas de crescimento; apresentam fotossíntese ineficiente e dificuldades de sobreviver quando crescem sob alta intensidade de luz. Plantas de sol e sombra caracterizam-se por diferenças marcantes em seus valores de PCL, PSL e nas velocidades máximas de fotossíntese quando em condições ambientais ótimas.
-O que significa fotossíntese liquida negativa? Em que circunstâncias este fenômeno ocorre?
A fotossíntese liquida negativa ocorre quando a taxa de respiração é maior que a fotossíntese bruta. Ocorre a noite quando a planta não está fazendo fotossíntese, só respira.
- Qual o significado do ponto de compensação de CO2 para o processo fotossintético?
Para o processo fotossintético o ponto de saturação de CO2 vai ser uma limitação, pois significa que nesse ponto, todas as enzimas envolvidas no processo, já estão com seus sítios ativos ocupados por CO2, e não podem mais absorver nenhuma molécula de CO2. Isso significa que se o ponto de saturação de CO2 for baixo, vai ocorrer pouca assimilação de C.
- Caracterize em ordem crescente os tipos fotossintéticos quanto à eficiência do uso da água e explique.
C3 – apresenta baixa eficiência no uso da água pois precisa ficar com os estômatos abertos por mais tempo, além disso ocorre durante o dia, estando sujeita as variáveis ambientais como temperatura e umidade relativa, sendo assim essa planta transpira mais.
C4 – apresenta maior eficiência que as C3, pois os estômatos ficam abertos por menos tempo, isso ocorre por causa da eficiência da PEPcase na captação de CO2.
CAM – é a mais eficiente no EUA, pois vão ficar com os estômatos abertos apenas durante a noite, quando as temperaturas são mais baixas e assim as plantas transpiram menos. Além disso há eficiência da PEPcase faz com que se abra menos os estômatos.
-Caracterize os fenômenos da adesão, coesão e os relacione com a tensão superficial.
A adesão é a adsorção da água pelas superfícies sólidas, por exemplo, a parede de um duto capilar. Coesão é a atração das moléculas de água sobre as moléculas vizinhas. Esses dois fenômenos podem fazer com que as moléculas de água dentro de um tubo capilar, sofram uma deformação, que irá formar um menisco. No menisco as moléculas de água vão tender a ocupar uma menor área, gerando uma tensão na superfície do menisco (tensão superficial). Esses 3 fenômenos (adesão, coesão e tensão superficial) fazem com que a água ascenda no tubo por capilaridade. A coluna d’ água consegue ascender no tubo sem se romper por causa da coesão entre moléculas.
-Explique ¥h ¥o ¥p.
Ψh – potencial hídrico – está relacionado com a energia da água, ou seja, a sua capacidade de realizar trabalho de movimento. Deve-se considerar 3 componentes: elevação, concentração e pressão, ou seja, é a soma dos potencial de pressão positiva (Ψp), potencial gravitacional (Ψg), potencial osmótico (Ψo) e potencial matricial (Ψm), que é a pressão negativa. Onde Ψp e Ψm referem-se a pressão, Ψg a elevação e Ψo a concentração.
Ψh = Ψp + Ψg + Ψo + Ψm
Quanto maior o potencial hídrico, maior a energia da água. Ψo – potencial osmótico – está relacionado com a concentração de sais presentes na água. Quanto maior o Ψo, menor o Ψh, ou seja, quanto mais concentrado de sais, menos energia a água terá para se movimentar. Ψp – potencial de pressão – está relacionado com a pressão feita por uma coluna de água. o potencial de pressão ocorre quando uma célula fica turgida, pois a célula vai sofrer uma pressão por volume de água.
-O transporte da água via xilema ocorre sem gasto energético. Explique como isso é possível.
O aumento da transpiração pode criar uma defasagem entre a água que transpira e que é absorvida pela raiz. Este retardamento na endoderme, torna a pressão do xilema negativa, com a água sob tensão, promovendo um movimento por fluxo de massa ocasionado pelas forças de demanda evaporativa atmosférica (DEA), segundo a teoria de Dixon (adesão- coesão). A coluna d’ água desde as raízes às folhas é confinada a pequenos tubos e mantida a grandes tensões, devido às propriedades de coesão (entre as moléculas) e adesão (com as paredes do tubo), o que dificulta o seu rompimento (cavitação). Assim ocorre o fluxo de massa.
-Compare o transporte da água no xilema como o osmômetro montado em aula.
Assim como no osmômetro como no xilema, a água vai se movimentar de onde tem mais energia para onde tem menos energia. Em ambos os casos a água vai subir por pressão. No osmômetro por pressão positiva, pois um volume de água vai “empurrar” a água para cima. No xilema a pressão é negativa, causada pela transpiração; água vai ser sugada. Em ambos os casos a água inicia sua ascensão por capilaridade.
