Metabolismo de Carboidratos e Biossíntese em Células Vegetais - Lista de Exercícios

Questão 01 Considerando as mudanças nos níveis estruturais das células durante milhões de anos caracterize o metabolismo de carboidratos em células vegetais Questão 04 Exemplifique e explique como ocorre o transporte de sacarose nas membranas celulares em seguida caracterize o processo síntese e de transporte da enzima invertase ácida da sacarose a partir do citoplasma para a parede celular Questão 05 Considerando os monossacarídeos glucose arabnose ácido galacturônico ácido glucorônico ácido urônicos galactose xilose ramnose fucose manose e apiose explique como eles são utilizados pelo retículo endoplasmático e complexo de Golgi para formação da parece celular Questão 07 O que acontece com uma planta em formação quando a produção de clorofilas em novas folhas é reduzida em nível percentual de 50 Explique de forma detalhada quais implicações deste fenômeno iniciando sua resposta pela etapa fotoquímica da fotossíntese e conclua sua resposta comentando sobre as alterações na sua formação morfológica Questão 08 O que acontece com as atividades das enzimas 2oxogluratrato desidrogenase Ciclo de Krebs e triose fostato isomerase Glicólise quando o complexo citocromo bc1 encontrado na membrana interna da mitocôndria reduz o transporte de elétrons pela metade Em seguida caracterize as implicações deste fenômeno Questão 11 Explique como e por que os genes para as enzimas que produz os açúcares da parede celular secundária não são expressos nas células da folha Questão 01 Considerando as mudanças nos níveis estruturais das células durante milhões de anos caracterize o metabolismo de carboidratos em células vegetais O metabolismo de carboidratos em células vegetais é um processo fundamental que fornece energia para a célula e produz biomoléculas importantes para o crescimento e desenvolvimento das plantas Ao longo de milhões de anos as células vegetais passaram por mudanças em seus níveis estruturais o que permitiu a adaptação a diferentes ambientes e modos de vida As células vegetais sintetizam carboidratos por meio da fotossíntese que ocorre nos cloroplastos Nesse processo a energia da luz é capturada e utilizada para produzir açúcares a partir de dióxido de carbono e água Esses açúcares são então utilizados na respiração celular para produzir ATP a molécula de energia usada pela célula Os carboidratos também são utilizados para a síntese de outros compostos importantes para a planta como celulose que é um componente chave da parede celular Além disso os carboidratos também são armazenados na forma de amido em células especializadas como raízes tubérculos e sementes para uso posterior como fonte de energia Logo a síntese e o metabolismo de carboidratos em células vegetais são altamente regulados e complexos envolvendo muitas vias metabólicas e enzimas diferentes As células vegetais são capazes de ajustar a síntese de carboidratos de acordo com as necessidades da planta respondendo a mudanças ambientais como disponibilidade de luz nutrientes e água Questão 04 Exemplifique e explique como ocorre o transporte de sacarose nas membranas celulares em seguida caracterize o processo síntese e de transporte da enzima invertase ácida da sacarose a partir do citoplasma para a parede celular O transporte de sacarose nas membranas celulares ocorre por meio de proteínas transportadoras específicas conhecidas como transportadores de sacarose ou SUTs do inglês sucrose transporters Essas proteínas estão presentes nas membranas plasmáticas das células vegetais e são responsáveis pelo transporte ativo da sacarose de uma região de alta concentração para uma região de baixa concentração Assim sendo esse transporte é um processo energicamente custoso que requer a utilização de ATP para impulsionar o movimento da sacarose contra o gradiente de concentração As SUTs são reguladas por diversos fatores como pH potencial elétrico e níveis de açúcares A enzima invertase ácida é responsável pela hidrólise da sacarose em glicose e frutose que são utilizados como fonte de energia pela célula Essa enzima é sintetizada no citoplasma da célula e transportada para a parede celular por meio de um processo conhecido como exocitose Durante a exocitose a membrana plasmática se funde com a membrana da parede celular liberando o conteúdo celular incluindo a invertase ácida Uma vez na parede celular a invertase ácida pode hidrolisar a sacarose presente no meio extracelular liberando glicose e frutose para a célula A síntese e transporte da invertase ácida são regulados por diversos fatores incluindo hormônios e estímulos ambientais Questão 05 Considerando os monossacarídeos glucose arabnose ácido galacturônico ácido glucorônico ácido urônicos galactose xilose ramnose fucose manose e apiose explique como eles são utilizados pelo retículo endoplasmático e complexo de Golgi para formação da parece celular Os monossacarídeos são utilizados