Lista de Exercícios Avaliativos sobre Nutrição de Plantas e Fotomorfogênese

EXERCÍCIOS AVALIATIVOS FINAIS Acadêmico a 1 Quais os critérios básicos para caracterizar um elemento essencial 2 Cite o símbolo químico as formas de absorção e as principais funções dos macro emicronutrientes 3 Defina nitrificação Como ocorre a nitrificação Quais as vantagens da nitrificação para as bactéria e para os vegetais superiores 4 Explique como ocorre a redução de nitrato a amônia caracterizando as respectivas enzimas 5 Quais as principais enzimas responsáveis pela incorporação do NH4 produzindo aminoácidos 6 para a fixação de uma molécula de N2 pela nitrogenase são necessárias quantas moléculas de ATP 7 O que é Leghemoglobina e qual a sua relação com o cobalto 8 Descreva a associação existente entre leguminosas e bactérias dos gêneros Rhizobium e Bradyrhizobium na fixação simbiótica do nitrogênio 9 Qual a importância do magnésio para o transporte de fotoassimilados 10 Esquematize a fotoconversão do fitocromo identificando a forma ativa que provoca a resposta fisiológica Explique as funções fisiológicas exercidas por este fotorreceptor 11 Em relação a fotomorfogênese como se comportam as plantas que crescem em condições de sombreamento e como se explica a germinação de algumas sementes após a abertura de clareira em uma floresta 12 Na aula prática verificamos que a semente de fumo germinou na presença de luz natural luz branca luz vermelha mas não germinou no escuro e sob luz vermelhadistante Dessa forma podemos classificar as sementes de fumo como fotoblástica positiva fotoblástica negativa fotoblástica neutra recalcitrante 13 Qual a classificação das plantas quanto às respostas fotoperiódicas Dê o significado de cada uma 14 O que é competência para florescimento 15 As plantas medem o período diurno ou noturno Explique 16 A sensibilidade ao fotoperíodo é uma característica que pode variar entre os cultivares mas geralmente a soja é considerada uma cultura de dia curto fotoneutra de dia longo 17 Quais das alternativas a seguir corresponde respectivamente ao comportamento de uma planta de dia curto com fotoperíodo crítico igual a 10 horas e uma planta de dia longo com fotoperíodo crítico igual a 14 horas Tempo de exposição por dia comportamento a 15 horas não floresce floresce b 8 horas floresce não floresce c 9 horas não floresce floresce d 11 horas não floresce floresce e 13 horas floresce não floresce 18 Comente sobre os indícios da existência de um hormônio específico da floração 19 O que é vernalização e suas consequências 20 Descreva o mecanismo geral de ação dos hormônios 21 Complete a tabela Fitohormônio Precursores Principais locais de biossíntese Principais funções Auxinas Meristemas apicais folhas jovens frutos e sementes em desenvolvimento Citocininas Isopentenil adenina Giberelinas Ácido Abscísico Etileno 22 Explique a hipótese ácido do crescimento a partir das auxinas 23 Comente pelo menos três consequências para plantas que sejam deficientes na produção de a ABA b Giberelinas 24 Quais as formas práticas de se aplicar etileno EXERCÍCIOS AVALIATIVOS FINAIS Acadêmico a 1 Quais os critérios básicos para caracterizar um elemento essencial Os elementos essenciais são aqueles nutrientes minerais que são necessários para o crescimento desenvolvimento e reprodução das plantas Existem critérios básicos para caracterizar um elemento como essencial para as plantas Por exemplo nitrogênio fósforo potássio cálcio magnésio enxofre ferro manganês zinco cobre molibdênio boro e níquel 2 Cite o símbolo químico as formas de absorção e as principais funções dos macro e micronutrientes Macro e Micronutrientes em Plantas Macroelementos 1 Nitrogênio N Símbolo Químico N Formas de Absorção Como nitrato NO₃ ou amônio NH₄ pelas raízes Principais Funções Componente de aminoácidos proteínas ácidos nucleicos e clorofila Importante para o crescimento vegetativo 2 Fósforo P Símbolo Químico P Formas de Absorção Principalmente como íon fosfato H₂PO₄ e HPO₄² pelas raízes Principais Funções Constituinte de ATP ácidos nucleicos