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BIB133-135: Fisiologia Vegetal
Rhodophyta
Cianobactéria Euglena
Ipê
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Rhodophyta
Cianobactéria
Euglena
Ipê
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ComplexidadeWoese (1987): baseado na filogenia molecular do gene SSU rRNA.
Eucariotos:- genética - celular
Propôs um sistema de três domínios: eubactéria, arqueobactéria e eucariotos.
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Eucariotos:- aumento da complexidade celular (diversas organelas
funcionalmente especializadas).
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Estrutura do genoma nuclear das plantas:
tamanho e conteúdo
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O tamanho dos genomas vs a complexidade dos organismos
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O tamanho dos genomas vs a complexidade dos organismos
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Eucariotos:- aumento da complexidade genética (regiões espaçadoras, introns, TEs,
famílias multigênicas, regiões repetitivas, etc).
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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
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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.
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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
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A origem das organelas: teoria da endossimbiose(simbiogênese)
2,5 bi
2,1 bi
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F
F
Periciclo
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•Sentidos
•Conceitos de Fonte e Dreno
Transporte
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Relações hídricas
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ÁGUA
-Estrutura: molécula bipolar.
< energia: líquido >energia: gás
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-Propriedades físico-químicas:
Solvente:
Térmicas:
Coesão e adesão: interfase ar-água,
tensão superficial, e capilaridade.
Incolor
solvatação
< energia: líquido >energia: gás
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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:
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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
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Plasmólise?
Resistência da parede
Velocidade de entrada
Lp: condutividade hidráulica da membrana celular
Em condições de estresse hídrico: No caso inverso:
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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.
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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)?
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Simplasto e Apoplasto
A água entra e se mobiliza a través da raiz de acordo ao potencial hídrico...
Substância cerosa hidrofóbica
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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
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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)
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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)
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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
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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.
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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.
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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
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Solo - planta - atmosfera
RH: umidade relativa do ar
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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.
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Queda no potencial hídrico da planta
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Centeio transgênico sobre-expressando um gene LEA após 5 dias de estresse hídrico e dois
com água.
Alteração da expressão gênica
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Relações hídricas...Fim