ESTUDO DIRIGIDO ASSUNTO: TRANSLOCAÇÃO DE SOLUTOS PELO FLOEMA 1 – Em uma planta por onde é feito o transporte de açúcar e qual o principal pri ncipal açúcar transportado? As células do floema que transportam transportam açúcares e outras outras substâncias orgânicas orgânicas e inorgânicas são conhecidas como “elementos crivados” . O principal açúcar é a sacarose. 2 – Faça o esquema da estrutura do floema e explique as funções das células que o constituem? Elementos de tubo crivado: é típico das Angiospermas responsável por translocar açúcares e outras substâncias orgânicas e inorgânicas. Células crivadas: características das Gimnospermas. Contém o tecido do floema contém células companheiras, outras células de parênquima, f ibras, esclereídeos e laticíferos. No entanto, somente os elementos crivados atuam diretamente no processo de translocação. t ranslocação. 3 – O que você entende por fonte e por dreno? Fonte esta presentes nas folhas maduras que são capazes de produzir fotoassimilados, podendo ser utilizada pela planta, armazenada ou transportadas para outras regiões. Os drenos estão presentes nas folhas imaturas podendo ser armazenado ou utilizado pela planta, importam carboidratos para o seu desenvolvimento normal. Em geral, folhas jovens se comportam como dreno. Em seguida ela passa por uma fase de transição e posteriormente ela passa a comportar-se como fonte. No caso de dicotiledôneas tem sido observado que a folha começa seu desenvolvimento como dreno. Quando ela atinge em torno de 25% da sua expansão ela entra numa fase de transição dreno/fonte. Finalmente, quando ela atinge de 40 a 50% da sua expansão, termina a fase de transição e a folha se torna uma fonte de fotoassimilados. As folhas independente da sua idade sempre irão produzir fotoassimilados, é considerado dreno quando consome mais do que produz e é considerada fonte quando produz mais do que o que consome. 4 – Quais as principais substâncias transportadas no floema? f loema?
A água é a substancia transportada em maior quantidade no floema, além da água temos os carboidratos e os açúcares que também são os compostos mais transportados no floema de grande importancia.
5 – Descreva as vias simplástica e apoplástica no carregamento e descarregamento do floema(Transporte a Curta Distância). Na primeira etapa do transporte transporte a curta distancia distancia no carregamento do floema as trioses-fosfato formadas na fotossíntese durante o dia devem, primeiramente, ser transportadas do cloroplasto para o citosol, onde são convertidos para sacarose. Durante a noite, o carbono do amido estocado nos cloroplastos, o qual é liberado como glicose, pode também ser convertido para sacarose. Na segunda etapa, sacarose move-se das células do mesofilo para as células vizinhas do elemento crivado. Este transporte, referido como transporte à curta distância, pode ocorrer totalmente pelo simplasto, via plasmodesmas, ou pode ocorrer parte via simplasto
e parte via apoplasto. O modo de carregamento, via simplasto ou apoplasto, depende da espécie vegetal. Já o transporte a curta distancia no descarregamento do floema tem uma terceira etapa, onde os açúcares são transportados para dentro dos elementos de tubo crivado e células companheiras, onde eles se tornam mais concentrados do que no mesofilo. Esta absorção pode ocorrer via plasmodesma (simplasto) ou, no caso da via apoplástica, através de um simporte sacarose-H+ na membrana plasmática. Uma vez no floema, sacarose e outros solutos são translocados da fonte, um processo conhecido como exportação . 