fosfolipídios Importante para o desenvolvimento radicular floração e frutificação 3 Potássio K Símbolo Químico K Formas de Absorção Absorvido como íon potássio K pelas raízes Principais Funções Ativação de enzimas osmorregulação regulação do balanço hídrico transporte de nutrientes Contribui para a resistência a estresses 4 Cálcio Ca Símbolo Químico Ca Formas de Absorção Absorvido como íon cálcio Ca² pelas raízes Principais Funções Componente estrutural de parede celular ativação de enzimas regulação do crescimento 5 Magnésio Mg Símbolo Químico Mg Formas de Absorção Absorvido como íon magnésio Mg² pelas raízes Principais Funções Componente da clorofila ativação de enzimas envolvidas na fotossíntese Micronutrientes 1 Ferro Fe Símbolo Químico Fe Formas de Absorção Geralmente absorvido como íon ferroso Fe² pelas raízes Principais Funções Componente da clorofila transporte de elétrons na cadeia respiratória e fotossintética 2 Manganês Mn Símbolo Químico Mn Formas de Absorção Absorvido como íon manganês Mn² pelas raízes Principais Funções Ativação de enzimas envolvidas na fotossíntese e metabolismo do nitrogênio 3 Zinco Zn Símbolo Químico Zn Formas de Absorção Absorvido como íon zinco Zn² pelas raízes Principais Funções Ativação de enzimas regulação do crescimento 4 Cobre Cu Símbolo Químico Cu Formas de Absorção Absorvido como íon cobre Cu² pelas raízes Principais Funções Ativação de enzimas envolvidas na respiração e na formação de lignina 5 Molibdênio Mo Símbolo Químico Mo Formas de Absorção Absorvido como molibdato MoO₄² pelas raízes Principais Funções Atua como cofator de enzimas envolvidas na fixação biológica de nitrogênio 6 Boro B Símbolo Químico B Formas de Absorção Absorvido como ácido bórico H₃BO₃ pelas raízes Principais Funções Participa na formação da parede celular transporte de açúcares divisão celular 7 Níquel Ni Símbolo Químico Ni Formas de Absorção Absorvido em pequenas quantidades pelas raízes Principais Funções Associado à atividade de algumas enzimas especialmente na fixação biológica de nitrogênio em algumas plantas leguminosas 3 Defina nitrificação Como ocorre a nitrificação Quais as vantagens da nitrificação para as bactéria e para os vegetais superiores A nitrificação é um processo biológico no ciclo do nitrogênio no solo no qual amônia NH₄ é oxidada sequencialmente para nitrito NO₂ e em seguida para nitrato NO₃ por bactérias nitrificantes Como ocorre 1 Amônia NH₄ é oxidada a nitrito NO₂ por bactérias do gênero Nitrosomonas 2 Nitrito NO₂ é oxidado a nitrato NO₃ por bactérias do gênero Nitrobacter Vantagens para as bactérias Fonte de energia A nitrificação fornece energia para as bactérias nitrificantes permitindo seu crescimento e metabolismo Oxidação de amônia Essas bactérias são capazes de oxidar a amônia uma forma tóxica para muitos organismos Vantagens para os vegetais superiores Forma mais acessível O nitrato NO₃ resultante da nitrificação é uma forma mais acessível de nitrogênio para as plantas Nutrição vegetal As plantas absorvem o nitrato e o utilizam na síntese de aminoácidos proteínas e outras moléculas essenciais para o crescimento e desenvolvimento 4 Explique como ocorre a redução de nitrato a amônia caracterizando as respectivas enzimas A redução de nitrato NO₃ a amônia NH₄ é um processo conhecido como desnitrificação e ocorre principalmente em condições anaeróbias onde há falta de oxigênio Durante a desnitrificação o nitrato serve como aceptor final de elétrons em vez de oxigênio resultando na produção de nitrogênio molecular N₂ e amônia O processo de desnitrificação envolve várias etapas e várias enzimas 1 Redução de Nitrato NO₃ a Nitrito NO₂ Enzima Nitrate reductase Nar Reação NO₃ e 2H NO₂ H₂O 2 Redução de Nitrito NO₂ a Óxido Nitroso N₂O Enzima Nitrite reductase Nir Reação NO₂ e 2H N₂O H₂O 3 Redução de Óxido Nitroso N₂O a Nitrogênio Molecular N₂ Enzima Nitrous oxide reductase Nos Reação N₂O 2H 2e N₂ H₂O Ao longo dessas reações há uma transferência sucessiva de elétrons dos compostos nitrogenados oxidados nitrato e nitrito para os íons hidrogênio resultando na