Diferenças fisiológicas plantas C3, C4 e CAM
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O documento descreve as principais diferenças fisiológicas entre monocotiledôneas e eudicotiledôneas, incluindo estrutura da raiz e folha, número de cotilédones e estrutura da flor. Também resume os processos de fotossíntese, fotorrespiração e as classificações de plantas C3, C4 e CAM, além de tratar de assuntos relacionados como tombamento fisiológico e hábitos de crescimento.
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- 2. Tópico Diferenças entre Monocotiledôneas e Eudicotiledôneas; Fotossíntese: - organelas; - fase clara e subfases; - fase escura; Fotorrespiração; Plantas C3, C4 e CAM; Assuntos relacionados; Hábitos de crescimento.
- 4. Monocotiledôneas Fonte: Agropecuária - IFTM. Raiz fasciculada Fonte: Uni santa desenhos. Folha invaginante - paralelinérvea Fonte: Mariana, 2017.
- 5. Fonte: Trabalhando a Ciência. Fonte: Núcleo de aprendizagem. Possui apenas 1 cotilédone Flor trímera
- 7. Eudicotiledôneas Fonte: Alltech Crop Science. Raiz axial/pivotante Fonte: Biogene. Folha peciolada – peninérvea ou reticulada Fonte: Mariana Paiva, 2018.
- 8. Fonte: Só Biologia. Tegumento Cotilédones Hipocótilo Radícula Folha primária Fonte: Biologia Vegetal. Fonte: Feira Virtual. Possui 2 cotilédones Flores dímeras / pentâmeras
- 11. Clorofila A - Presente em todos os seres eucariotos fotossintetizantes; - Principal fotorreceptor; - Essencial na fotossíntese. Fonte: Info Escola.
- 12. Clorofila B - Pigmento acessório; - É estabelecida em outro comprimento de onda; - Transfere a energia para a clorofila a. Fonte: Info Escola.
- 13. Ferramenta de diagnóstico Fonte: Falker. - Mede o teor de clorofila; - Acompanhamento do estado nutricional; - Teor de clorofila é proporcional à quantidade de N que ela absorveu; - Analisa 3 faixas de frequências de luz.
- 14. Carotenoides Segunda classe de substâncias mais importante na fotossíntese; Sintetizados pela planta; Presentes nas membranas dos tilacoides; Substâncias pigmentantes, absorvem luz e protegem a clorofila contra o excesso de intensidade luminosa.
- 16. Fotossíntese “ É um processo físico-químico, no qual, os seres clorofilados conseguem captar a energia da luz solar a fim de produzir energia para sua sobrevivência.” Fonte: Resumo Escolar.
- 17. Fonte: Prof. Gabriel Mendes de Almeida.
- 18. Fase Clara Etapa fotoquímica - ocorre nos tilacóides; - produção de ATP; - reação de Hill; - liberação do O2 para o meio; - formação de NADPH. Fotofosforilação ACÍCLICA Fotofosforilação CÍCLIA Fonte:Bloggiologia.
- 21. PSII: 680 nm; PSI: 700 nm; Fotofosforilação acíclica resulta na formação de ATP e NADPH; Fotofosforilação cíclica resulta na formação apenas de ATP;
- 22. Fase Escura Etapa enzimática ou química - ciclo de Calvin; - ocorre no estroma; - ATP e NADPH; - CO2 -> C6H12O6; - libera molécula H2O. Fonte: Blog Anatovegetal.
- 24. Fotorrespiração
- 25. Fotorrespiração “É um processo biológico no qual a enzima rubisco se liga ao O2.” Rubisco com função oxigenase; A fotossíntese nas plantas C3 é sempre acompanhada pela fotorrespiração, um processo que consome O2 e libera CO2 em presença de luz; CO2 x O2 ? Temperatura e Concentrações
- 26. Baixas T°C Altas T°C O2CO2 O2 CO2 Fonte: Suzana Mangueira Felgueiras.
- 27. Fonte: Blog Professor Djalma Santos. X
- 28. Fotossíntese líquida = FT – (fotorrespiração + respiração) Aspectos negativos: - trabalho inverso ao realizado pelo Ciclo de Calvin; - consumo de C (fosfogliconato); - consumo de ATP; Aspectos positivos: - efeito fotoprotetor; - atua como auxiliar para o sistema imunológico do vegetal.