6 – Explique a hipótese do Fluxo em Massa (ou Fluxo de Pressão), relacionada a translocação de solutos no floema (transporte a longa distância). O modelo baseado no gradiente de pressão (FLUXO EM MASSA OU FLUXO DE PRESSÃO) é amplamente aceito como o mecanismo mais provável para explicar a translocação de solutos no floema. Proposto primeiramente por Münch (1930), o modelo estabelece que o fluxo de solução nos elementos crivados é impulsionado por um gradiente de pressão, osmoticamente gerado, entre a fonte e o dreno. O gradiente de pressão é estabelecido como conseqüência do carregamento do floema na fonte e do descarregamento do floema no dreno. O carregamento do floema (entrada de solutos no floema próximo ao tecido fonte), que ocorre com gasto de energia ou não, produz uma queda no potencial osmótico ( s) e, consequentemente, no potencial hídrico do elemento de tubo crivado. Isto gera um gradiente de potencial hídrico ( w), entre as células do mesofilo e os elementos de tubo crivado, que favorece a entrada de água nos elementos crivados. A entrada de água provoca um aumento no potencial de pressão ( p) no elemento de tubo crivado no tecido fonte. Na região final do tubo crivado, ou seja, no dreno, o descarregamento do floema (saída de solutos) provoca um aumento no potencial osmótico (s) e, consequentemente, no potencial hídrico ( w) dentro do floema. Como o w do floema torna-se maior do que no xilema, a água tende a deixar o floema em resposta a este gradiente de w , causando um decréscimo no potencial de pressão p no elemento crivado do dreno. Como se vê, ocorre um aumento no p nos elementos de tubo crivado do tecido fonte e uma redução no p nos elementos de tubo crivado do tecido dreno. Assim, o movimento da solução na translocação à longa distância é impulsionado pelo gradiente de pressão e não pelo gradiente de potencial hídrico. Trata-se de um fluxo passivo (fluxo em massa) que, entretanto, depende dos transportes ativos à curta distância, envolvidos no carregamento e descarregamento do floema. 7 – Quais as diferenças entre o transporte a curta distância e o transporte a longa distância? O transporte a curta distancia ocorre quando a sacarose move-se das células do mesofilo para as células vizinhas do elemento crivado. Já o transporte a longa distancia ocorre quando tem a translocação através do sistema vascular, da fonte para o dreno. 8 – Defina Alocação e Partição. A taxa fotossintética determina o montante total de carbono disponível para a folha. No entanto, o montante do carbono fixado disponível para translocação depende de subsequentes eventos metabólicos. A regulação do destino do carbono fixada pela fotossíntese nas diferentes vias metabólicas é denominada alocação . Os feixes vasculares na planta formam um sistema que pode dirigir o fluxo de
fotoassimilados para vários drenos: folhas jovens, caules, raízes, f rutos, sementes, etc. Quanto maior a capacidade de um dreno para estocar ou metabolizar o açúcar importado, maior é a sua chance de competir por assimilados que estão sendo exportados pela fonte. Tal competição determina a distribuição de substâncias de transporte entre os vários tecidos drenos da planta. Esta distribuição diferencial de fotoassimilados dentro da planta é denominada partição.
ESTUDO DIRIGIDO ASSUNTO: RESPIRAÇÃO 1.Mostre a equação geral da respiração partindo da sacarose. C12H22O11 + 13 H2O 12 CO2 + 48 H+ + 48 e12 O2 + 48 H+ + 48 e- 24 H2O Resultando na seguinte reação líquida: C12H22O11 + 12 O2 12 CO2 + 11 H2O G’ = - 1.380 kcal/mol ou - 5.760 kJ/mol (1 caloria = 4,1865 joules) 2. Quais os principais substratos utilizados na respiração? Embora a glucose seja geralmente aceita como o substrato da respiração, o carbono, na realidade, é derivado de diversas fontes: sacarose (principal em plantas), polímeros de glucose (amido), polímeros contendo frutose (frutanas) e outros açúcares, lipídios (trialcilgliceróis), ácidos orgânicos e, ocasionalmente proteínas 3. Calcule o quociente respiratório (QR) do ácido palmítico (C16H32O2), do ácido málico (C4H6O2) e da frutose (C6H12O6). 