Exercício Fotossintese 2

Prévia do material em texto

ESTUDO DIRIGIDO 
CURSO: Ciências Biológicas DISCIPLINA: Fisiologia Vegetal 
SEMESTRE: 1/2017 PERÍODO: 7º 
PROFESSOR(A): Jaquelina DATA: 13/05/17 
ALUNO: Marcos A. S. Lopes OBJETIVO: Exercícios 
 
EXERCÍCIO FOTOSSÍNTESE 
1 – Considerando as características do metabolismo das plantas CAM e C4, compare-
as e estabeleça as suas vantagens sobre o metabolismo das plantas C3. 
As plantas CAM são econômicas quanto ao uso da água do que as plantas C4! Elas 
ocorrem em áreas desérticas ou intensivamente secas. A abertura dos estômatos 
(estruturas que controlam a entrada e saída de gases nas plantas) durante a noite, 
evitam a grande perda de água, ao mesmo tempo em que o CO2 é fixado, por meio do 
ácido málico. Durante o dia, os estômatos se fecham (não há grande perda de água) e 
o CO2 fixado é então utilizado na realização da fotossíntese sob elevadas intensidades 
de radiação solar. São também “plantas de sol”, assim como as C4. 
As plantas C4 possuem grande afinidade com o CO2. Elas recebem este nome devido 
ao fato do ácido oxalacético possuir 4 moléculas de carbono, formado após o processo 
de fixação de carbono. Devido à alta afinidade com o CO2, as plantas C4 apresentam 
uma grande vantagem em relação às plantas C3: elas podem sobreviver em ambientes 
áridos. Isto se dá porque as plantas C4 só atingem as taxas máximas de fotossíntese 
sob elevadas intensidades de radiação solar, fazendo com que fixem mais CO2 por 
unidade de água perdida. Ou seja, elas são mais econômicas quanto ao uso da água, 
elas perdem menos água que as C3 durante a fixação e a fotossíntese. 
As plantas C3 recebem este nome por conta do ácido 3-fosfoglicérico formado após a 
fixação das moléculas de CO2. Estes vegetais compreendem a maioria das espécies 
terrestres, ocorrendo principalmente em regiões tropicais úmidas. As taxas de 
fotossíntese das plantas C3 são elevadas à todo o momento, tendo em vista que a 
planta atinge as taxas máximas de fotossíntese em intensidades de radiação solar 
relativamente baixas. É por isso que são consideradas espécies esbanjadoras de água. 
Ainda assim, este grupo vegetal é altamente produtivo, contribuindo 
significativamente para o equilíbrio da biodiversidade terrestre. 
2 – (UEL-2007) Analise o gráfico a seguir: 
Com base no gráfico e nos conhecimentos sobre o tema, analise as afirmativas a 
seguir. 
 
I. As plantas C3 tendem a atingir a taxa fotossintética máxima, por unidade de 
área de superfície foliar, sob intensidade luminosa e temperaturas 
moderadas e a serem inibidas por altas temperaturas e á plena luz do sol. 
II. As plantas C4 estão adaptada á luz intensa e altas temperaturas, superando 
em muito a produção das plantas C3 sob essa condições. Uma ração para 
esse comportamento é que nas plantas C4 ocorre pouca fotorrespiração, ou 
seja, o fotossintato da planta não se perde por respiração, á medida que 
aumenta a intensidade luminosa. 
III. As plantas C4, são particularmente numerosas na família das 
dicotiledôneas, mas ocorrem em muitas outras famílias. 
IV. Apesar da sua maior eficiência fotossintética por unidade da área foliar, as 
plantas C3 são responsáveis pela menor parte da produção fotossintética 
mundial, provavelmente porque são menos competitivas nas comunidades 
mistas, nas quais existem efeitos de sombreamento e onde a luminosidade 
e temperaturas são médias em vez de extremas. 
 
Estão corretas apenas as afirmativas: 
a) I e II (Correta) 
b) III e IV 
c) II e IV 
d) I, II e III 
e) I, III e IV 
 
3 – (VUNESP-2007) CO2 e temperatura são dois importantes fatores que influenciam 
o processo de fotossíntese. Copie em seu caderno de respostas as coordenadas 
apresentadas. Em uma delas trace a curva que representa a variação na taxa de 
fotossíntese em resposta à concentração de CO2 e, na outra, em resposta á variação 
de temperatura. 
 
 
 
 
 
4 – Explique a atuação da Rubisco como carboxilase e oxigenase. 
 
 A Rubisco capta o dióxido de carbono procedente do ar e um açúcar existente 
na célula chamado RuDP (ribulose 1,5-difosfato ou RuBP - ribulose bis-fosfato). 
A reação entre estes dois reagentes dá origem a duas moléculas do açúcar PGA 
(fosfoglicerato). A RuBisCO é assim responsável pelo importante primeiro passo 
do ciclo de Calvin e pela fixação do dióxido de carbono na sua forma orgânica. Além de 
atuar como uma carboxilase, também apresenta atividade de oxigenação. Quando 
atua com o oxigênio, o aceptor ribulose 1,5-bisfosfato (RuBP) produz um PGA e uma 
molécula de fosfoglicolato. Esse processo é a primeira etapa da rota metabólica 
denominada de fotorrespiração. 
 
5 – Qual seria a vantagem do processo de fotofosforilação cíclica nas plantas C4 e 
CAM? 
 
