BIB : Fisiologia Vegetal

Transcrição

1 Cianobactéria Euglena BIB : Fisiologia Vegetal Rhodophyta Ipê

2 Cianobactéria Ipê Euglena Rhodophyta

3 Complexidade Woese (1987): baseado na filogenia molecular do gene SSU rrna. Propôs um sistema de três domínios: eubactéria, arqueobactéria e eucariotos. Eucariotos: - genética - celular

4 Eucariotos: - aumento da complexidade celular (diversas organelas funcionalmente especializadas).

5 Estrutura do genoma nuclear das plantas: tamanho e conteúdo

6 O tamanho dos genomas vs a complexidade dos organismos

7 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).

8 Organismos autótrofos Quimioautótrofos (energia de uniões químicas) Fotoautótrofos (energia da luz): FOTOSSÍNTESE hv CO 2 +2H 2 A (CH 2 O)+2A+H 2 O hv CO 2 +2H2O (CH 2 O)+O 2 +H 2 O Cianobactérias Eucariotos fotossintetizantes (algas e plantas) hv CO 2 +2H 2 S (CH 2 O)+2S+H 2 O Bactérias púrpuras FOTOSSÍNTESE QUE LIBERA O 2

9 A fotossíntese que libera O 2 hv CO2+H2O (CH2O)+O2+H2O 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.

10 Os mais antigos fotossintetizantes Importância evolutiva: Primeiros organismos fotossintetizantes O 2 O 3 (barreira contra UV) São pouco sensíveis a UV e a fotossíntese é estimulada por baixos teores de O 2 A liberação de O 2 para a atmosfera terrestre é o 1 o evento de poluição e alterou completamente a atmosfera e consequentemente o rumo evolutivo dos seres vivos.

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12 A origem das organelas: teoria da endossimbiose (simbiogênese)

13 F F Periciclo

14 Transporte Sentidos Conceitos de Fonte e Dreno

15 Relações hídricas

16 ÁGUA -Estrutura: molécula bipolar. < energia: líquido >energia: gás

17 -Propriedades físico-químicas: solvatação Solvente: Térmicas: Coesão e adesão: interfase ar-água, tensão superficial, e capilaridade. Incolor < energia: líquido >energia: gás

18 -Transporte de água: Difusão: gradiente de concentração. Taxa de transporte Curtas e Longas distâncias. Distâncias curtas D: coeficiente de difusão. X: distância. Fluxo de massa: gradiente de pressão. r: raio n: viscosidade. X: distância. Osmose (água entra na célula): potencial hídrico (potencial químico/v de água). Movimento da água através de uma membrana semipermeável. (Para soluções ideais) R: constante dos gases T: temperatura ρ: densidade h: altura g: gravidade Transporte de água no nível celular Potencial de soluto (ou osmótico) Potencial de pressão (ou pressão hidrostática) Gravidade

19 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 gases T: temperatura

20 Resistência da parede Plasmólise Lp: condutividade hidráulica da membrana celular Velocidade de entrada

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

22 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: ψ p ~ 0 Quando começa a secar...se gera uma pressão negativa (coesão/adesão) Capacidade de Campo: Capacidade de retenção de água dos solos. = Em CC ou menos: T: tensão superficial r: raio e curvatura da interfase ar-água Potencial mátrico=ψ m = ψ w do solo e sementes (potencial hídrico ou um componente) Ponto de murcha permanente: ψ solo ψ planta... ψp (célula)?

23 A água entra e se mobiliza a través da raiz de acordo ao potencial hídrico... Substância cerosa hidrofóbica Simplasto e Apoplasto

24 No Xilema o componente principal é o potencial de pressão ou pressão hidrostática...(filme) Nesse transporte a transpiração é determinante...a água é arrastada pela pressão negativa gerada nas folhas

25 No Mesófilo...a evaporação da água na folha gera uma pressão negativa no xilema (potencial de pressão ou pressão hidrostática) T: tensçao superficial r: raio de curvatura da interfase ar-água (Filme) da água

26 No Mesófilo...quando a água se evaporou da superfície celular para o 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 é retida e incorporada ao metabolismo, 95% é transpirada.(filme) Difusão: gradiente de concentração. (Filme) Taxa de transporte D: coeficiente de difusão. X: distância.

27 A difusão vai depender da diferencia de concentração de vapor de água... Temperatura (no ar) Movimento do ar Quanto mais quente...maior a perda de água Umidade relativa do ar! Quanto mais vento... maior a perda de água Saturação do ar!

28 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. Entrada de K + e Cl -, baixa potencial hídrico... entra água, abrem os estômatos.

29 Diferencias entre a saída de água e entrada de dióxido de carbono Razão de transpiração Plantas C 3 : 500 moléculas de H 2 O perdidas por cada molécula de CO 2 fixada. Plantas C 4 : 250 moléculas de H 2 O perdidas por cada molécula de CO 2 fixada (etapa fotoquímica e bioquímica da fotossíntese em lugares diferentes). Plantas CAM: 50 moléculas de H 2 O perdidas por cada molécula de CO 2 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

30 Diferencias entre a saída de água e entrada de dióxido de carbono Razão de transpiração Plantas C 3 : 500 moléculas de H 2 O perdidas por cada molécula de CO 2 fixada. Plantas C 4 : 250 moléculas de H 2 O perdidas por cada molécula de CO 2 fixada (etapa fotoquímica e bioquímica da fotossíntese em lugares diferentes). Plantas CAM: 50 moléculas de H 2 O perdidas por cada molécula de CO 2 fixada (etapa fotoquímica e bioquímica da fotossíntese em momentos do dia diferentes). Causas -Gradiente de H 2 O (dentro da folha-ar) 50 vezes maior que de CO 2.. Baixa quantidade de CO 2 na atmosfera e alta concentração de vapor de H 2 O 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.

31 Solo - planta - atmosfera RH: umidade relativa do ar

32 O MOVIMENTO DE ÁGUA SEMPRE ESTÁ DETERMINADO PELO: MAS EM CADA REGIÃO HÁ ALGUM COMPONENTE PRINCIPAL: No Solo: potencial de pressão ou pressão hidrostática (fluxo de massa) Absorção Solo-Raiz: potencial hídrico (osmose) Raiz: potencial hídrico (osmose, simplasto e apoplasto) Xilema: potencial de pressão (fluxo de massa), coluna de água. Folha-Ár: gradiente de concentração (difusão) Célula a Célula: potencial hídrico (osmose) A água move-se sempre em direção ás regiões de menor potencial hídrico ou de baixa energia livre.

33 Queda no potencial hídrico da planta

34 Centeio transgênico sobreexpressando um gene LEA após 5 dias de estresse hídrico e dois com água. Alteração da expressão gênica

35 Relações hídricas... Fim