ECOFISILOGIA DE PLANTAS CULTUVAVEIS

Questões de Ecofisologia

1. Descrever a função da cutícula e das ceras epicuticulares. Qual sua composição?

        A cutícula e as ceras têm como principal função a proteção contra a perda de água e contra a entrada de patógenos. São compostas por materiais lipídicos (ácidos graxos), bastante hidrofóbicos.

1. Porque as plantas C4 são mais eficientes no uso da água?

        A afinidade da PEPcarboxilase pelo CO2 é suficiente para manter a enzima saturada em equilíbrio com os níveis atmosféricos, portanto o O2 não será um competidor. Essa alta atividade permite as C4 reduzir a abertura estomática e assim conservar H2O, enquanto fixa CO2 em taxas maiores que C3.

1. Descrever a origem dos compostos fenólicos bem como suas principais funções ecológicas.

        Os compostos fenólicos são produzidos a partir fenilalanina e do acido cinâmico. Suas principais funções são: defesa contra patógenos, suporte mecânico (lignina), atrativos de polinizadores/dispersores, proteção UVA e UVB e alelopatia.

1. O que é a fluorescência da clorofila? Explique detalhadamente.

        A fluorescência da clorofila é a perda de energia pela emissão de luz de comprimentos de onda longos na faixa do vermelho e vermelho distante. Neste processo, a molécula de clorofila re-emite um fóton e retorna ao seu estado fundamental de energia, chamado estado base. O comprimento de onde fluorescente é sempre maior (menos energético) que o comprimento de luz absorvido. Em temperatura ambiente, a fluorescência apresenta um ponto máximo de emissão na faixa de 682 nm e outro menos pronunciado na faixa de 740 nm.

1. Descrever detalhadamente a absorção e transporte de água pelas plantas.

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Em geral no solo= -0,2 Mpa, raíz= 0,4 Mpa e xilema=0,6-0,8 MPa.

Potencial hídrico: é o potencial químico da água no sistema. Seus valores nas cél. São quase sempre (-).O fluxo de água é controlado pelo potencial hídrico, com a água se movendo de regiões de maior para menor potencial.

Potencial de soluto ou osmótico: representa o efeito dos solutos dissolvidos sobre potencial hídrico. Quase sempre possui valor (-).

Potencial de pressão: Quando a pressão for positiva, há aumento do potencial hídrico qdo negativa for a pressão, há dimuição no potencial hídrico. O potencial de pressão pode ser positivo como ocorre nas cél. Túrgidas e tbm ser negativo como ocorre nos vasos do xilema de plantas transpirando.

Potencial mátrico:  define a influencia que as forças superficiais e espaços intercelulares exercem sobre o potencial químico da água. O potencial mátrico é devido primariamente à pressão negativa do local causada pela capilaridade e pela interação da água com superfícies sólidas.

Potencial gravitacional: expressa a ação do campo gravitacional sobre a energia livre da água. Representa o trabalho necessário para manter a água suspensa em determinado ponto em relação à atração da gravidade. O potencial gravitacional acima do solo é positivo e abaixo, negativo.

        Absorção: A água no solo move-se por fluxo de massa (predominantemente), atingindo a superfície da raiz e adentrando nas células. Da epiderme à endoderme, a água pode seguir por três vias: apoplástica, movendo-se nas paredes celulares e espaços intercelulares; simplástica, movendo-se através dos plasmodesmas; e transmembrana, cruzando a membrana plasmática. Na endoderme, a entrada de água no cilindro central se dá via simplasto ou transmembrana, devido o movimento apoplástico ser impedido pelas estrias de Caspary, funcionando como uma barreira à passagem de seiva.

        Transporte: O transporte de água ocorre no xilema, por células chamadas elementos de vasos e traqueídes. O processo ainda não é bem elucidado, porém a teoria mais aceita, chamada teoria da tensão-adesão-coesão, dita que, a partir da transpiração das folhas, há a criação de uma tensão ao longo do xilema. Essa tensão provoca a coesão e adesão das moléculas de água nas paredes das células xilemáticas, ocasionando um decréscimo na pressão dos vasos, na superfície e ao redor das folhas. Devido a este déficit, a água é captada no solo, seguindo a direção de menor pressão. Por esta diferença de pressão, que pode chegar a valores muito altos, a seiva bruta pode ser conduzida a alturas superiores a 100 m.

1. Relacione foto-proteção, supressão do dano e foto-inibição com a intensidade luminosa.

        A proteção do aparelho fotossintético contra os danos provocados pela luz em excesso pode ocorrer em vários níveis. O primeiro mecanismo que pode ocorrer é a supressão do dano. Isto pode ocorrer pela liberação de energia na forma de calor. Alguns pigmentos, especialmente as xantofilas, associadas ao complexo de antena do fotossistema II, parecem estar envolvidas nesse processo.

Caso os mecanismos de supressão do dano não forem suficientes, ocorre a produção de espécies tóxicas, tanto no fotossistema II (oxigênio singleto) como no fotossistema I (superóxido), peróxido de hidrogênio e radicais hidroxila, que podem acarretar a foto-oxidação dos componentes celulares. Neste nível, mecanismos que destroem estes radicais livres podem evitar danos ao aparelho fotossintético. Os carotenoides, por exemplo, reage com o oxigênio singleto, convertendo-o para forma menos ativa.

Caso esta segunda linha de defesa não seja suficiente, os produtos tóxicos, formados pelo excesso de energia, podem danificar certas moléculas alvo que são susceptíveis, especialmente a proteína D1 do fotossistema II. Este processo produz a conhecida foto-inibição. No entanto, as plantas possuem um sistema de reparo que envolve a remoção, a degradação e a “síntese de novo” da proteína D1, que é novamente inserida no centro de reação do fotossistema II. As outras partes do centro de reação do fotossistema II parecem ser recicladas. Assim, a proteína D1 é o único componente que necessita ser sintetizado de novo.