Estudo dirigido para AP2 de Botânica 2

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Estudo dirigido de Botânica II para P2
Aula 21
Descreva o papel das auxinas no crescimento celular. (AD2 2006-1)
As auxinas promovem o crescimento celular, mas na forma de alongamento das células, o que contribui para o crescimento da parte aérea e do sistema radicular. O alongamento é considerado o principal efeito das auxinas.
Para alongar-se, a célula deverá desfazer-se da pressão interna que a água armazenada nos seus vacúolos exerce sobre a parede celular. Para isso, a parede deve ser ligeiramente desestabilizada, para assim, oferecer menor resistência à pressão hidrostática interna. Dessa forma, essa pressão empurrará os componentes celulares, fazendo com que a célula se alongue sem se dividir. O que faz a parece celular se desestabilizar, permitindo o alongamento é a acidificação resultante da chegada de auxina e a chegada de alguns grupos de enzimas hábeis em degradar a parede celular.
Qual a relação das auxinas com o fototropismo dos vegetais?
As plantas se curvam em resposta à luz. Tais curvaturas (tropismos) ocorrem devido a uma distribuição desigual de auxina. Por exemplo, se iluminarmos um dos lados de uma planta, o órgão irá se curvar na direção da luz (fototropismo). O que acontece é que o crescimento no lado iluminado é debilitado pela luz, enquanto que no lado sombreado é acelerado. Os responsáveis pela distribuição desigual das auxinas, são alguns carreadores específicos que tem sua atividade modulada pela luz, fazendo com que a auxina saia do lado iluminado em direção ao lado sombreado. 
Explique, utilizando os experimentos realizados na época, como foi o modo de ação da auxina em plantas sob a iluminação lateral.
Darwin que realizou o experimento que explicou a iluminação lateral. Ele utilizou uma monocotiledônea, o alpiste. Ele iluminou apenas um dos lados do alpiste, e o vegetal se curvou em direção a luz. Darwin concluiu que o lado sombreado deve crescer mais do que o lado iluminado. O ápice da planta é capaz de perceber o estímulo luminoso. Alguns carreadores específicos, tem sua atividade modulada pela luz, e fazem com que a auxina saia do lado iluminado em direção ao lado sombreado, onde vão estimular o alongamento das células desse local.
Uma planta é atacada por uma lagarta que come, preferencialmente as folhas dos ápices dos ramos. O que ocorrerá com o balanço hormonal da planta nessa situação? Que conseqüências terão as modificações hormonais no crescimento da planta? Explique.
Nos ápices dos ramos estão os meristema apicais. Sabemos que os meristemas são os principais produtores de auxinas na planta. Numa planta adulta, enquanto o meristema apical está em pleno funcionamento, a planta praticamente só cresce em altura. Pois apenas as gemas apicais estão crescendo, enquanto as gemas laterais permanecem sem crescer. Isso se chama DOMINÂNCIA APICAL. Quando os meristemas apicais são retirados, ocorre uma grande queda na concentração de auxinas e a dominância apical é removida. Isso permite que os meristemas laterais comecem a produzir auxinas e as gemas laterais se desenvolvam. As gemas laterais vão se desenvolver até que a gema que estava mais próxima do meristema apical removido, se desenvolva e assuma a função de meristema apical.
O que é a teoria do crescimento ácido?
As auxinas provocam uma acidificação na parede celular, o que faz com que a parede seja desestabilizada, permitindo que a pressão da água no interior da célula empurre componentes celulares, fazendo com que a célula se alongue sem se dividir.
Qual a relação das auxinas com a senescência?
As folhas das plantas vivem por certo período de tempo e são constantemente substituídas, graças à ação do meristema apical. Então, as folhas velhas, ao terminarem sua vida útil, morrem e se destacam do corpo da planta, assim como as flores e os frutos. Quando jovens, estes órgãos possuem camadas de células meristemáticas capazes de produzir auxinas, e esta maior concentração de auxina inibe a senescência destes órgãos. À medida que o órgão vai envelhecendo, a concentração de auxinas vai diminuindo e a senescência vai, então, aumentando. Junto com o etileno, a auxina, controla a senescência.
Qual é o papel das auxinas nos processos de floração e frutificação?
Para que as estruturas florais se formem, são necessários diversos eventos de divisão e diferenciação celular; então, há necessidade de Auxina. Depois da fecundação da flor ocorre a frutificação; tanto a formação da flor como a regulação do crescimento do fruto são dependentes de auxina. Durante estes processos, parte da Auxina é liberada inicialmente pelo crescimento do tubo polínico e posteriormente pelas sementes que estão se formando.
Aula 22
Comente sobre as principais funções das citocininas.
