Bioelementos e Biomoléculas - AGUA E NUTRIENTES datashow

7/22/2019 Bioelementos e Biomolculas - AGUA E NUTRIENTES datashow

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Bioelementos e Biomolculas -A CLULA VEGETAL

cloroplastos

Parede celular

Clula vegetallula animal


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Hierarquia estrutural na organizaomolecular da clula

A clula e suasorganelas

CHO

NPK

CaMgS

Fe

MnCuB

ZnMoClNi

Adaptado de Lehninger, 1995


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PROPRIEDADES DA GUA

A gua o composto qumico mais abundante na

Terra.Pode ser encontrada na natureza em trs estadosfsicos: slido, lquido e gasoso (vapor).

Questes:1. Por que uma planta consegue permanecer exposta ao solabsorvendo energia luminosa sem que a temperatura dela

eleve-se a ponto de acarretar sua morte?2. Qual a propriedade da gua que est relacionada comeste fenmeno?


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PROPRIEDADES EFEITOS E IMPORTNCIA

Excelente solventeTransporta nutrientes e outrosprodutos, possibilitando processosbiolgicos em meio aquoso.

Maior constante dieltrica doque qualquer lquido comum

Alta solubilidade de substncias inicase suas ionizaes em soluo.

Polaridade Alta solubilidade de substncias polares(acares, por ex.)

Maior tenso superficial doque qualquer outro lquido

Controla o movimento de ascenso deuma coluna de gua; todo o movimento dofundo superfcie.

Transparente ao visvel e amaior frao do comprimento

de onda da luz ultravioleta

Incolor, permitindo que a luz requeridapara a fotossntese alcanceprofundidades considerveis nos corpos

d'gua.Mais elevado calor especficoe de vaporizao

Determina a transferncia de calor e demolculas com a atmosfera; estabiliza atemperatura dos organismos

Formao de pontes de

hidrognio Hidratao de molculas orgncias


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NUTRIENTES minerais = elementos qumicos ESSENCIAIS

BIOELEMENTOS: Elementos essenciais

Nitrognio (N)Fsforo (P)Potssio (K)Clcio (Ca)Magnsio (Mg)Enxofre (S)

Ferro (Fe)Mangans (Mn)Cobre (Cu)Zinco(Zn)Molibdnio(Mo)Boro(B)Cloro(Cl)Nquel(Ni)Selnio (Se)

Elementos mineraisextrados do solo

Carbono (C)Hidrognio (H)Oxignio (O)

Elementos organgenos:retirados do ar e/ou da gua

para o crescimento e a

reproduo das plantas


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iSe

PLANTAS:organismos autotrficos Capazes de viver emambiente inteiramenteinorgnicoH2O + CO2 +energia+Nutrientes minerais

Compostosorgnicos vitaissntese

?


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NUTRIENTE VEGETAL

ELEMENTO ESSENCIAL termo usado paraidentificar um nutriente das plantas.

N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Cu, B, Zn, Mo, Cl, Ni, Se

NUTRIENTE = ELEMENTO qumico ESSENCIALpara o crescimento e a reproduo das plantas.

O termo NUTRIENTE implica em essencialidade, redundante chamar elementos essenciais de nutrientes.


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Bioelementos: critrios de essencialidadeCRITRIO: princpio quese toma como referncia

ESSENCIAL: que constitui a partenecessria ou inerente de uma coisa;

necessrio, INDISPENSVELELEMENTO ESSENCIAL = NUTRIENTE

Critrios de essencialidade

1. A ausncia do nutriente impede que a planta complete ociclo de vida (da semente semente)(Arnon & Stout 1939);2. O nutriente tem um papel fisiolgico claro (evidente)

(Epstein 1999); no pode ser substitudo totalmente por

outro nutriente nem por outro elemento (Barker & Pilbeam,2007).3. Todas as plantas requerem o elemento (Barker & Pilbeam, 2007).


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Bioelementos: critrios de essencialidade

Taiz & Zieger, 2004 A ESSENCIALIDADE

ENGLOBA AQUELES QUE SO CONSIDERADOSESSENCIAIS PARA A MAIORIA, SE NO PARA

TODOS, OS VEGETAIS SUPERIORES.

Barker & Pilbeam, 2007 A ESSENCIALIDADE TEM

QUE SER UNIVERSAL, OU SEJA, OS ELEMENTOS

SO REQUERIDOS POR TODAS AS PLANTAS

SUPERIORES.


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NUTRIENTES MINERAISELEMENTO DATA da ESSENCIALIDADE PESQUISADORES

N 1804; 1851-1855 de Saussure; Boussingaultp 1839; 1861 Liebig; VilleK 1866 Birner LucanusCa 1862 StohmannMG 1875 BoehmS 1866 Birner LucanusFe 1843 GrisMg 1922 McHargueCu 1925 McHargueB 1926 Sommer Lipman

Zn 1926 Sommer LipmanMo 1939 Arnon StoutCl 1954 Broyer, Carlton, Johnson, StoutNi 1987 Brown, Welch, CarySe ??? 1988 Wen colaboradores


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Exigncias pelas plantas: diferenas quantitativas

MicronutrientesFe; Mn; Cu; B;Zn; Mo; Cl; Ni

MacronutrientesN; P; K;Ca; Mg; S


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Barril de Liebig(von Justus von Liebig)

LEI do MNIMO: produo de um pl nt limitada pelo elementoque se apresente em menordisponibilidade entre aquelespresentes no substr to

(Sprengel, 1826; Liebig, 1840)


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Disponibilidade de nutrientes em funo do pH


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FUNES BIOQUMICAS DOSNUTRIENTES MINERAIS DAS PLANTAS

N constituinte de aminocidos, amidas, protenas,cidos nuclicos, nucleotdeos, coenzimas, e outrosP constituinte de acares-fosfatos, cidos nuclicos,nucleotdeos, coenzimas, fosfolipdios, etc. Tempapel chave nas reaes que envolvem ATP(trifosfato de adenosina)K cofator para + de 40 enzimas. Estabelecimento oturgor celular e manuteno da eletroneutralidadecelular.