produção de amônia NH₄ e nitrogênio molecular N₂ Essas reações são catalisadas por diferentes enzimas incluindo nitrate reductase nitrite reductase e nitrous oxide reductase 5 Quais as principais enzimas responsáveis pela incorporação do NH4 produzindo aminoácidos Glutamato Desidrogenase GDH Glutamina Sintetase GS e Glutamato Sintase GOGAT ou GSGOGAT 6 para a fixação de uma molécula de N2 pela nitrogenase são necessárias quantas moléculas de ATP A fixação de uma molécula de nitrogênio molecular N₂ pela nitrogenase é um processo energicamente custoso que requer o consumo de várias moléculas de ATP Para a fixação completa de uma molécula de N₂ são necessárias aproximadamente 16 moléculas de ATP 7 O que é Leghemoglobina e qual a sua relação com o cobalto A leghemoglobina é uma proteína presente em plantas leguminosas noduladas desempenhando um papel crucial na fixação biológica de nitrogênio FBN Essa proteína contém um íon de cobalto Co² em sua estrutura essencial para sua função Durante a simbiose com bactérias fixadoras de nitrogênio a leghemoglobina mantém um ambiente anaeróbico nos nódulos radiculares fornecendo condições ideais para a atividade da nitrogenase a enzima responsável pela conversão de nitrogênio atmosférico em amônia O íon de cobalto na leghemoglobina é fundamental para a estabilização da ligação oxigênioleghemoglobina permitindo o transporte eficiente de oxigênio e a simultânea preservação de condições favoráveis à fixação de nitrogênio 8 Descreva a associação existente entre leguminosas e bactérias dos gêneros Rhizobium e Bradyrhizobium na fixação simbiótica do nitrogênio A simbiose entre leguminosas e bactérias dos gêneros Rhizobium e Bradyrhizobium é essencial para a fixação biológica do nitrogênio FBN As leguminosas liberam flavonoides atraindo e estimulando essas bactérias a formarem nódulos nas raízes Dentro desses nódulos as bactérias convertem o nitrogênio atmosférico em amônia beneficiando tanto as bactérias quanto as plantas Rhizobium é predominante em leguminosas de climas mais quentes enquanto Bradyrhizobium é comum em leguminosas tropicais Essa parceria resulta no enriquecimento do solo com nitrogênio vital para a nutrição das plantas leguminosas 9 Qual a importância do magnésio para o transporte de fotoassimilados O magnésio é essencial para o transporte eficiente de fotoassimilados como a sacarose nas plantas Como componente crítico da clorofila o magnésio facilita a absorção de luz durante a fotossíntese Além disso está envolvido na ativação de enzimaschave relacionadas à síntese de sacarose A sacarose produzida durante a fotossíntese é transportada pelo floema para diversas partes da planta proporcionando energia e substratos essenciais para o crescimento e desenvolvimento Assim a presença adequada de magnésio é crucial para garantir um transporte eficaz de fotoassimilados sustentando processos vitais nas plantas 10 Esquematize a fotoconversão do fitocromo identificando a forma ativa que provoca a resposta fisiológica Explique as funções fisiológicas exercidas por este fotorreceptor Absorção de Luz Fase Pr Fitocromo na forma Pr vermelho Absorve luz vermelha aproximadamente 660 nm Fase Pfr Fitocromo na forma Pfr vermelhoescuro Absorve luz vermelha distante aproximadamente 730 nm 2 Fotoconversão Fase Pr para Pfr Absorção de luz vermelha converte Pr em Pfr Mudança conformacional Fase Pfr para Pr Absorção de luz vermelha distante converte Pfr em Pr Mudança conformacional reversa Forma Ativa Fase Ativa Fitocromo na forma Pfr é a forma ativa Resposta Fisiológica 1 Germinação de Sementes Luz vermelha estimula a germinação 2 Floração Fotoperíodo duração da luz do dia percebido para determinar o início da floração 3 Regulação do Crescimento Alongamento celular controlado pela luz vermelha 4 Abertura e Fechamento de Estômatos Resposta à luz para regular a troca gasosa 5 Desenvolvimento de Clorofila Influencia a produção e a distribuição de clorofila nas plantas 6 Direcionamento do Crescimento Fototropismo e orientação do crescimento em direção à luz 7 Desenvolvimento de