As citocininas são reguladores vegetais que participam ativamente dos processos de divisão. Possuem esse nome devido à estimulação que ela faz a citocinese. Além de estimular a divisão celular, a mistura de auxinas e de citocinina induz o início da diferenciação celular. Durante a divisão celular as citocininas aceleram a transição da fase G2 para mitose, quando ocorre a divisão do material genético. Esse hormônio induz a síntese de proteínas específicas que controlam o ciclo celular.
As citocininas também participam da quebra na dominância apical; quando em maior disponibilidade, promovem o desenvolvimento das gemas laterais. Nesse  caso, os dois hormônios têm efeitos antagônicos. As auxinas que descem pelo caule inibem o desenvolvimento das  gemas laterais, enquanto as citocininas que vêem das raízes estimulam as gemas a se desenvolverem. Quando a gema apical é removida, cessa  a ação das auxinas  e as  citocininas induzem o desenvolvimento das gemas laterais. Uma vez iniciado, o desenvolvimento das  gemas laterais não mais pode ser inibido. O fato de as gemas mais baixas do caule saírem da  dormência antes das mais altas tem a ver com o fato de elas estarem mais próximas das  raízes, onde são produzidas as citocininas.
As citocininas também retardam o envelhecimento das plantas. Ramos  e flores cortados e colocados em água envelhecem rapidamente pela falta de hormônio. A adição  de citocinina na água dos vasos faz  com que as flores cortadas  durem bem mais tempo. É uma prática comum no comércio de plantas  pulverizar citocinina sobre flores colhidas com a finalidade de retardar seu envelhecimento. 
Quais são os principais efeitos fisiológicos regulados por citocininas? Em que processos este hormônio atua em conjunto com as auxinas?
As auxinas induzem o alongamento celular, enquanto as citocininas controlam a citocinese ou divisão celular. As citocininas atuam na quebra dominância apical induzida por auxinas, e a relação entre as concentrações de ambos resulta na manutenção da forma da planta. Assim, as auxinas produzidas na parte aérea induzem a diferenciação de raízes e reprimem o crescimento dos brotos laterais. Enquanto as citocininas produzidas nas raízes, induzem a diferenciação e o crescimento de gemas e inibem o crescimento do sistema radicular. O efeito combinado destes dois hormônios está baseado na diferença de sensibilidade das células da raiz e do caule, cada um deles. 
As citocininas atuam também nas relações fonte-dreno.
Explique o papel das citocininas na alocação de recursos nas plantas.
As citocininas atuam também nas relações fonte-dreno, auxiliando na mobilização de nutrientes nas células do dreno-folhas jovens. Neste caso, esta função está correlacionada ao efeito anti-senescente que possuem, fazendo com que as folhas isoladas da planta morram menos rapidamente.
Em que processos atuam os hormônios giberelinas.
A principal função das giberelinas é a regulação da altura da planta. É encontrada em maior quantidade nas sementes imaturas e nos frutos em desenvolvimento. Participam dos seguintes processos:
- alongamento dos entrenós – elas tem um acentuado efeito no alongamento dos entrenós, pois estimulam tanto o alongamento quando a divisão celular, o que as diferencia dasauxinas, que são capazes apenas de promover o alongamento.
- Floração – as giberelinas induzem a planta a sair do período juvenil e produzir flores e frutos, o que é de grande interesse econômico.
- frutificação – assim como as auxinas podem causar o desenvolvimento de frutos partenocápicos. Também promove a produção de frutos maiores.
- germinação das sementes – as giberelinas aumentam a atividade e a síntese das enzimas responsáveis pela degradação das reservas da semente, como o amido por exemplo. Isso libera energia para a semente germinar e desenvolver.
Aula 23
Qual é a função do etileno?
O etileno é um gás altamente dispersivo e potente na indução da maturação e senescência de frutos, folhas, etc.
O desprendimento de folhas e frutos deve ser controlado de alguma forma, senão, ao se soltarem da planta, iriam expor as partes internas do caule, a fungos e bactérias que. Para evitar este problema, as plantas formam uma área de cicatrização na região próxima ao local onde o órgão irá se destacar. Essa área chamada zona de abscisão. Nesta região, duas ou mais camadas de células iniciam a degradação de suas paredes celulares pela ação do etileno.
Os teores de auxina vão diminuindo à medida que a produção de etileno começa a aumentar. Esta etapa é conhecida como fase indutora do desprendimento. Nesta fase de desprendimento, ocorre a queda da folha pela ativação de celulases e outras enzimas hidrolíticas que degradam a parede celular. As células vão se soltar umas das outras e, quando o órgão se desprender da planta, os tecidos mais internos e vivos não ficam expostos.
