Fisiologia vegetal - resumo2

Prévia do material em texto

Aula 25/04/2016 – Fisiologia Vegetal
AULA 06 – RESPIRAÇÃO
- Devemos ter em mente que a respiração é o processo inverso da fotossíntese, que são dois processos complementares, pois a planta necessita da energia (degradação de carboidratos da fotossíntese) e, para respirar, precisam de açúcares que contêm a energia armazenada na fotossíntese.
- Funções da respiração: disponibilizar energia (ATP), produzir compostos intermediários da respiração (Polissacarídeos, ácidos nucleicos, aa, proteínas, etc.), denominados de esqueletos carbônicos. Gasto de ATP ocorre na construção de moléculas, suprimento do gasto energético das células e comunicação celular. 
Etapas da respiração:
	1) Glicólise: Degradação em maior quantidade da sacarose (glicose + frutose – por meio da rota da invertase ou da sacarose sintase – dependendo do local) para formação de ATP e piruvato, basicamente. Formação de 4 ATP, saldo de 4 ATP (baixo rendimento energético, porém, importante fonte de Energia em algumas situações). 
Carboidrato Hexose-P Piruvato (quem irá para a matriz mitocondrial).
*Obs.: Diferença dos vegetais Rota Oxidativa das Pentoses Fostato – rota alternativa para degradação da glicose (formação de açúcares de 5 carbonos sem produção de ATP). A importância desta rota é a formação de NADPH (biossíntese de lipídios), Ribose (para a biossíntese dos nucleotídeos e dos ácidos nucleicos), Eritrose-4-fosfato (esqueleto de carbono muito importante do metabolismo secundário – lignina, flavonoides, fitoalexinas, aa aromáticos, etc.) e Intermediários do ciclo de Krebs. 
- Via Glicolítica, produção de energia na cadeia respiratória e Via das Pentoses, produção de compostos intermediários (tecidos jovens e meristemáticos).
	2) Ciclo de Krebs: 2 descarboxilações para regeneração do citrato em oxalacetato (igual em animais e plantas). Funções de produção de energia (ATP) e compostos redutores para a cadeia de transporte de elétrons (FADH2 e NADH), e produzir esqueletos de C.
*Obs.: Diferença dos vegetais formação de ATP em vegetais e GTP em animais (1) e (2) enzima málica possibilita às plantas operar rotas alternativas para o metabolismo do PEP (não apenas formar o Oxalacetato). 
	3) Cadeia respiratória: doação de elétrons (pelo NADH e FADH2) para os 4 complexos proteicos presentes na membrana interna da mitocôndria. Ocorrência da transferência de prótons da área interna para a externa, aumentando a concentração de H+ (diferença de gradiente) fazendo com que haja geração de ATP. 
*Obs.: Diferença dos vegetais presença de enzimas adicionais (NADPH desidrogenases) na membrana que servem para receber o elétrons e doar para a Ubiquinona, porém não há formação de ATP (não bombeiam prótons mas oxidam o NADH e NADPH). 
- Diferenças gerais entre animais e vegetais (3): diferença do saldo de ATP ser maior nos vegetais é devido aos 2 ATPs formados no Ciclo de Krebs (1) e a presença das proteínas adicionais (2), e (3) Cianeto e Monóxido de carbono bloqueiam a respiração no Complexo IV em animais, diferente dos vegetais, que possuem uma oxidase alternativa ou desidorgenase (Via da Ubiquinona), finalizando a respiração, porém não há formação de ATP (energia liberada na forma de calor). Algumas plantas utilizam muito desta rota para produção de calor (termogênese – plantas polinizadas por besouros, etc.), para isso, utilizam compostos (Ácido Salicílico) que servem como o Cianeto ou o Monóxido, e induzem a utilização da via da Ubiquinona.
Fermentação: solos alagados, baixas concentrações de O2. Acidificação do citosol que leva a morte celular. Plantas que vivem em ambientes alagados, transformam o piruvato em acetaldeído e depois em etanol, que não é tóxico. 
Piruvato Lactato (pela desidrogenase do lactato) – plantas não adaptadas
Respiração nos tecidos e órgãos da planta: 
1) Raízes: taxas de respiração elevadas (raízes jovens e primárias); energia dos substratos produzidos na parte aérea e transportados pelo floema servem para síntese de componentes celulares, formação de estruturas secundárias, absorção e acúmulo de nutrientes minerais e reservas. 
2) Caules: estrutura primária: caules verdes ricos em epiderme, altas taxas respiratórias principalmente próximo ao meristema; estrutura secundária: O2 proveniente das folhas, baixas trocas gasosas (ocorrem pelas lenticelas, rachaduras) , devido ao súber (tecido morto).
3) Folhas: principais órgãos onde ocorrem as trocas gasosas (estômatos); aumento expressivo na taxa respiratória anteriormente à abscisão foliar (antes de se tornar velha, para recompor seus compostos N). 
4) Flores e frutos: floração – elevadas taxas de respiração (construção dos tecidos florais, polinização, produção de elevado numero de flores); após fecundação – translocação de nutrientes (gasto de Energia); desenvolvimento do fruto – alocação de nutrientes e produção de tecidos. 
5) Sementes: grande energia reservada (endosperma ou cotilédones), baixa taxa respiratória em condições normais. Em outras condições, como elevada taxa de O2, o metabolismo é ativado e a taxa de respiração aumenta. 
Respiração de crescimento: Relacionada com processos biossintéticos, conversão de materiais de reservas em novas estruturas (carboidratos estruturais, ligninas, proteínas, ácidos orgânicos).
Respiração de manutenção: Relacionada com a funcionalidade celular (manutenção as estruturas de membranas, troca de solutos, substituição de enzimas durante a ontogenia, transporte ativo, reciclagem de macromoléculas) e não resulta em incremento de massa seca. 
Fatores internos que regulam a respiração:
1) Substrato: utilização de carboidratos e lipídios que vem indiretamente ou diretamente da fotossíntese. A taxa de respiração não está relacionada com a taxa de fotossíntese. 
	
	Fotossíntese
	Respiração
	Órgãos
	Folhas
	Todos
	Período
	Dia
	Dia e noite
	Déficit hídrico
Fotooxidação
Altas temperaturas
	Taxa
	Taxa
2) Quantidade de O2: enzima oxidase do citocromo possui alta afinidade pelo O2, o que sugere que a respiração não depende da concentração do O2 atmosférico, porém a taxa de difusão do O2 é lento na fase aquosa – rotas gasosas de difusão através dos espaços intercelulares. 
3) Temperatura: parte aérea sujeita a grandes variações na temperatura ao longo do dia; abaixo de 5°C causa redução da taxa respiratória (enzimas e estrutura de organelas são afetadas), entre 5 e 25°C um aumento de 10°C dobra a taxa, ±30°C aumento menor da respiração (relacionado a difusão do O2), iguais ou acima de 40°C danos às estruturas. 
5) Ferimentos e lesões: meristema de cicatrização (recompor um tecido danificado – divisão e crescimento celular), substâncias de defesa da planta, respostas de hipersensibilidade (respostas a qualquer dano em seu tecido – rápido e localizado colapso do tecido vegetal ao redor do sítio de infecção, ocasionado pela liberação de compostos tóxicos, os quais também atuam, em alguns casos, diretamente sobre o patógeno, ocasionando sua morte).