pelo retículo endoplasmático e complexo de Golgi para a formação da parede celular através da síntese e modificação de polissacarídeos A formação da parede celular envolve diferentes etapas incluindo a síntese de açúcares a formação de ligações covalentes entre os açúcares e a deposição dos polissacarídeos na parede celular Os açúcares são sintetizados no retículo endoplasmático onde são modificados através de processos como a adição de grupos fosfato acetil ou metil e em seguida transportados para o complexo de Golgi No complexo de Golgi os açúcares são processados e modificados ainda mais antes de serem transportados para a membrana celular e incorporados na parede celular Os diferentes tipos de monossacarídeos são utilizados em diferentes vias metabólicas para a síntese de polissacarídeos específicos que compõem a parede celular Por exemplo a glucose é utilizada na síntese de celulose que é um componente importante da parede celular primária enquanto que o ácido galacturônico é utilizado na síntese da pectina um polissacarídeo presente na parede celular primária e secundária Questão 07 O que acontece com uma planta em formação quando a produção de clorofilas em novas folhas é reduzida em nível percentual de 50 Explique de forma detalhada quais implicações deste fenômeno iniciando sua resposta pela etapa fotoquímica da fotossíntese e conclua sua resposta comentando sobre as alterações na sua formação morfológica Quando a produção de clorofilas em novas folhas é reduzida em nível percentual de 50 isso pode afetar a capacidade da planta em realizar a fotossíntese já que a clorofila é um pigmento fotossintético essencial para a absorção de luz Na etapa fotoquímica da fotossíntese a energia luminosa é absorvida pelos pigmentos fotossintéticos incluindo a clorofila que é utilizada para gerar energia química na forma de ATP e NADPH Com a redução da produção de clorofilas menos energia luminosa é absorvida o que pode levar a uma redução na produção de ATP e NADPH Além disso a redução da produção de clorofilas também pode afetar a formação morfológica da planta já que a clorofila é essencial para a realização da fotossíntese e para a síntese de outros compostos importantes como aminoácidos lipídios e carboidratos A planta pode apresentar uma redução no crescimento menor produção de folhas e frutos e menor resistência a doenças e estresses ambientais Questão 08 O que acontece com as atividades das enzimas 2 oxogluratrato desidrogenase Ciclo de Krebs e triose fostato isomerase Glicólise quando o complexo citocromo bc1 encontrado na membrana interna da mitocôndria reduz o transporte de elétrons pela metade Em seguida caracterize as implicações deste fenômeno O complexo citocromo bc1 é uma das principais proteínas envolvidas na cadeia de transporte de elétrons na mitocôndria Quando ocorre a redução da atividade desse complexo pela metade isso afeta a produção de ATP uma vez que menos elétrons são transferidos ao longo da cadeia de transporte de elétrons e consequentemente menos prótons são bombeados para o espaço intermembranar Com menos prótons disponíveis para a fosforilação oxidativa a produção de ATP é reduzida Além disso a redução da atividade do complexo citocromo bc1 também afeta a atividade das enzimas 2oxogluratrato desidrogenase Ciclo de Krebs e triose fosfato isomerase Glicólise A enzima 2oxoglutarato desidrogenase é responsável por catalisar a conversão do 2oxoglutarato em succinilCoA uma das reações mais importantes do ciclo de Krebs Já a triose fosfato isomerase é uma enzima chave da via da glicólise que catalisa a interconversão da dihidroxiacetona fosfato em gliceraldeído 3fosfato Com a redução da atividade do complexo citocromo bc1 ambas as enzimas sofrem uma redução em sua atividade Como resultado menos energia é produzida pelas mitocôndrias e a capacidade da célula em realizar reações metabólicas é reduzida Questão 11 Explique como e por que os genes para as enzimas que produz os açúcares da parede celular secundária não são expressos nas células da folha Os genes que codificam as enzimas responsáveis pela síntese dos açúcares da parede celular secundária não são expressos nas células da folha pois essas células não precisam produzir a parede celular secundária uma vez que sua função é realizar a fotossíntese A parede celular secundária é formada por um conjunto de componentes diferentes dos encontrados na parede celular primária e é produzida por células especializadas como as células do xilema e do floema Essa parede celular é importante para a manutenção da integridade estrutural da planta além de ser um importante local de armazenamento de polissacarídeos e outros compostos Assim a expressão dos genes que codificam as enzimas responsáveis pela síntese dos açúcares da parede celular secundária é regulada de forma específica em diferentes tipos de células de modo a garantir a produção adequada dessa estrutura apenas nas células que realmente necessitam dela