Folhas e Raízes Influência no desenvolvimento de órgãos vegetativos 8 Regulação do Ciclo de Vida Influência no desenvolvimento de plantas anuais e perenes O fitocromo através da sua fotoconversão entre as formas Pr e Pfr em resposta a diferentes comprimentos de onda de luz desempenha um papel crucial na regulação de diversas respostas fisiológicas nas plantas adaptando seu crescimento e desenvolvimento ao ambiente circundante A forma ativa Pfr desencadeia as respostas específicas que são fundamentais para o sucesso da planta em seu ambiente 11 Em relação a fotomorfogênese como se comportam as plantas que crescem em condições de sombreamento e como se explica a germinação de algumas sementes após a abertura de clareira em uma floresta Fotomorfogênese em Condições de Sombreamento Plantas em sombra podem alongar caules produzir folhas maiores e finas aumentar sensibilidade à luz azul e reduzir a produção de clorofila para otimizar a captura de luz Germinação após Abertura de Clareira A abertura de uma clareira fornece luz estimulante quebra dormência de sementes aumenta a temperatura e reduz a competição por recursos favorecendo a germinação e crescimento de novas plantas 12 Na aula prática verificamos que a semente de fumo germinou na presença de luz natural luz branca luz vermelha mas não germinou no escuro e sob luz vermelhadistante Dessa forma podemos classificar as sementes de fumo como x fotoblástica positiva fotoblástica negativa fotoblástica neutra recalcitrante 13 Qual a classificação das plantas quanto às respostas fotoperiódicas Dê o significado de cada uma Plantas de Dia Curto PDV Florescem em noites longas 2 Plantas de Dia Longo PDL Florescem em dias longos 3 Plantas de Dia Neutro PDN A floração não é fortemente influenciada pelo comprimento do dia ou da noite 14 O que é competência para florescimento A competência para o florescimento em fisiologia vegetal referese ao estágio no ciclo de vida de uma planta em que ela adquire a capacidade de iniciar o processo de florescimento Esse fenômeno está ligado a mudanças hormonais e genéticas permitindo que a planta responda a estímulos ambientais e inicie a produção de flores Assim como na psicologia positiva onde o florescimento está associado ao desenvolvimento integral da pessoa na fisiologia vegetal a competência para florescimento marca a maturidade da planta e sua prontidão para reprodução 15 As plantas medem o período diurno ou noturno Explique As plantas medem o fotoperiodismo para regular eventos fisiológicos como o florescimento Existem plantas de dia curto que florescem quando o dia é curto plantas de dia longo que florescem quando o dia é longo e plantas indiferentes ao fotoperiodismo A capacidade de medir o fotoperiodismo está relacionada à percepção da luz por pigmentos fotossensíveis como fitocromos e criptocromos permitindo que as plantas ajustem seu crescimento e reprodução de acordo com as condições ambientais 16 A sensibilidade ao fotoperíodo é uma característica que pode variar entre os cultivares mas geralmente a soja é considerada uma cultura de dia curto fotoneutra x de dia longo 17 Quais das alternativas a seguir corresponde respectivamente ao comportamento de uma planta de dia curto com fotoperíodo crítico igual a 10 horas e uma planta de dia longo com fotoperíodo crítico igual a 14 horas Tempo de exposição por dia comportamento a 15 horas não floresce floresce b 8 horas floresce não floresce c 9 horas não floresce floresce d 11 horas não floresce floresce e 13 horas floresce não floresce Para uma planta de dia curto 15 horas não floresce 8 horas floresce 9 horas não floresce 11 horas não floresce 13 horas floresce Para uma planta de dia longo 15 horas floresce 8 horas não floresce 9 horas floresce 11 horas não floresce 13 horas não floresce 18 Comente sobre os indícios da existência de um hormônio específico da floração Embora não tenha sido identificado um único hormônio da floração vários hormônios vegetais como ácido abscísico giberelinas citocininas auxinas etileno e fitocromos desempenham papéis cruciais na