- 29. Classificação: Plantas C3, C4 e CAM
- 30. Plantas C3 Não possui adaptações que reduz a fotorrespiração; Fixação de C somente pelo Ciclo de Calvin; Possui apenas a enzima Rubisco; Produto final possui 3 C: Ácido 3-Fosfoglicérico Compõe 85% das plantas: soja, feijão, trigo, arroz etc.
- 32. Plantas C4 Fixação de C pelo Ciclo de Calvin e pela Via C4; Ciclo de Calvin: células da bainha vascular Via C4: células do mesófilo Produto final possui 4 C: Ácido Oxalacético Ex: milho, cana-de-açúcar, sorgo, milheto.
- 33. Fonte: Wikimedia Commons. Anatomia Kranz F VE M C M
- 34. Fonte: Biología - Ciclo C4 (Hatch-Slack).
- 35. A Via C4 é uma via fotossintética adaptativa que evoluiu para inibir atividades um tanto quanto “negativas”, como a fotorrespiração; Alta afinidade com o CO2 – Enzima PEP carboxilase.
- 36. Plantas CAM Metabolismo ácido das crassuláceas; Abrem seus estômatos a noite; Reduz a fotorrespiração; Adaptadas à ambientes secos; Ex: abacaxi, cactáceas.
- 39. Tombamento fisiológico - Anelamento do caule - Acima de 41 °C: letal para semente e plântula. - Acima de 36°C: letal para bactérias fixadoras de nitrogênio. Fonte: Dirceu Gassen.
- 40. Germinação Fonte: Núcleo Temático de Biotecnologia – Embrapa. EPÍGEA
- 43. Crescimento determinado Finaliza crescimento vegetativo com introdução do estágio reprodutivo; Após o estágio reprodutivo (R) a planta cresce pouco e não ramifica; O florescimento ocorre praticamente ao mesmo tempo; Desenvolve vagens e grãos no topo e na base da planta ao mesmo tempo;
- 44. As folhas do topo da planta são praticamente iguais às demais em tamanho; E apresenta um racemo longo e com muitas vagens no nó terminal (cachopa); São mais sensíveis às variações fotoperiódicas; Utiliza quebra da dominância apical? reduzir mais ainda o porte e assim obter facilidade principalmente no manejo de doenças.
- 45. Fonte: Olhares Fotografia. Fonte: Brasilagro.
- 46. Crescimento indeterminado Após o estágio reprodutivo a planta ainda apresenta grande crescimento (produção de nós no caule principal); Há ramificação; Florescimento e desenvolvimento de vagens e grãos no sentido ascendente;
- 47. Nó terminal com poucas vagens; É a soja preferida dos produtores, pois ajuda a reduzir os riscos relacionados ao estresse hídrico na fase de florescimento/início de enchimento de grãos, já que a floração é escalonada. Utiliza quebra de dominância apical? diminuir estatura, intensificar ainda mais a ramificação.
- 48. “ Só se pode alcançar um grande êxito quando nos mantemos fiéis a nós mesmos. ”
- 49. Obrigada! Mariana de Paiva Manso marianapmansoo@gmail.com
Notas do Editor
- Não há uma raiz principal; todas se originam em um mesmo ponto; pode ser chamada de cabeleira; Folha invaginante: n tem pecíolo e tem a bainha super desenvolvida, com nervura do tipo paralelinérveas;
- O cotilédone é uma folha que foi modificada pela genética da planta, que está diretamente ligada à nutrição vegetal -> Os nutrientes ficam armazenados no endosperma, o cotilédone tem a função de transferir esses nutrientes para a plântula em desenvolvimento; Radícula: raiz embrionária, primeira que emerge Tegumento: casca Pericarpo: desenvolvimento das paredes do ovário (epi,meso,endo) Endosperma/Albúmen: armazenamento de nutrientes Caules: possuem apenas crescimento 1º - colmo, rizoma, bulbo
- Raiz principal, a partir dela que se origina as ramificações, origina da radícula; Folha peciolada com nervura peninérvea
- No caso das dicotiledôneas, como na maioria das vezes elas não apresentam o endosperma, os próprios cotilédones armazenam os nutrientes de reserva.Hipocótilo: Abaixo dos cotilédones - parte do eixo (caule) do embrião ou plântula
- Clorofila fica na membrana do tilacoide do cloropla: pigmento que capta a energia da luz solar e usa sua energia para sintetizar carboidratos de CO 2 e água.Proplastídeo: são organelas que se desenvolvem de acordo com a necessidade da planta -> plastos ou plastídeos são um grupo de organelas específicas; Os cromoplastos não realizam fotossíntese e são responsáveis pelas cores de certos frutos, de flores, das folhas (Xanto: amarela/Eritoplastos: vermelha); Etioplasto: É convertido em cloroplasto através da estimulação da síntese de clorofila pela hormona citocinina.