-Na aula prática, o que provocou a perda de peso nos fragmentos de batata? Explique.
Os fragmentos da batata perderam peso porque eles perderam água. A água dos fragmentos de batata, por ter uma maior energia, tende a fluir para o meio que tem menor energia. Ou seja, Ψh dos fragmentos de batata é maior que o do meio.
-O que é energia livre? Como ela está relacionada com o movimento da água no sistema solo-planta-atmosfera?
É a energia que a água tem para realizar trabalho. Está relacionada com o sistema solo-planta- atmosfera, pois nele a água vai fluir da de onde tem maior energia par aonde tem menor energia.
-O que acontece como o potencial hídrico de água quando se adiciona um soluto? 
Diminui
-Qual é o pigmento fotossintético da planta que pode emitir fluorescência?
Clorofila
-Os pigmentos fotossintéticos podem transformar a energia luminosa em três outros processos ? da fluorenscência. Quais são estes outros três processos?
Dissipação de energia, na forma de calor; Transferência de energia (ressonância); fotoxidação da clorofila.
-Quais destes 4 processos representa aproveitamento de energia pela planta? Explique como a energia é aproveitada nestes processos úteis para a planta. A sua explicaçãodeve conter as seguintes palavras chave: NADP+ / NADPH2 complexo citrocomo bf, ADP/ATP, centros de reação, ATP sintase, complexos antenas, fotossistemas I e II, fótons e gradiente de prótons.
Fotoxidação da clorofila. A luz incide sobre os pigmentos fotossintetizantes nos cloroplastos das folhas, promove a incorporação da energia luminosa sob a forma de energia química. Estes pigmentos fotorreceptores ao absorverem os fótons de luz assumem um estado e excitação eletrônica entre si. Estes, juntos, formam um complexo de capacitação de luz chamado de complexo-antena. A energia de excitação eletrônica converge até o centro de reação, desencadeando reações de oxi-redução, que se iniciam no fluxo fotossintético de elétrons até a redução de NADP + a NADPH sobre a membrana dos tilacóides. As clorofilas A do centro de reação, ao transferir elétrons para moléculas receptoras, assumem um elevado estado oxidativo, suficiente para realizar a fotoxidação da água e a liberação de O2. Acoplando ao fluxo de elétrons dos cloroplastos, o ATP é formado pelo processo pelo processo conhecido como fotofosforilação. O processo de armazenamento fotossintético de energia acontece com a participação de 4 complexos diferentes que agem em conjunto. O 1º é o Fotossistema II, o 2º é o complexo citocromo bf, o 3º é o Fotossistema i, e por último a ATP-Sintase. Eles são interligados por carreadores móveis ao longo da membrana dos tilacóides. O fluxo fotossintético de elétrons entre os fotossistemas gera um gradiente de prótons H+ entro o estroma e o lúmen, promovendo a saídas destes prótons do lúmen pelo complexo ATP-Sintase até o estroma com geração de ATP.
-Sabemos que a luz solar contém uma infinidade de comprimento de onda. Entretanto apenas comprimentos de onda na banda entre 400 e 700 nm afetam o processo fotossintético. A eficácia destes comprimentos de onda para o processo fotossintético é dependente do espectro de absorção dos pigmentos fotossintéticos. O que é espectro de absorção dos pigmentos fotossintéticos e de que modo ele se correlaciona com a eficácia de certos comprimentos de onda para a fotossíntese. Exemplifique mencionando diferentes comprimentos de onda entre 400 e 700nm.
Espectro de absorção de um pigmento diz respeito aos diferentes comprimentos de onda de luz absorvidos por ele. Cada comprimento têm um espectro de absorção característico, assim podemos correlacionar os comprimentos de onda de maior absorção de determinado pigmento com os comprimentos de onda de maior absorção na fotossíntese, afim de saber que tipo de pigmento está relacionado com determinado efeito fisiológico promovido pela luz.
-Site uma adaptação das folhas à sombra que pode permite maior captação da energia luminosa e da adaptação que permite menor gasto da energia da planta. Explique como cada uma destas 2 adaptações citadas colaboram para que o ponto de compensação luminoso das folhas de sombra seja maior que o das folhas de sol.
Maior área foliar. – Realiza menos respiração. Através de uma maior superfície foliar, a folha consegue absorver o CO2 com mais eficiência, atingindo o ponto de compensação de luz primeiro que as do sol.
-Temperaturas foliares elevadas são tipicamente encontradas em ambientes intensamente ? . Nestes ambientes, as taxas de fotossíntese líquida (F1) de plantas C3 e C4 tendem a ser distintas. Caracterize as bases bioquímicas e fisiológicas que expliquem tais diferenças no desempenho fotossintético entre plantas C3 C4. A sua explicação deve conter as seguintes palavras rubisco, PEP carbolxilase, concetração de O2 e CO2 , fotorrespiração, solubilidade dos gases mecanismo conctrador de CO2.