regulação do processo de floração A interação complexa entre esses hormônios coordena o desenvolvimento floral em plantas mas a pesquisa continua para compreender completamente esses mecanismos 19 O que é vernalização e suas consequências A vernalização é um processo em plantas que envolve a exposição a um período prolongado de frio antes da floração Essa exposição é necessária para plantas de inverno induzirem a formação de flores na estação de crescimento seguinte A vernalização induz mudanças epigenéticas libera a dormência floral e promove a adaptação sazonal garantindo que a floração ocorra em períodos propícios Exemplos incluem trigo e cevada O entendimento da vernalização é crucial na agricultura para o manejo de culturas e o desenvolvimento de variedades adaptadas às condições climáticas 20 Descreva o mecanismo geral de ação dos hormônios Os hormônios são moléculas produzidas por células especializadas e desempenham papéis essenciais na regulação do crescimento desenvolvimento e metabolismo O mecanismo geral de ação inclui produção secreção transporte pelo sistema circulatório ligação a receptores específicos nas célulasalvo transdução de sinal intracelular resposta celular e feedback Diferentes tipos de hormônios podem ter mecanismos de ação distintos dependendo de sua natureza química e função fisiológica específica 21 Complete a tabela Fitohormônio Precursores Principais locais de biossíntese Principais funções Auxinas Triptofano principalmente Meristemas apicais folhas jovens frutos e sementes em desenvolviment o Estimula o crescimento celular regula a dominância apical promove o desenvolvimento de frutos e sementes Citocininas Isopentenil adenina Raízes meristemas apicais e áreas de crescimento Estimula a divisão celular atrasa o envelhecimento promove a formação de brotos laterais Giberelinas Metionina Meristemas apicais folhas e sementes em desenvolvimento Estimula o crescimento do caule a germinação de sementes o desenvolvimento de frutos e a elongação celular Ácido Abscísico Metabolismo de carotenoides Raízes folhas maduras sementes Inibe o crescimento promove a dormência de sementes regula a resposta ao estresse hídrico Etileno Metionina Frutas em amadurecimento tecidos em envelhecimento locais de ferimento Regula a maturação de frutas o envelhecimento de flores e folhas a resposta a estresses bióticos e abióticos 22 Explique a hipótese ácido do crescimento a partir das auxinas A hipótese ácido do crescimento sugere que as auxinas promovem o crescimento celular ao acidificar o ambiente da parede celular Isso ocorre através da ativação da bomba de prótons aumentando a acidez e ativando enzimas de expansão que facilitam a flexibilidade da parede celular permitindo a expansão celular Este processo é crucial para o crescimento das células vegetais 23 Comente pelo menos três consequências para plantas que sejam deficientes na produção de a ABA 1 Sensibilidade ao Estresse Hídrico Maior suscetibilidade à seca devido à capacidade reduzida de fechar os estômatos 2 Maturação Irregular de Sementes Problemas na maturação uniforme das sementes afetando sua qualidade 3 Resposta Deficiente a Estresses Ambientais Diminuição na capacidade de resposta a estresses como salinidade e temperaturas extremas b Giberelinas 1 Estatura Reduzida Plantas mais curtas e caules subdesenvolvidos devido ao papel das giberelinas no alongamento celular 2 Atraso na Germinação de SementesProblemas ou atrasos na germinação devido à importância das giberelinas nesse processo 3 Desenvolvimento Anormal de Órgãos Reprodutivos Anomalias na formação de flores frutos e sementes afetando a reprodução e qualidade dos frutos 24 Quais as formas práticas de se aplicar etileno As formas práticas de aplicar etileno incluem o uso de gás de etileno em ambientes controlados a emissão natural de etileno por frutas maduras próximas a frutas verdes e sprays ou produtos comerciais contendo etileno que podem ser aplicados diretamente nas plantas para induzir respostas específicas como a abscisão de folhas ou o amadurecimento de frutas