Fotossintese C3 C4 e Fotorrespiração - Questões Avaliativas Detalhadas

Questões avaliativas QUESTÃO 1 Considere as seguintes afirmações e responda 1ª Assimilação do CO2 pela fosfoenolpiruvato carboxilase PEPcase 2ª Transporte de malato eou aspartato para as células da bainha do feixe vascular a A que tipo de metabolismo fotossintético as afirmativas acima se referem b O que diferencia anatomicamente o tecido foliar de uma planta C4 e C3 Esta estrutura anatômica característica de plantas C4 é necessariamente obrigatória para a ocorrência do ciclo C4 Discorra a respeito QUESTÃO 2 CO2 e água do ambiente são combinados enzimaticamente com uma molécula aceptora contendo cinco átomos de carbono para gerar duas moléculas de um intermediário com três carbonos Esse intermediário é reduzido a carboidrato utilizando o ATP e o NADPH gerados fotoquimicamente O ciclo é completado pela regeneração do aceptor de cinco carbonos a O texto acima faz menção a que ciclo de reações da fotossíntese b A que molécula aceptora o texto se refere c Escreva o nome da enzima responsável pela catálise da reação CO2 molécula aceptora intermediário d A que molécula intermediária de três carbonos o texto se refere Qual a relação observada entre essa molécula intermediária de três carbonos e a formação de biomassa num vegetal e Teoricamente quantas moléculas de ATP e de poder redutor são requeridas por cada molécula de CO2 fixada pelo ciclo mencionado Em quais fases do ciclo o ATP e o poder redudor são requeridos QUESTÃO 3 A fotorrespiração é geralmente considerada um processo oneroso ou gastador desperdiçador que reduz a produtividade de plantas C3 Com relação ao processo fotorrespiratório responda a Por que uma planta com metabolismo fotossintético C4 apresenta baixa fotorrespiração b Pode ser argumentado em termos de evolução dos processos bioquímicos em plantas que as reações fotorrespiratórias minimizam a perda de carbono em espécies com metabolismo fotossintético C3 Grande esforço científico internacional tem sido despendido objetivando a melhoria da eficácia fotossintética do arroz espécie C3 o que significa para os especialistas a transformação do metabolismo fotossintético do arroz para C4 A busca por um arroz mais produtivo tem origem nas previsões de que será preciso alimentar uma população mundial que pode alcançar 83 bilhões de pessoas em 2030 com uma demanda de arroz da ordem de 771 milhões de toneladas É sabido que plantas C4 e não as C3 apresentam anatomicamente a anatomia Kranz ou bainha do feixe vascular além das reações que concentram o carbono inorgânico na forma de malato ou aspartato dependentes da ação da enzima fosfoenolpiruvato carboxilase Considerando este exposto seria possível a transformação do metabolismo fotossintético do arroz de C3 para C4 Discorra a esse respeito QUESTÃO 4 Em função de várias razões a concentração de CO2 está aumentando na atmosfera Se a concentração de CO2 atmosférico dobrasse de volume isto é muita coisa como os processos citados abaixo poderiam ser afetados responda aumenta diminui ou não altera Explique sua resposta a Taxa de síntese de malatoaspartato em plantas C4 b Taxa de síntese de 3PGA em plantas C3 CTaxa de fotorrespiração em plantas C3 a A produção de arroz no Rio Grande do Sul QUESTÃO 5 Considere as afirmativas abaixo e marque as afirmativas CORRETAS 1 A fosforilação oxidativa cadeia de transporte de elétrons mitocondrial não funciona na ausência de oxigênio Portanto a glicólise não pode continuar a operar porque o suprimento celular de NAD tornase limitado Entretanto para superar esta limitação as plantas podem prosseguir na metabolização do piruvato realizando o processo de fermentação 2 Um dos resultados da fermentação é a produção de NAD 3 As principais enzimas envolvidas nas reações de fermentação são Rubisco e lactato desidrogenase 4 No ambiente onde as plantas crescem a condição de alagamento do solo como aquela que ocorre após fortes chuvas propicia a realização do metabolismo fermentativo pelos tecidos radiculares submersos Questão 6 Se for adicionado cianeto a tecidos vegetais a citocromo c oxidase complexo IV da cadeia de transporte de elétrons mitocondrial é inibida Consequentemente a taxa respiratória rapidamente cai para menos de 1 do seu nível inicial No entanto a maioria dos tecidos vegetais mostra um nível de respiração resistente ao cianeto que pode representar de 10 a 25 e em alguns tecidos até 100 da taxa controle não inibida A enzima responsável por esta captura de oxigênio foi identificada como sendo uma oxidase resistente ao cianeto componente da cadeia de transporte de elétrons mitocondrial das plantas denominada oxidase alternativa Comente a relação entre a atividade da oxidase alternativa e polinização em algumas espécies vegetais QUESTÃO 7 Uma função importante do fitocromo é que ele