Estudo Dirigido Fotossíntese

FISIOLOGIA VEGETAL Estudo Dirigido Fotossíntese 1Quais as etapas do processo fotossintético Especifique em quais estruturas ocorre cada etapa 2Quais pigmentos estão envolvidos no processo fotossintético em plantas e qual o papel que eles desempenham 3Todos os comprimentos de onda do espectro luminoso promovem fotossíntese Justifique 4Quando uma molécula de clorofila absorve energia luminosa quais são as vias possíveis para a dissipação dessa energia 5 Descreva fotossistema 6O que é fotooxidação da água e qual a sua função 7O que é fotofosforilação acíclica não cíclica e quais os seus produtos 8O que é fotofosforilação cíclica e quais seus produtos para responder as questões 09 e 10 9aDê o nome de cada estrutura numerada na figura acima 9b Em que parte do cloroplasto se concentra esse processo 9c Por que dizemos que durante o processo exposto formase gradientes de prótons elétrico e de pH 10 Assinale V para as sentenças verdadeiras ou F para as falsas Uma sentença marcada errada anula uma certa a O fluxo de elétrons envolvendo as estruturas na sequência de 1 a 6 está relacionado à fotofosforilaçao acíclica b A estrutura representada pela figura de nº 4 possui cobre em sua composição c A diferença de pH entre o lúme e o estroma impede a síntese de ATP d Na fotofosforilação cíclica há a produção de ATP mas não há a de NADPH e Um produto que bloqueie o fluxo de elétrons entre as estruturas 5 e 6 só funcionaria efetivamente à noite 11O que é fluorescência da clorofila e qual a importância de sua avaliação 12 Defina ponto de compensação e ponto de saturação luminoso 13 O que é fotoinibição 14 Defina ponto de compensação e ponto de saturação de CO2 15 Compare os metabolismos fotossintéticos C3 C4 e CAM em pelo menos cinco características Cite espécies de cada via metabólica 16 Analise a figura a seguir e responda A Qual o nome deste Ciclo B Qual o nome da molécula aceptora inicial do ciclo C Qual o nome da enzima que catalisa a fixação do CO2 D Qual o nome da etapa do ciclo que vai da incorporação do CO2 até a formação de 3 Fosfoglicerato E Qual o nome da fase do ciclo que vai da conversão de 3fosfoglicerato até a formação de gliceraldeído3fosfato PGAL F Por que parte das moléculas de gliceraldeído3fosfato devem continuar no ciclo Para permitir a continuidade do ciclo G Qual a origem das moléculas de ATP e de NADPH utilizadas neste processo 17 Qual a diferença entre Ribulose 15 bisfosfato carboxilaseoxigenase Rubisco e Ribulose 15 bisfosfato RuBP 18 O que é fotorrespiração Por que ela ocorre Quais as condições que estimulam o ciclo fotorrespiratório 19 Utilize a figura abaixo para responder as seguintes perguntas a Qual os nomes das células A e B b Qual o nome da enzima carboxilativa 1 c Por que plantas que possuem esse mecanismo são chamadas de plantas C4 d O que acontece com a substância 2 após entrar na célula B e O que ocorre quando o piruvato vai da célula B para a célula A f Qual o nome da enzima 3 a qual está relacionada a fixação de carbono no ciclo de CalvinBenson g Por que plantas C4 são mais eficientes no uso da água do que plantas C3 Fisiologia Vegetal 1 A fotossíntese apresenta duas etapas são elas etapa fotoquímica caracterizada pelas reações luminosas a qual ocorre nas membranas dos tilacóides e a etapa bioquímica caracterizada pelas reações de assimilação de carbono ocorrendo no estroma 2 Os pigmentos atuam como fotorreceptores absorvendo energia luminosa funcionando como sensores ou moléculas transdutoras de energia para os centros de reação da fotossíntese Os principais pigmentos envolvidos nos processos fotossintéticos são as clorofilas e os carotenóides As clorofilas apresentam variações a clorofila a pode ser encontrada em todos os eucariontes fotossintetizantes a clorofila b é comumente encontrada em plantas algas verdes e euglenófitas Há ainda as clorofilas c e d Os carotenóides além de atuarem na absorção de energia desempenham um efeito fotoprotetor 3 Não Existem dois princípios que regem os mecanismos da fotossíntese o primeiro princípio conhecido como princípio de GotthausDraper afirma que a luz só apresentará atividade fotoquímica se for absorvida eis a importância dos pigmentos fotossintetizantes no processo O segundo princípio denominado lei da equivalência fotoquímica de EinsteinStark afirma que um fóton pode excitar apenas um elétron desta forma a reação fotoquímica só ocorrerá se os níveis de energia do comprimento de onda e do elétron em questão forem compatíveis Se forem incompatíveis não ocorrerá a absorção do comprimento de onda de forma que a fotossíntese consequentemente não ocorrerá 4 A energia absorvida pela clorofila pode ser dissipada de diferentes maneiras uma delas é na forma de calor Outras formas de dissipação da energia são através da emissão de luz fluorescência transferência de energia para outras moléculas de pigmentos clorofilas ou carotenóides e oxirredução 5 Os fotossistemas FSI e FSII são complexos supramoleculares formados por numerosas subunidades de proteínas e pigmentos que atuam de maneira integrada durante a fotossíntese com auxílio do complexo citocromo bf da plastoquinona e da plastocianina carreadores móveis Cada um dos fotossistemas possui seu próprio centro de reação e se liga ao complexo antena para captação