O etileno também participa do processo de amadurecimento dos frutos. O fruto sofre um amolecimento devido À degradação de suas paredes celulares, causada pelo etileno. Também ocorre o aumento do teor de água. Eles mudarão de cor, tornando-se amarelados ou avermelhados devido a degradação da clorofila, que mascarava os outros pigmentos.
Quais os hormônios relacionados ao excesso e a falta de água nas plantas? Explique seu funcionamento. (AP2 2006-1)
Etileno: relacionado o estresse por excesso de água. Esse excesso acarreta uma considerável redução da quantidade de oxigênio para raiz. Como sabemos, a conversão de etileno depende de CO2. Dessa forma, o pouco etileno que consegue ser produzido na raiz, estimula a produção de celulases. Essas enzimas digerem a celulose da parede celular de algumas células do córtex da raiz. Assim, são produzidos espaços preenchidos com ar. Os aerênquimas. Com essa reserva de ar, a raiz pode permanecer viva até que o alagamento acabe.
Ácido abscícico: Está relacionado ao estresse por falta de água. Pode ser devido a seca ou ao congelamento. Esse hormônio está associado a sinalização e a resposta a falta de água. As raízes, logo assim que detectam a falta de água, aumentam a produção de ácido abscícico, que será transportado até as folhas. Na folha, esse hormônio induz o fechamento dos estômatos, para evitar a perda de água. Caso o estresse continue, sob altas concentrações de ácido abscícico, ocorre o favorecimento do crescimento das raízes em detrimento da parte aérea.
Qual a função do ácido abscícico?
O ácido abscícico está envolvido nos processos de dessecamento ou perda de água. É também um potente indutor de dormência. Para crescer, o tecido precisa de proteínas. Nos tecidos dormentes, o ácido abscícico inibe fortemente a síntese de proteínas, inibindo o crescimento dos tecidos.
Qual a relação entre o ácido abscícico, as giberelinas e a germinação?
O ácido abscícico e as giberelinas atuam conjuntamente, a razão entre ABA e GA, determinará se a semente continuará dormente ou irá germinar.
Qual a relação entre o ácido abscícico e o amadurescimento do embrião?
Um dos eventos finais da maturação do embrião é a sua preparação para o período em que permanecerá sem crescer dentro da semente. Isso ocorre por que na fase final de maturação do embrião, ocorre uma significativa perda de água, e consequentemente um aumento dos níveis de ácido abscícico. A falta de água no tecido impede a realização dos processos metabólicos. Para que não ocorra qualquer dano à estrutura do embrião, o ácido abscícico também induz a síntese de proteínas específicas, que auxiliam nos processos de tolerância à falta de água.
Aula 24
Defina dormência.
É o processo em que o desenvolvimento do embrião na semente fica interrompido e é retomado quando ela germina.
Porque as plantas precisam controlar a dormência e a germinação?
Para germinar na estação do ano correta, onde a temperatura e o aporte de água e nutrientes são suficientes para o seu desenvolvimento. Também é importante que a semente não germine ainda dentro da planta mãe. Isso diminuiria suas chances de sucesso, pois ela não teria contato com o solo.
Que fatores determinam a dormência de uma semente?
Fatores internos como a presença de inibidores de crescimento, a impermeabilidade da testa da semente e a idade da semente. E devido a fatores ambientais, como:
- Água: o processo de germinação só começa com a entrada de água.
- Luz: a germinação só ocorre quando há luz suficiente para o desenvolvimento da planta.
- Temperatura: algumas sementes só têm a dormência quebrada quando são expostas a temperaturas baixas. Isso garante que elas não germinem no outono, pois as plânulas não sobreviveriam no inverno.
Explique o que vai acontecer com uma semente viável de feijão quando a colocamos na água salgada do mar.(ap2 2006-2)
Bom, depende. Se ela for deixada nessa água, ela morrerá. Se for retirada, apenas verificaríamos que ela entraria no estado de dormência. Como sabemos, a semente só germina com a entrada de água. E para que a água entre na semente, o potencial hídrico da semente deve ser menor que o potencial hídrico ao seu redor. Ou seja, a concentração de soluto dentro da semente deve estar maior do que no seu redor. Se a semente estiver no meio hipertônico, a água não entrará na semente.
O que é necessário para que o embrião retome seu crescimento, ou seja, para que germine?
Para que a radícula cresça, é preciso que o embrião retome seu desenvolvimento. Isso ocorre graças ao suprimento de energia gerada pela quebra do amido pela enzima alfa-amilase. Conforme o amido vai sendo quebrado, a glicose se difunde para o embrião, e é utilizada para fornecer energia ao crescimento. O que faz com que o amido não seja quebrado desde a formação da semente é a ausência da enzima alfa- amilase. Essa enzima só é encontrada a partir da liberação do hormônio giberelina pelo embrião. Esse fato, por sua vez, só ocorre após a entrada de água da semente.
