BIB133-135: Fisiologia Vegetal

Rhodophyta

Cianobactéria Euglena

Ipê

Rhodophyta

Cianobactéria

Euglena

Ipê

ComplexidadeWoese (1987): baseado na filogenia molecular do gene SSU rRNA.

Eucariotos:- genética - celular

Propôs um sistema de três domínios: eubactéria, arqueobactéria e eucariotos.

Eucariotos:- aumento da complexidade celular (diversas organelas

funcionalmente especializadas).

Estrutura do genoma nuclear das plantas:

tamanho e conteúdo

O tamanho dos genomas vs a complexidade dos organismos

O tamanho dos genomas vs a complexidade dos organismos

Fragmento de 65 Kb

Eucariotos:- aumento da complexidade genética (regiões espaçadoras, introns, TEs,

famílias multigênicas, regiões repetitivas, etc).

Organismos autótrofos

Quimioautótrofos(energia de uniões

químicas)Fotoautótrofos (energia da luz):

FOTOSSÍNTESE

CO2+2H2A (CH2O)+2A+H2Ohv

CO2+2H2S (CH2O)+2S+H2OhvCO2+2H2O (CH2O)+O2+H2O

hv

Bactérias púrpurasCianobactérias

Eucariotos fotossintetizantes(algas e plantas)

FOTOSSÍNTESE QUE LIBERA O2

CO2+H2O (CH2O)+O2+H2Ohv

A fotossíntese que libera O2

● A fotossíntese baseada em clorofila a, nos procariotos, é restrita a algumas eubactérias.● Os eucariotos fotossintéticos adquiriram esta capacidade através de endossimbiose.

A molécula de clorofila a e sua associação em fotossistemas são extremamente complexos e

possivelmente surgiram uma única vez.

Importância evolutiva:

• Primeiros organismos fotossintetizantes →O2 → O3 (barreira contra UV)

• São pouco sensíveis a UV e a fotossíntese é estimulada por baixos teores de O2

A liberação de O2 para a atmosfera terrestre é o 1o

evento de poluição e alterou completamente a atmosfera e consequentemente o rumo evolutivo dos

seres vivos.

Os mais antigos fotossintetizantes

A origem das organelas: teoria da endossimbiose(simbiogênese)

2,5 bi

2,1 bi

F

F

Periciclo

•Sentidos

•Conceitos de Fonte e Dreno

Transporte

Relações hídricas

ÁGUA

-Estrutura: molécula bipolar.

< energia: líquido >energia: gás

-Propriedades físico-químicas:

Solvente:

Térmicas:

Coesão e adesão: interfase ar-água,

tensão superficial, e capilaridade.

Incolor

solvatação

< energia: líquido >energia: gás

Difusão: gradiente de concentração.

Fluxo de massa: gradiente de pressão.

Osmose:ambos gradientes (água entra na célula): Movimento da

água através de uma membrana semipermeável.

Gradiente de enegialivre:potencial hídrico (potencial

químico/V de água).

Potencial de soluto (ou osmótico)Potencial de pressão (ou pressão hidrostática)Gravidade

D: coeficiente de difusão.X: distância.

r: raion: viscosidade.X: distância.

(Para soluções ideais)R: constante dos gasesT: temperaturaValores negativos

ρ: densidadeh: alturag: gravidade

Transporte de água no nível celular

Curtas e Longas distâncias.

Taxa de transporte

Distâncias curtas

(Pressão hidrostática)Valores positivos na célula

Unidade: MPa

-Forças que movimentam a água:

20°C

Movimento até ψw (da célula)= ψw (da solução)

ψw (da célula)= ψs(igual) + ψp(aumenta)= ψs(igual) + ψp(igual) =ψw (da solução)= -0,244 MPa

(Para soluções ideais)R: constante dos gasesT: temperatura

Plasmólise?

Resistência da parede

Velocidade de entrada

Lp: condutividade hidráulica da membrana celular

Em condições de estresse hídrico: No caso inverso:

Transporte de água desde o solo até a atmosfera.....(filme)passando pela planta:Quais as forças (componentes do potencial hídrico) principais em cada parte do trajeto.

No solo a água se mobiliza principalmente por potencial de pressão ou pressão hidrostática

desprezível

desprezível: concentrações de soluto muito baixas (exceção solos salinos)

Solos úmidos: ψp ~ 0Quando começa a secar...se gera uma pressão negativa (coesão/adesão)

Capacidade de Campo:Capacidade de retenção de água dos solos.