4. Quais as funções da glicólise? Na glicólise (glico = açúcar; lise = quebra) de plantas, uma molécula de sacarose (um açúcar de 12 carbonos) é quebrada e produz quatro moléculas de açúcar de três carbonos (trioses). Estas trioses são, então, oxidadas e re-arranjadas para produzir quatro moléculas de piruvato. Uma importante função da glicólise é a produção de energia, que pode ocorrer de duas maneiras. A primeira é a formação de poder redutor na forma de NADH. Na reação 3, duas moléculas de NADH são produzidas quando gliceraldeído-3-P é oxidado para 1,3- bisfosfoglicerato. Esta oxidação parcial não requer O 2 e também não resulta na liberação de CO 2. O NADH gerado pode ser usado como poder redutor para a síntese de outras moléculas (principalmente na fermentação) ou, na presença de oxigênio, pode ser metabolizado na mitocôndria para produzir ATP (respiração aeróbica). 5. Discuta sobre o destino do piruvato formado na glicólise. O destino do piruvato formado na glicólise depende das condições em que as células ou o organismo estão crescendo. Sob condições aeróbicas, o piruvato passa do citosol para a mitocôndria onde é completamente oxidado até CO 2 e H2O
6. Quais as funções do Ciclo de Krebs? Redução de NAD+ e FAD, produzindo as formas doadoras de elétrons NADH e FADH 2, as quais são posteriormente oxidadas na CTE para formação de ATP; Síntese de ATP pela fosforilação ao nível do substrato (produz um ATP por molécula de piruvato); Formação de esqueletos de carbono que podem se utilizados para a síntese de muitos compostos da planta. Por exemplo, o -cetoglutarato é usado para síntese de glutamato, o qual produz alguns outros aminoácidos (família do glutamato); o oxaloacetato é usado na síntese de aspartato, o qual dá origem a outros aminoácidos (família do aspartato). 7. Mostre a localização da Cadeia de Transporte de Elétrons. Esquematize a composição bioquímica da CTE de plantas. 8. Qual a diferença entre fosforilação ao nível do substrato e fosforilação oxidativa? O principal diferencial é a quantidade de energia que elas oferecem. Na presença de oxigênio tem-se uma grande quantidade de ATP, porém leva mais tempo pois entra na via do ciclo de krebs e CTE. As vantagens dessa via é a grande quantidade de energia gerada e a grande desvantagem é o tempo necessário para essa geração de energia. Já a nível de substrato, ou seja, na ausência de oxigênio, tem-se uma pequena produção de ATP, porém de forma muito rápida. A vantagem é a rapidez, oferecendo energia rapidamente, porém tem como desvantagem a pequena quantidade de energia que só dirá um curto espaço de tempo, podendo ainda resultar na fermentação; ou seja, formação de acido lático e corpos cetonicos. Gerando grande desgaste físico.
9. Qual a função do oxigênio na respiração? 10. Mostre como a síntese da ATP na mitocôndria é explicada pelo Mecanismo Quimiosmótico proposto por Mitchel (1960). 11. Faça um balanço energético da oxidação completa de um mol de glucose através da glicólise, Ciclo de Krebs e CTE. 12. Mostre graficamente a relação entre a taxa de respiração e a idade de um órgão vegetal. 13. Defina respiração de manutenção e respiração de crescimento.
RESPIRAÇÃO DE MANUTENÇÃO
o
É aquela que fornece energia (ATP) para os processos que não resultam em aumento de matéria seca (crescimento), tais como:
o
o transporte de moléculas orgânicas, manutenção das estruturas de membranas e a troca de solutos.
RESPIRAÇÃO DE CRESCIMENTO
É aquela que inclui:
o
o
o carbono realmente incorporado (produção de esqueletos de carbono para a formação de parede celular, macromoléculas, etc.) o carbono respirado para produzir energia sob a forma de ATP e poder redutor (NADH, NADPH e FADH2), necessários para as reações de biossíntese e para o crescimento.
14. Mostre como a temperatura pode afetar a respiração vegetal. Avalie possíveis efeitos sobre a produtividade. Em temperaturas entre 5 e 25 ou 30oC, a respiração aumenta exponencialmente com a temperatura e o valor do Q10 fica em torno de 2,0. Nesta faixa de temperatura, a taxa de respiração dobra para cada aumento de 10 oC, o que está de acordo com o comportamento típico das reações enzimáticas. Em temperaturas acima de 30oC, o valor de Q10 na maioria das plantas começa a cair. Quando a temperatura aproxima-se de 50 a 60 oC, a desnaturação térmica das enzimas respiratórias e danos sobre as membranas, praticamente paralisam a respiração mitocondrial.