- Clorofila se difere na estrutura molecular a na absorção do comprimento de onda; Clorofila A está presente em todos os seres eucariotos fotossintetizantes -> plantas, algas e cianobactérias Clorofila A: grupo metil - MG essencial para a clorofila, então sua deficiência afeta diretamente a capacidade de realização da fotossíntese Clorofila a, b e carotenoides ficam em unidades denominadas de fotossistemas.
- Clorofila B: grupo formil Clorofila B amplia a faixa de luz, o que a clo. A não absorve, ela absorve, transfere a energia absorvida para a clo. A e ela realiza a fotossíntese
- Estão em bactérias, algas , fungos. Lipossoluvel - Os carotenoides nos cloroplastos ajudam a absorver o excesso de energia e dissipá-la como calor. Sua coloração de fato se dá em flores e frutos pois na folha é mascarada pela clorofila.
- Complementam uma a outra na absorção da luz solar incidente na planta. Absorve a luz nos comprimentos de onda azul, violeta e vermelho. Ela reflete a cor verde (400 nm – 700 nm) – é a faixa de absorção de radiação para o processo fotossintetico (corresponde a 50% da radiação incidida). E apenas 5% de toda a radiação é aproveitada pelas plantas.
- Molécula de clorofila que absorve a luz solar e essa energia é que promove a reação do CO2 com H2O Clorofila atua como catalisador; ela não se desgasta e nem é consumida Mol de H2O é quebrada, une-se ao CO2 e forma glicose = reação de oxidação-redução
- Há clorofila em toda a molécula de cloroplasto? Conjunto de tilacoides = GRANUM / no estroma não há clorofila
- ATP: energia luminosa é transferida em forma de energia química para a mol de ATP (adenosina trifosfato) Adenina: base nitrogenada; Fosfato: são ligações de alta energia; Ribose (RNA) - açúcar; Reação de Hill : quebra da água; Libera o2 pela quebra de água; NADPH: Dinucleotídeo de adenina e nicotinamida fosfato – é uma coenzima que captam os é de alta energia liberados nas reações de oxidação (são reduzidas) e transferem esses elétrons de alta energia (sofrem oxidação) para outras substâncias.
- FOSFORILAÇÃO ACÍCLIA: DENTRO DOS TILACOIDES plastoquinona/ferredoxina: mol carreadores de é CLOROFILA P 680: ENERGIA LUMINOSA -> CLOROFILA ABSORVE E FICA ALTAMENTE ENERGIZADA -> RECEBE é DA FOTÓLISE -> é SE AFASTAM DO NÚLCEO DURANTE O DIA (ANOITE REGRESSA P/ CLOROFILA P 700 POR ISSO É ACÍCLICA) -> ENERGIA QUE OS é LIBERAM VÃO EMPURRAR OS H+ P/ DENTRO DOS TILACOIDES E COM ESSA ENERGIA FAZ A FOSFORILAÇÃO DO ADP -> ATP
- FT 1 e FT 2: são independentes porém complementares Fotofosforilação: ADIÇÃO DE FOSFATO NA PRESENÇA DE LUZ!
- CO2 REDUZIDO À GLICOSE OCORRE NO ESTROMA DO CLOROPLASTO O calor da radiação solar, juntamente com o calor gerado pelo aumento das reações metabólicas, faz com que ocorra a perda de ÁGUA.
- INÍCIO: Ribulose 1,5-bifosfato (por isso se chama ciclo das pentoses 5C) se une com o CO2 pela enzima RUBISCO -> mol. De 6 carbonos -> SE PARTE AO MEIO E FORMA MOL DE 3 CARBONOS – 3-FOSFOGLICERATO (PGA) QUE USA ATP E NADPH E SE TRASFORMAM NA GLICERALDEÍDO-3-FOSFATO (PGAL) SENDO QUE UMA DESSA É USADA NA PRODUÇÃO DE AÇÚCAR (SACAROSE E AMIDO) E AS OUTRAS 5 VOLTAM AO CICLO. GLICOSE É USADA NA RESPIRAÇÃO CELULAR – MITOCÔNDRIAS – PARA GERAR MAIS ATP!