T: tensão superficialr: raio e curvatura da interfase ar-água

=

Potencial mátrico=ψm= ψw do solo e sementes(potencial hídrico ou um componente)

Em CC ou menos:

Ponto de murcha permanente: ψsolo≤ ψ planta ..... ψp (célula)?

Simplasto e Apoplasto

A água entra e se mobiliza a través da raiz de acordo ao potencial hídrico...

Substância cerosa hidrofóbica

No Xilema o componente principal é o potencial de pressão ou pressão hidrostática...(filme).....não há conteúdo celular nem extracelular....

Nesse transporte a transpiração é determinante...a água é arrastada pela pressão negativa gerada nas folhas

No Mesófilo...a evaporação da água na folha gera uma pressão negativa no xilema (potencial de pressão ou pressão hidrostática) da água

T: tensçao superficialr: raio de curvatura da interfase ar-água

(Filme)

No Mesófilo...quando a água se evaporou no espaço intercelular...a difusão através dos estômatos é a principal força que transporta a água para fora.(Só 5% sai pela cutícula)

Só 5% da água éretida e incorporada ao metabolismo, 95% étranspirada.(filme)

Difusão: gradiente de concentração.

D: coeficiente de difusão.X: distância.

Taxa de transporte

(Filme)

Quanto mais quente.....maior a perda de águaUmidade relativa do ar!

Quanto mais vento...... maior a perda de águaSaturação do ar!

A difusão vai depender da diferencia de concentração de vapor de água ...

Temperatura (no ar)Movimento do ar

Entrada de K+ e Cl-, baixa potencial hídrico...

A difusão vai depender da diferencia de concentração de vapor de água e resistência estomática....quando e como abrem os estômatos?

Após luz azul: ativação de bombas de prótons, baixa o pH,

despolarização da membrana.

entra água, abrem os estômatos.

Fotoreceptores

Regulação do potencial hídrico éindependente do resto da planta.

Necesidade de estratégias diferencias para regular a saída/entrada de água e entrada de dióxido de carbono

Razão de transpiração

Plantas C3: 500 moléculas de H2O perdidas por cada molécula de CO2 fixada.

Plantas C4: 250 moléculas de H2O perdidas por cada molécula de CO2 fixada

(etapa fotoquímica e bioquímica da fotossíntese

em lugares diferentes) .

Plantas CAM: 50 moléculas de H2O perdidas por cada molécula de CO2 fixada

(etapa fotoquímica e bioquímica da fotossíntese

em momentos do dia diferentes).

Causas

-Gradiente de H2O (dentro da folha-ar) 50 vezes maior que de CO2.. Baixa quantidade de

CO2 na atmosfera e alta concentração de vapor de H2O

dentro da célula.

-O CO2 difunde muito mais lentamente que a H2O no ar.

-O CO2 precisa cruzar membrana, citoplasma e

membranas de cloroplasto antes de ser assimilado.

Diferencias entre a saída de água e entrada de dióxido de carbono

Razão de transpiração

Plantas C3: 500 moléculas de H2O perdidas por cada molécula de CO2 fixada.

Plantas C4: 250 moléculas de H2O perdidas por cada molécula de CO2 fixada

(etapa fotoquímica e bioquímica da fotossíntese

em lugares diferentes) .

Plantas CAM: 50 moléculas de H2O perdidas por cada molécula de CO2 fixada

(etapa fotoquímica e bioquímica da fotossíntese

em momentos do dia diferentes).

•Aumenta a concentração de CO2

diminuindo a atividade oxidativa da Rubisco

(fotorrespiração).

•Estômatos fechados sem perda de água.

•Consumo de energia.Malato

Solo - planta - atmosfera

RH: umidade relativa do ar

O MOVIMENTO DE ÁGUA SEMPRE ESTÁ DETERMINADO PELO:

MAS EM CADA REGIÃO HÁ ALGUM COMPONENTE PRINCIPAL:

No Solo: potencial de pressão ou pressão hidrostática (força:fluxo de massa)

Absorção Solo-Raiz: potencial hídrico (força:osmose)

Raiz: potencial hídrico (força:osmose, simplasto e apoplasto)

Xilema: potencial de pressão (força:fluxo de massa), coluna de água.

Entrada na Célula e Célula/Célula: potencial hídrico (osmose)

Folha-Ár: gradiente de concentração (força:difusão)

A água move-se sempre em direção ás regiões de menor potencial hídrico ou de baixa energia livre.

Queda no potencial hídrico da planta

Centeio transgênico sobre-expressando um gene LEA após 5 dias de estresse hídrico e dois

com água.

Alteração da expressão gênica

Relações hídricas...Fim