MACRONUTRIENTES


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Caconstituinte da lamela mdia da parede celular.Cofator de enzimas de hidrlise de ATP e defosfolipdios.

Mg requerido por enzimas envolvidas na transfernciade fosfato. Constituinte da molcula de clorofila.S

constituinte das molculas de:cistena, cistina, metionina e das protenas; decoenzima A, tiamina, pirofosfato, glutationa, outros.

MACRONUTRIENTES


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MICRONUTRIENTES

Bforma complexos com constituintes da parede celular(mananas, cido poligalacturnico).Envolvido no metabolismo dos cidos nuclicos.

Mn Ativador enzimtico: desidrogenases, descarboxilases,quinases, oxidases, peroxidases.Atua na evoluo fotossinttica do O2(fotlise da H2O)Fe constituinte de citocromos e protenas envolvidas nafotossntese e respirao.

Zn constituinte enzimtico (desidrogenases e outras)Cl Requerido nas reaes fotosintticas que envolvem aevoluo do O2; manuteno do equilbrio inico


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MICRONUTRIENTESCu constituinte enzimtico (ascorbato oxidase, citocromooxidase, etc) e da plastocianinaNi atua no metabolismo de aminocidos (arginina ecanavanina) mobilizao do NMo constituinte do complexo enzimtico da redutase donitrato (NO3-)

SePARECE estar presente em t-RNA ;pode formar Se-aminocidos (Se-Cis e Se-Met).Ainda no se tem um papel especfico comprovado(Ellis Salt, 2003 - Current Opinion in Plant Biology 2003, 6:273279)


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Selenium and plants

GERM, M.; STIBILJ, V..

Acta agriculturae Slovenica, 89:65-71, 2007.

ABSTRACT

Selenium is of metabolic importance in cyanobacteria and in some plants, being involved in theirantioxidative processes. Selenium is widely distributed on the Earths surface and available for

plants in at least small traces. Cultivation of plants enriched with selenium could be an effective way

of producing selenium rich foodstuffs and thereby increase health benefits. The essentiality

of selenium to higher plants is still under debate.Selenium can increase

the tolerance of plants to UV-induced oxidative stress, delay

senescence, and promote the growth of ageing seedlings. Recently it

has been shown that selenium has the ability to regulate the water

status of plants under conditions of drought. The distribution and speciation ofselenium in plants and the effect of selenium alone and in combination with some other

environmental parameters is discussed.

Selnio - Se ser ou no ser ESSENCIAL...eis a questo...


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ser ou no serESSENCIAL... eis a

questo...

TERRY et al., 2000

SORS t l 2005


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There are no reports that conclusively demonstrate a Se

nutritional requirement in land plants, even though Se is an essentialmicronutrient for animals, microorganisms and some other eukaryotes, as reviewed by Birringer et

al. (2002).

CONCLUSIONS AND FUTURE PERSPECTIVES:

The recent increase in research dedicated to the understanding of Se metabolism in

plants has demonstrated that the metabolic steps involved in Se uptake,

mobilization and assimilation are intimately associated with S.

there are several aspects relating to Se essentiality and toxicity inplants that remain unresolved.

Review

Selenium uptake, translocation, assimilation and metabolic fate in plants

SORS et al., 2005

Photosynthesis Research (2005) 86: 373389

S l i i hi h l t d t di h i f bi f tifi ti


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Selenium in higher plants: understanding mechanisms for biofortification

and phytoremediation

Selenium (Se) is an essential micronutrient for many organisms,including plants,animals and humans.

ZHU et al 2009; Trends in Plant Science Vol.14 No.8doi:10.1016/j.tplants.2009.06.006

Selenium metabol ism in plants

Owing to the chemical similarity of Se and S, selenate and selenite can be

assimilated to SeCys and SeMet after plant uptake and non-specificallyincorporated into any S compound [3]. The metabolic pathway of Se

assimilation has been reviewed elsewhere [3,31], and it is not our intentionreview the topic again here.

[3] TERRY, N. et al. (2000) Selenium in higher plants.Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 51, 401432

[31] SORS, T.G. et al. (2005) Selenium uptake,

translocation, assimilation and metabolic fate in plants.

Photosynth. Res. 86, 373389


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ELEMENTOS BENFICOS: podem melhorar o crescimento ouque exercem uma funo em algumas plantas, mas no em todas*Si

depsito como slica (SiO2nH2O) na parede celular.Propriedades mecnicas da parede (rigidez , elasticidade).*Essencial apenas para a famlia Equisetaceae,mas benfico para muitas outras plantas*Na regenerao do fosfoenolpiruvato em plantas C4 e CAM.Substitui o K em algumas funes.*Essencial para algumas plantas (halfitas obrigatrias).Co Essencial para bactrias fixadoras de nitrognio molecular(N2) que beneficiam plantas (leguminosas) quedesenvolvem simbiose com essas bactrias. (RhizobiumBradyrhizobium, etc...)

ELEMENTOS CLASSIFICADOS COMO BENFICOSPARA AS PLANTAS E SUAS FUNES

(Hopkins, 1995; Malavolta, 2006; Barker Pilbeam, 2007; Taiz Zieger, 2010)

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