ESTUDO DIRIGIDO CRESCIMENTO, DIFERENCIAÇÃO E MORFOGÊNESE 1 – Defina os seguintes termos: a) Crescimento: O crescimento é o aumento de tamanho, é o que vemos diretamente quando olhamos a planta. É um parâmetro quantitativo, pois se dá pelo aumento de volume; e também irreversível, uma vez que é impossível que a planta retroceda em seu crescimento. b) Diferenciação: A diferenciaçäo é o processo de especializaçäo celular que ocorre ao nível de células, tecidos e órgäos durante o desenvolvimento. c) Totipotência: capacidade da célula de retornar ao estado meristemático, formando meristema secundário. d) Desdiferenciação: O processo de desdiferenciação consiste em tomar uma célula adulta, diferenciada, e retorná-la ao seu estágio indiferenciado, ou seja, o seu início, para aí induzir a sua diferenciação no tipo de célula desejado. e) Desenvolvimento: O desenvolvimento envolve o crescimento e a diferenciaçäo de tecidos e órgäos. É um parâmetro qualitativo, e engloba as diferentes fases que a planta apresenta durante seu ciclo de vida. Quando aplicado às angiospermas (plantas com sementes), relaciona-se com as mudanças graduais e progressivas em tamanho, funçäo e estrutura do zigoto à planta adulta.
2 - Qual a diferença entre divisão periclinal e anticlinal? Quando a nova parede entre as células filhas está em um plano aproximadamente paralelo à superfície da planta, a divisão é dita divisão periclinal . Mas se a nova parede é formada perpendicularmente à superfície, a divisão é anticlinal.
3 – A expansão celular segue algumas etapas quais são elas? São 3: Divisão celular, expansão celular e diferenciação celular
4 - O crescimento das plantas é concentrado em regiões de divisão celular conhecidas
como meristemas. Como são classificados estes meristemas? Existem 3 tipos de meristemas são eles: Apicais – Encontrados nos ápices e ramificações de caules e raízes, produzem o crescimento em extensão. Intercalares – Encontrados entre tecidos maduros ou diferenciados, produzem o crescimento em extensão. Laterais – Situados paralelamente ao eixo do órgão em que se encontram, produzem o crescimento em diâmetro. 5 – De acordo com o crescimento de órgãos da planta, na região apical da raiz é possível observar três regiões distintas. Quais são estas regiões e comente sobre elas? Zona Meristemática – Tem função de proteger o meristema, existe pouca divisão celular nesta zona, chamada também de coifa. Zona de Alongamento - Ocorre à formação da endoderme, com as estrias de Caspary.Em seção transversal observa-se que a endoderme divide a raiz em duas partes: o córtex para fora e o cilindro central para dentro. O cilindro central e dividido em floema e xilema. Zona de Maturação – É aonde os pêlos radiculares se formam e crescem. Favorecendo o aumento da área de absorção de nutrientes e água. 6 – Como ocorre o crescimento de caules e folhas?
O crescimento do caule ocorre pela produção de hormônios responsáveis pelo crescimento. Possui gemas apicais e axilares, aonde tem a origem dos nós, ramos, folhas e flores. E o crescimento das folhas ocorre pela divisão de uma das três camadas externas de células próximas à superfície do ápice caulinar.
7 - Qual a diferença entre crescimento determinado e crescimento indeterminado? Cite exemplos de cada um. As plantas de crescimento determinado produzem um certo número de folhas, florescem e, então, morrem. Um exemplo é o milho. Já as de crescimento indeterminado podem continuar crescendo vegetativamente, sem ter um números de folhas definido, mesmo após o florescimento. Exemplo o feijão-de-corda
8 – Quais os três tipos de controle que interagem para determinar o desenvolvimento global da planta? Os 3 tipos de controle são: Controle Genético do Desenvolvimento, Regulação Hormonal Desenvolvimento.
do
Desenvolvimento
e
Regulação
Ambiental
do
9 – Quais são as etapas do crescimento e desenvolvimento da célula 1) Divisäo celular: a divisäo celular pode ser periclinal quando ocorre paralela ao perímetro, e anticlinal quando ocorre perpendicular ao perímetro. 2) Alongamento Celular: aumento de
volume. Nos meristemas ocorre em três dimensöes, devido à entrada de água no vacúolo. Essa entrada de água se deve ao gradiente de potencial osmótico formado entre o interior do vacúolo e o lado externo da célula. Existe graças à permeabilidade da membrana. 3) Diferenciaçäo celular: depois que a célula atinge seu volume máximo, ela adquire funçäo específica, ou seja, ela se especializa.