possibilita às plantas perceber o sombreamento por outras plantas alongando o caule em resposta ao sombreamento resposta de evitação da sombra É comum ao cultivarmos o cafeeiro consorciado com seringueira observarmos um maior crescimento em altura das plantas de café em maior sombreamento Utilizando seu conhecimento sobre fitocromos explique o processo de evitação da sombra maior crescimento do cafeeiro sombreado numa ótica fisiológica Use a figura abaixo se for necessário Sua resposta deverá conter os termos estiolamento razão FveFtotal ou PfrPtotal alongamento do caule Logaritmo da taxa de alongamento do caule Plantas de sol Plantas de sombra PfrPtotal 010 008 006 004 002 00 02 04 06 08 Questões avaliativas QUESTÃO 1 Considere as seguintes afirmações e responda 1ª Assimilação do CO2 pela fosfoenolpiruvato carboxilase PEPcase 2ª Transporte de malato eou aspartato para as células da bainha do feixe vascular a A que tipo de metabolismo fotossintético as afirmativas acima se referem As afirmações se referem ao metabolismo fotossintético do tipo C4 b O que diferencia anatomicamente o tecido foliar de uma planta C4 e C3 Esta estrutura anatômica característica de plantas C4 é necessariamente obrigatória para a ocorrência do ciclo C4 Discorra a respeito A diferença anatômica entre o tecido foliar de uma planta C4 e C3 está na presença da anatomia Kranz que é uma estrutura característica das plantas C4 Essa estrutura consiste em células da bainha do feixe vascular que estão localizadas ao redor dos feixes vasculares nas folhas Essa estrutura anatômica não é necessariamente obrigatória para a ocorrência do ciclo C4 mas é comumente encontrada em plantas C4 QUESTÃO 2 CO2 e água do ambiente são combinados enzimaticamente com uma molécula aceptora contendo cinco átomos de carbono para gerar duas moléculas de um intermediário com três carbonos Esse intermediário é reduzido a carboidrato utilizando o ATP e o NADPH gerados fotoquimicamente O ciclo é completado pela regeneração do aceptor de cinco carbonos a O texto acima faz menção a que ciclo de reações da fotossíntese O texto faz menção ao ciclo de reações conhecido como Ciclo de CalvinBenson b A que molécula aceptora o texto se refere O texto se refere à molécula aceptora de cinco carbonos chamada ribulose15bisfosfato RuBP c Escreva o nome da enzima responsável pela catálise da reação CO2 molécula aceptora intermediário Ribulose15bisfosfato carboxilaseoxigenase d A que molécula intermediária de três carbonos o texto se refere Qual a relação observada entre essa molécula intermediária de três carbonos e a formação de biomassa num vegetal O texto se refere ao intermediário de três carbonos chamado 3fosfoglicerato 3PGA Essa molécula é utilizada na síntese de carboidratos e outros compostos orgânicos durante a formação de biomassa nas plantas e Teoricamente quantas moléculas de ATP e de poder redutor são requeridas por cada molécula de CO2 fixada pelo ciclo mencionado Em quais fases do ciclo o ATP e o poder redutor são requeridos Teoricamente são requeridas 3 moléculas de ATP e 2 moléculas de poder redutor geralmente NADPH por cada molécula de CO2 fixada pelo ciclo de CalvinBenson O ATP e o poder redutor são requeridos nas fases de carboxilação e redução do ciclo respectivamente QUESTÃO 3 A fotorrespiração é geralmente considerada um processo oneroso ou gastador desperdiçador que reduz a produtividade de plantas C3 Com relação ao processo fotorrespiratório responda a Por que uma planta com metabolismo fotossintético C4 apresenta baixa fotorrespiração Uma planta com metabolismo fotossintético C4 apresenta baixa fotorrespiração devido ao fato de realizar a fixação do CO2 em células diferenciadas chamadas células da bainha do feixe vascular que possuem altas concentrações de CO2 e baixas concentrações de O2 Isso minimiza a reação competitiva da rubisco com o O2 reduzindo assim a fotorrespiração b Pode ser argumentado em termos de evolução dos processos bioquímicos em plantas que as reações fotorrespiratórias minimizam a perda de carbono em espécies com metabolismo fotossintético C3 Grande esforço científico internacional tem sido despendido objetivando a melhoria da eficácia fotossintética do arroz espécie C3 o que significa para os especialistas a transformação do metabolismo fotossintético do arroz para C4 A busca por um arroz mais produtivo tem origem nas previsões de que será preciso alimentar uma população mundial que pode alcançar 83 bilhões de pessoas em 2030 com uma demanda de arroz da ordem de 771 milhões de toneladas É sabido que plantas C4 e não as C3 apresentam anatomicamente a anatomia Kranz ou bainha do feixe vascular além das reações que concentram o carbono inorgânico na forma de malato ou aspartato dependentes da ação da enzima fosfoenolpiruvato carboxilase Considerando este exposto seria possível