- Estômatos – entrada e saída de gases e liberação de água. Fotorrespiração em excesso pode causar redução em até 50% da biomassa.
- Estômatos abertos o CO2 se difunde para dentro da planta e O2 para fora – minimizando a fotorrespiração. Estômatos fechados p diminuir a perda de água por evaporação, acumula O2 nas folhas e a fotorrespiração ocorre. Altas T°C – Rubisco se liga ao O2 T°C Amenas – aumenta em 80x a chance da Rubisco se ligar ao CO2
- POR ISTO QUE A FOTORRESPIRAÇÃO PODE SER CHAMADA DE CICLO DO GLICOLATO
- Fosfogliconato-> formado na fotorrespiração, rouba C do ciclo de calvin, e este intermediário não entra no ciclo de calvin – a planta então submete este intermediário a varias reações para recuperar os C Efeito fotoprotetor: impede que ocorra danos induzidos pela luz nas moléculas envolvidas nas fotossíntese;
- Ciclo de Calvin ocorre no estroma – quando o ácido 3-fosfoglicérico é formado, ele é transportado para o citosol e transformado em sacarose, a principal forma de transporte de açúcares das plantas, e o que permanece no estroma é transformado em amido e é armazenado. Toleram sombreamento pq atinge a taxa maxima de fotossinte mesmo com baixa radiação e se expostas a intensão radiação pode ter clorop danificados. Geralmente tem as folhas mais finas e uma menor camada de células.
- Ciclo de calvin regenera os seus próprios componentes bioquímicos.
- Plantas C4 são mais produtivas que as c3 desde que recebam uma alta quantidade de radiação luminosa. Efeito compensatório em relação à respiração pois faz fotossintese por duas vias – Calvin e C4 – ambas tem cloroplastos. São plantas de sol devido à alta concetração de CO2, entao necessita realizar mais intensamente a fotossíntese e mais eficientes no uso de agua por conta que gerenciam melhor a abertura estomatica. Folhas mais grossas, mais células e necessitam maior qt de energia.
- Anatomia Kranz: quando em um corte longitudinal da folha, temos as células do mesófilo, células clorofiladas (parenquima paliçadico e lacunoso) que envolvem os feixes vasculares (xilema e floema)
- CO2 é fixado ao Fosfoenolpiruvato (PEP) pela enzima PEP carboxilase, que converte o PEP em Malato na redução de um NADPH. O malato é conduzido/transportado à celula da bainha vascular, é descarboxilado para produzir CO2 e PIRUVATO. O co2 entra no ciclo de calvin p produzir ácido 3-fosfoglicérico. Piruvato volta para o mesofilo, onde reage com ATP e gera O Fosfoenolpiruvato. Quase não fazem fotorrespiração pois tem alta afinidade com o CO2, deixa a fotossintese atuando livremente sem efeito inibitório
- Alta afinidade: PEP se liga somente ao CO2 e joga CO2 ao ciclo de calvin aumentando sua concentração e rubisco se liga
- Este nome vem da família de plantas, Crassulaceae, na qual os cientistas descobriram esta via metabólica. estômatos abrem-se somente à noite, quando a umidade tende a ser mais alta e as temperaturas são mais frias, dois fatores que reduzem a perda de água pelas folhas – desertos e areas secas.
- NOITE: estômato aberto que permite a entra de Co2 - é convertido a oxxalacetato e depois em acido malico – é armazenado até o dia seguinte – CO2 é descarboxiado para PEP ou PIRUVATO - De dia o malico fornece CO2 ao ciclo de calvin
- Solo absorve radiação solar e aumenta a temperatura, as vezes alcança 60º. O calor desidrata o hipocótilo e causa a morte das célular (anelamento do caule) Morte por calor promove o estabelecimento de patógenos – fungos.
- os cotilédones podem ser levantados acima da superfície do substrato (germinação epígea), pelo crescimento do hipocótilo Quando a germinação é epígea, os cotilédones podem tornar-se os primeiros orgãos fotossintetizadores da plântula, transformando em folhas cotiledonares, ou permanecer como tecido de reserva para nutrir o eixo embrionário durante a germinação, e, nos primeiros estágios após a emergência.
- permanecem abaixo da superfície (germinação hipógea)
- Soja ramificada e n ramificada – sol