As plantas C4 apresentam um mecanismo concentrador de O2 mais eficiente que o das C3. Nas C4 a enzima responsável pela fixação de CO2 é a Fosfoenolpiruvato Carboxilase (PEP carboxilase). Esta absorve o CO2 atmosférico mesmo quando seus estômatos encontram-se fechados em decorrência da alta temperatura diurna, pois a PEP apresenta alta afinidade pelo CO2 mesmo em baixas concentrações. Nas C3 a enzima responsável pela fixação do CO2 é a Ribulose 1,5 bifosfato carbox./ oxig. (RUBISCO). Estas plantas quando em condições de alta temperatura, fecham seus estômatos. O aumento da temperatura foliar diminui a solubilidade do CO2 intracelular, provocando sua perda para a atmosfera. Tudo isso acarreta na diminuição da concentração de CO2, próximo ao sítio ativo da RUBISCO, tendendo para a atividade oxigenase da RUBISCO. Esta relação da RUBISCO com o O2 promove o fenômeno da fotorrespiração, onde haverá também perda de ATP e NADPH.
-Explique os motivos pelos quais o metabolismo CAM confere tolerância à seca. A sua explicação deve conter as seguintes palavras chave: estômatos, PEP carboxilase, vacúolo, descarboxilação e rubisco.
As plantas CAM utilizam as vias C4 e C3. Durante a noite elas abrem os seus estômatos para fixação do CO2 pela ação enzimática da PEP carboxilase, armazenando o produto desta reação no vacúolo. Durante o período diurno este produto (Malato) é descarboxilado afim de fornecer CO2 para o ciclo de Calvin (C3) onde a RUBISCO o fixará, mesmo com os estômatos fechados.
-O que é produzido na etapa fotoquímica da fotossíntese; assim como, na etapa bioquímica?
Na etapa fotoquímica é formado ATP, NADH e O2. Na etapa bioquímica ocorre a assimilação de CO2 e a formação de carboidratos.
-Como ocorre o fluxo de fótons entre o complexo antena e o centro de reação? Explique e relacione esse processo com a captação de elétrons da água.
O fluxo de fótons entre o complexo antena e o centro de reação se dá da seguinte forma. Os elétrons provindos da molécula de água são atraídos pelo fotosistema II, que é composto por um complexo antena e um centro de reação. Do complexo antena os comprimentos de ondas serão absorvidos e direcionados para o centro de reação, onde haverá uma separação de cargas e os elétrons serão excitados pela energia da da luz. Depois esse elétron será transferido para o complexo antena e um centro de reação novamente, sendo mais uma vez excitado. Esse elétron que flui pela membrana da tilacóide é oriundo da água. Toda vez que o fotossistema II transfere o elétron, ele fica novamente oxidado atraindo assim um novo elétron da água.
-O que é fotossíntese líquida?
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.
-Explique eficiência de uso de água (EUA) correlacione com o metabolismo C3, assim como, C4 e CAM e sua adaptação ambiental.
A eficiência do uso da água está relacionada com a água perdida pela transpiração ao abrir os estômatos para capturar CO2. Quanto menor a perda de água na captação de CO2, mais eficiente é o uso da água.
Levando em consideração a EUA, podemos dizer que os metabolismos C4 e CAM são mais eficientes do que as plantas C3. 
O metabolismo C4 é mais eficiente, pois com pouco tempo dos estômatos abertos consegue captar mais CO2. Isso por causa da grande e exclusiva afinidade da enzima PEPcase por CO2, perdendo assim menos água do que a C3.
O metabolismo CAM é o mais eficiente. Pois a captação de CO2 ocorre a noite, fazendo então com que ao abrir os estômatos para captar CO2 seja perdida menor quantidade de água. Essa modificação ocre como forma de adaptação das planta à ambientes com baixa disponibilidade de água.
EUA – quantidade de água gasta por CO2 fixado.
-Explique a eficiência de uso de nitrogênio (EUN).
EUN é a quantidade de N direcionado para o metabolismo de CO2.
Plantas C3 – gastam 50% do N acumulado na formação da RUBISCO;
C4 – apresentam menor quantidade de RUBISCO, pois tambpem utilizam a PEPcase, que consome apenas 10%do N acumulado, PEP (10%) + RUB(25%) = 35% N.
CAM – Mesma porcentagem que a C4 (35%). Ou seja, plantas C4 e CAM possuem maior eficiência no uso do N acumulado.
-O que é ponte de compensação de luz?
É o ponto em que a fotossíntese liquida é igual a zero; (FL = FB – (R+Ft)). Isso ocorre quando as taxas de fotossíntese bruta são iguais as taxas de respiração + fotorrespiração. 
CO2 absorvido = CO2 liberado; O2 liberado = O2 absorvido.