Aula 26
Quais os processos fisiológicos regulados pela luz azul? De que forma é possível essa regulação? (AP2 2006-1)
Fototropismo: Existe uma proteínas quinase denominada fototropina é responsável por produzir a curvatura em direção a luz. Essa proteína é autofosforilada em reposta a luz azul, gerando a resposta fototrópica. O gradiente de fototropina fosforilada, induz o movimento de auxinas em direção ao lado sombreado. Em resposta a auxina, as células desse lado começam a se alongar e a do lado iluminado não.
Regulação do comprimento do caule: Uma semente, após emitir radícula, começa a se alongar. O alongamento do caule permite que as plântulas vençam, por exemplo, a camada de solo sobre elas até que encontrem a superfície. Ao vencer a camada de solo, a plântula encontra luz e o alongamento do caule pode ser reduzido para que a plântula se dedique a expandir as folhas. É o comprimento de luz na faixa do azul que fornece informação à planta para cessar ou não o alongamento do caule. O criptocromo o receptor responsável por essa resposta nas plantas.
Quais os processos fisiológicos regulados pela luz vermelha?
Indução da floração e germinação de sementes.
Descreva detalhadamente o funcionamento do fitocromo e cite 2 exemplos de processos fisiológicos regulados por esse sistema. (AP2 2006-2)
A luz é necessária em uma das etapas da síntesede clorofila. Reações na via de síntese da clorofila são mediadas pelo pigmento fitocromo (F), o qual possui duas formas: a sensível ao vermelho (660nm) e aquela sensível ao vermelho longo (730nm). O controle da produção de clorofila e de outros processos fisiológicos mediados pelo fitocromo ocorre pela razão entre esses dois estados do fitocromo (Fv e Fve, respectivamente). A forma inativa do fitocromo (Fv) é sensível à luz vermelha, enquanto a ativa biologicamente (Fve) é sensível ao vermelho extremo. A reação de fotorredução que produz clorofilídeo pode ocorrer a partir de um milésimo de segundo de luz intensa. Mas a produção de clorofila ocorrerá mais rapidamente se houver fornecimento de luz contínua em seguida. 
Esse mecanismo permite, por exemplo, que as plantas “percebam” a proximidade de outras. Sob o dossel, porque as camadas de folhas absorvem predominantemente luz vermelha , a proporção de vermelho extremo na luz transmitida aumenta. Uma vez ativado, o fitocromo pode, ainda, sofrer uma reversão lenta, causada por nova exposição da planta ao escuro.
Outro processo fisiológico regulado pelo fitocromo é o ritmo circadiano e o fotoperiodo das plantas de dia longo, plantas de dia curto.
Uma determinada planta entra em fase de floração quando o fotoperíodo é de 8h de escuro e 16h de clar. O que ocorre se interrompermos o período luminoso por 30 minutos. (AP2 2006-2)
Mesmo sendo essa, uma planta de dia claro, nada ocorrerias, pois as plantas são sensíveis ao número de horas do período noturno e não ao de horas do período diurno.
Explique a regulação estomática pela luz. (AP2 2006-2)
	A abertura e fechamento é feito por duas células-guarda; quando estas estão "infladas", o estômato abre; quando "murchas", ou com pouca pressão, ele fecha. Em resposta à luz, a concentração salina das células-guarda aumenta, causando entrada de água, turgor da célula (ela incha), e, consequentemente, a abertura do poro estomático.
A luz atua na fosforilação (energização) de ATPases locadas na membrana plasmática das células-guarda, gerando um diferencial de potencial elétrico. Este ativa enzimas chamadas bombas de potássio, que trazem potássio para dentro das células-guarda. Aumentando a salinidade (K+), aumenta o turgor da célula, e o estômato abre. Cessando a luz, o processo reverte e o estômato fecha. 
Aula 28
Explique 3 estratégias apresentadas pelas plantas como defesa contra patógenos e variações ambientais. Correlacione, sempre que possível, a presença de estruturas secretoras com tais estratégias.
	Uma estratégia é a produção de ceras, depositadas na epiderme folhar. 
Outra estratégia contra patógenos é a produção de metabólitos segundários Como os terpenóides, alcalóides (nicotina, cafeína, cocaína) e flavonóides. Atuam na defesa cntra patógenos e herbívoros. São geralmente produzidos por pelos glandulares. A terceira estratégia que pode ser citada é a ação de enzimas diversas, que, a grosso modo, podem ser chamadas de "defensores"; elas reconhecem substâncias 'estranhas' à planta e atacam quimicamente. Exemplos: peroxidades, catalases, MFO, isoflavonas, etc