da luz O centro de reação CR do FSI é denominado P700 e o do FSII é denominado P680 6 A fotooxidação da água é um processo através do qual a água perde elétrons devido à excitação do centro de reação do Fotossistema II um processo que tem a formação de O2 como consequência A função da fotooxidação da água é contribuir para o estabelecimento de um gradiente de prótons entre o estroma e o lúmen dos tilacóides durante o fluxo de elétrons que ocorre na fotossíntese 7 À síntese de ATP nos cloroplastos deuse o nome de fosforilação Quando a síntese de ATP ocorre associada a um transporte acíclico de elétrons a fosforilação é dita nãocíclica já que não ocorre retorno destes elétrons para o sistema A fosforilação acíclica produz ATP e NADPH além do oxigênio liberado pelas reações de oxirredução que envolvem a água 8 A fosforilação cíclica ocorre quando a síntese de ATP é acoplada a um fluxo de elétrons que retornam ao sistema auxiliados pelo citocromo b de efeito redutor Este é um processo do qual a água não faz parte não havendo portanto liberação de oxigênio O produto da fosforilação cíclica é o ATP 9 a 1 Fotossistema II 2 Plastoquinona 3 Citocromo b 4 Plastocianina 5 Fotossistema I 6 Ferredoxina 7 ATPsintase b Este processo ocorre nas membranas dos tilacóides c Porque durante os processos de absorção de energia acontece uma diferença de concentração de prótons e elétrons quando se compara as regiões interna e externa à membrana dos tilacóides O gradiente de pH inclusive ocorre devido ao gradiente de prótons 10 a Verdadeiro b Verdadeiro c Falso d Verdadeiro e Falso 11 A fluorescência da clorofila é um dos mecanismos de dissipação de energia neste caso por emissão de luz A avaliação da fluorescência da clorofila é útil na identificação de eventual estresse que impacte a fotossíntese de alguma forma visto que nestes casos as taxas de emissão de luz são maiores 12 O ponto de compensação luminoso pode ser definido como a incidência luminosa que permite equivalência entre as taxas fotossintéticas e de respiração Já o ponto de saturação é definido como o momento em que as taxas de CO2 e O2 consumidos durante a fotossíntese e a fotorrespiração respectivamente se igualam 13 Fotoinibição é o nome que se dá à perda da capacidade fotossintética que pode ser observada em situações em que a planta é exposta à luz na ausência de CO2 e O2 14 O ponto de saturação de CO2 pode ser definido como o momento em que o aumento na concentração de CO2 já não se traduz no aumento das taxas fotossintéticas O ponto de compensação de CO2 pode ser definido como a concentração de CO2 que produz uma taxa líquida nula de fotossíntese com quantidades de CO2 assimiladas e liberadas semelhantes 15 C3 C4 CAM Adaptações ao clima quente e seco Não adaptadas Adaptadas climas quentes Adaptadas climas quentes e extremamente secos Mecanismos antifotorrespiração A maioria não apresenta estratégias contra a fotorrespiração Etapas separadas para fixação do CO2 e Ciclo de Calvin Armazenamento de água e divisão de etapas em ciclos diurnos e noturnos Abertura dos estômatos Durante o dia Durante o dia Durante a noite Enzimas Rubisco PEP carboxilase células do mesófilo e Rubisco células da bainha PEPcarboxilase noite e Rubisco dia Transpiração Alta Média Baixa 16 a Esta é uma representação do ciclo de CalvinBenson uma via metabólica para fixação do CO2 e produção de carboidratos pela planta b O RuBP 15bifosfato c Ribulose bifosfato carboxilaseoxigenase a Rubisco d Fase carboxilativa e Fase redutiva f Porque para que haja continuidade do ciclo é necessário que continue havendo disponibilidade de RuBP considerando a sua função importantíssima no início do ciclo Desta forma parte dos carboidratos intermediários formados participam da síntese de RuBP g As moléculas de ATP e NADPH utilizadas durante o processo são aquelas formadas durante a fosforilação cíclica e acíclica 17 O RuBP tratase de um açúcar que atua como receptor primário do CO2 Já a Rubisco é uma enzima que catalisa a fixação do CO2 18 Considerando que a enzima rubisco pode ser tanto uma carboxilase como uma oxigenase ela pode atuar sobre o CO2 e sobre o O2 Assim quando esta atua sobre o CO2 dá origem aos eventos de fotossíntese Quando atua sobre o O2 ocorre a fotorrespiração A fotorrespiração apresenta um efeito inibitório sobre a fotossíntese já que CO2 e O2 competem pelo sítio ativo da Rubisco e pelo mesmo substrato o RuBP Este processo é influenciado pela razão O2CO2 atmosférico aumentando com o aumento de oxigênio disponível Embora a fotorrespiração reduza consideravelmente a fotossíntese e a fixação de carbono alguns benefícios do processo têm sido apontados como proteção contra a fotoinibição da fotossíntese 19 a A células do mesófilo B células da bainha perivascular b PEPcase c Porque o primeiro metabólito formado e estável é uma molécula composta por quatro carbonos oxaloacetato e malato d O malato é descarboxilado após adentrar a célula B célula da bainha perivascular e É utilizado para regeneração do PEP f Rubisco g Dentre outros fatores as plantas C4 possuem um conjunto de alterações anatômicas anatomia de Kranz que se traduzem por exemplo em estômatos mais fechados de maneira que perdem menos água e assimilam melhor o CO2 além de serem resistentes ao estresse hídrico de maneira geral