a transformação do metabolismo fotossintético do arroz de C3 para C4 Discorra a esse respeito A argumentação apresentada sobre a minimização da perda de carbono em espécies com metabolismo fotossintético C3 é válida No entanto a transformação do metabolismo fotossintético do arroz de C3 para C4 não é trivial Essa transformação envolveria modificações anatômicas e bioquímicas significativas nas células foliares incluindo a formação da anatomia Kranz e a expressão de enzimas como a fosfoenolpiruvato carboxilase em níveis elevados A transformação do metabolismo fotossintético do arroz de C3 para C4 ainda é um desafio e não foi alcançada até o momento QUESTÃO 4 Em função de várias razões a concentração de CO2 está aumentando na atmosfera Se a concentração de CO2 atmosférico dobrasse de volume isto é muita coisa como os processos citados abaixo poderiam ser afetados responda aumenta diminui ou não altera Explique sua resposta a Taxa de síntese de malatoaspartato em plantas C4 aumenta b Taxa de síntese de 3PGA em plantas C3 não altera cTaxa de fotorrespiração em plantas C3 aumenta d A produção de arroz no Rio Grande do Sul não altera QUESTÃO 5 Considere as afirmativas abaixo e marque as afirmativas CORRETAS 1 A fosforilação oxidativa cadeia de transporte de elétrons mitocondrial não funciona na ausência de oxigênio Portanto a glicólise não pode continuar a operar porque o suprimento celular de NAD tornase limitado Entretanto para superar esta limitação as plantas podem prosseguir na metabolização do piruvato realizando o processo de fermentação 2 Um dos resultados da fermentação é a produção de NAD 3 As principais enzimas envolvidas nas reações de fermentação são Rubisco e lactato desidrogenase 4 No ambiente onde as plantas crescem a condição de alagamento do solo como aquela que ocorre após fortes chuvas propicia a realização do metabolismo fermentativo pelos tecidos radiculares submersos Questão 6 Se for adicionado cianeto a tecidos vegetais a citocromo c oxidase complexo IV da cadeia de transporte de elétrons mitocondrial é inibida Consequentemente a taxa respiratória rapidamente cai para menos de 1 do seu nível inicial No entanto a maioria dos tecidos vegetais mostra um nível de respiração resistente ao cianeto que pode representar de 10 a 25 e em alguns tecidos até 100 da taxa controle não inibida A enzima responsável por esta captura de oxigênio foi identificada como sendo uma oxidase resistente ao cianeto componente da cadeia de transporte de elétrons mitocondrial das plantas denominada oxidase alternativa Comente a relação entre a atividade da oxidase alternativa e polinização em algumas espécies vegetais A atividade da oxidase alternativa uma enzima resistente ao cianeto está relacionada à polinização em algumas espécies vegetais Durante o processo de polinização ocorre um aumento da demanda energética nas células dos tecidos reprodutivos das plantas A atividade da oxidase alternativa permite a captura de oxigênio em níveis baixos de oxigênio molecular garantindo a respiração celular sob condições de baixa disponibilidade de oxigênio Isso é importante para fornecer energia e manter a viabilidade celular durante a polinização QUESTÃO 7 Uma função importante do fitocromo é que ele possibilita às plantas perceber o sombreamento por outras plantas alongando o caule em resposta ao sombreamento resposta de evitação da sombra É comum ao cultivarmos o cafeeiro consorciado com seringueira observarmos um maior crescimento em altura das plantas de café em maior sombreamento Utilizando seu conhecimento sobre fitocromos explique o processo de evitação da sombra maior crescimento do cafeeiro sombreado numa ótica fisiológica Use a figura abaixo se for necessário Sua resposta deverá conter os termos estiolamento razão FveFtotal ou PfrPtotal alongamento do caule O fitocromo é uma proteína fotossensível presente nas plantas responsável por perceber a luz vermelha e a luz vermelha distante Quando uma planta é sombreada por outras plantas a quantidade de luz vermelha diminui em relação à luz vermelha distante Essa proporção alterada de luz vermelha e vermelha distante é percebida pelo fitocromo e desencadeia uma série de respostas fisiológicas incluindo o alongamento do caule estiolamento Em condições de sombreamento o fitocromo ativo Pfr estimula o alongamento do caule enquanto o fitocromo inativo Pr inibe o crescimento Isso ocorre porque o Pfr promove a produção de hormônios de crescimento como auxinas que são transportados para o ápice do caule resultando no alongamento A razão FveFtotal ou PfrPtotal é um indicador da proporção de fitocromo ativo e inativo e quando essa razão diminui devido ao sombreamento ocorre um aumento na razão de hormônios de crescimento o que resulta em um maior crescimento do caule para alcançar uma posição mais favorável à luz