 A importância deste transporte cíclico de elétrons, sob condições fisiológicas 
normais ainda é um assunto controverso. Contudo há evidências de que a 
fotofosforilação cíclica deve operar a altas taxas nos cloroplastos das células da bainha 
de certas plantas C4 e CAM. A função desse transporte cíclico é, provavelmente, 
ajustar as taxas de síntese de ATP e NADPH de acordo com a demanda, especialmente 
aumentando a produção de ATP. 
 
6 – Qual a importância da enzima Fosfo-enol-piruvato carboxilase (PEPcase) para as 
plantas C4 e CAM? 
 
 A PEPcase é uma enzima que está em todas as células vivas vegetais, encontra-
se em alta concentração, podendo chegar a constituir até 15% da proteína da folha. As 
plantas C4 e CAM possuem muitas semelhanças fisiológicas. Ambas, 
fundamentalmente, fixam inicialmente o CO2 via a enzima PEPcase. 
 Plantas C4 são assim chamadas por possuírem um ciclo C4 de fixação de 
carbono, apresentando uma primeira reação de carboxilação que resulta em um 
composto de 4 carbonos (o ácido oxaloacético), produto da reação da PEPcase. 
 Nas plantas CAM, a fixação pela PEPcase ocorre somente a noite, ao contrário 
das outras plantas C4, onde a atividade dessa enzima é limitada ao período diurno. A 
vantagem desse metabolismo é que as plantas CAM apresentam uma menor perda de 
água, visto que precisam abrir os seus estômatos somente à noite para fixar o C02 
atmosférico. 
 
 
 
 
7 – Diferencie os mecanismos controladores de CO2 nas plantas C4 e CAM. 
 
 As plantas C4 e CAM diferem-se basicamente das plantas C3 por possuírem 
duas reações de carboxilação: a carboxilação promovida pela Rubisco, e a carboxilação 
promovida pela enzima fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPcase). Plantas C4 possuem 
um ciclo C4 de fixação de carbono, apresentando uma primeira reação de carboxilação 
que resulta em um composto de 4 carbonos (o ácido oxaloacético), produto da reação 
da PEPcase. As plantas CAM possuem um ciclo de fixação muito semelhante ao das 
plantas C4, sendo assim designadas (CAM: Crassulacean Acid Metabolism), devido a 
este ciclo metabólico ter sido descoberto primeiramente na família das Crassuláceas. 
 
8 – Descreva os ambientes que as plantas C3, C4 e CAM habitam e cite exemplos de 
plantas para cada um dos mecanismos fofossinteticos. 
 
 C3: O trigo (Triticum aestivum), o centeio (Secale cereale), a aveia (Avena 
sativa) e o arroz (Oryza sativa) são exemplos de gramíneas C3. As plantas que 
apresentam somente fixação C3 (plantas C3) tendem a prosperar em áreas onde a 
intensidade solar é moderada, as temperaturas não são muito altas, as concentrações 
de dióxido de carbono rondam os 200 ppm ou mais, e a água no solo é abundante. 
 
 C4: O milho (Zea mays), a cana de açúcar (Saccharum officinale) e o sorgo 
(Sorghum vulgare) são exemplos de gramíneas C4. As plantas CAM e C4 possuem 
adaptações que lhes permitem sobreviver em áreas quentes e secas, competindo 
eficazmentecom as plantas C3. 
 
 CAM: As plantas mais comuns comercialmente são Echeveria, Kalanchoe e 
Sempervivum. São amplamente distribuídas desde regiões com clima tropical até 
regiões com clima temperado. 
 
9 – Diferencie plantas C4 e CAM do ponto de vista anatômico. 
 
 Uma secção transversal de uma folha típica C3 revela um tipo principal de 
células que possuem cloroplastos, o mesófilo. Já uma folha típica C4 possui dois tipos 
distintos de células que contém cloroplastos: células do mesófilo e bainha vascular. 
 As plantas C4 possuem a anatomia foliar com células mesofilicas com 
cloroplastos com grana e células da bainha do feixe vascular, com cloroplastos sem 
grana. 
 As plantas CAM possuem a anatomia foliar usualmente sem células paliçadas, 
vacúolos grandes nas células do mesófilo. 
 
 
10 – Para a fixação de 6 CO2 são necessário 12 NADPH e 18 ATP nas plantas C3. 
Explique por que as plantas C4 e CAM realiza fotossíntese de maneira diferencias 
mesmo tendo o saldo de gasto energético da etapa 2 da fotossíntese maior que a C3. 
 
 Acredita-se que as plantas C4 e CAM, foram derivadas das plantas C3, e 
surgiram no final do período Cretáceo, quando ocorreu um drástico declínio na 
concentração de CO2 atmosférico. As plantas CAM possuem maior eficiência no uso da 
água, necessitando menor quantidade de água para acumular matéria seca. As plantas 
C4 apresentam comportamento intermediário entre as plantas CAM e C4. Outro 
aspecto importante é o menor ponto de compensação de CO2. 
 
11 – Qual a importância do vacúolo das plantas CAM? 
 
 As principais funções dos vacúolos são a de armazenamento de substâncias, 
controle osmótico, manutenção do pH da célula, digestão de componentes celulares, 
pigmentação de flores e frutos e defesa contra patógenos e herbívoros. 
 
12- Como as plantas CAM sabem o momento de abrir e fechar os estômatos? 
 
 Devido ao aumento da concentração do dióxido de carbono (CO2), havendo 
maiores concentrações dele dentro da folha, os estômatos dessas plantas podem se 
fechar nas horas mais quentes do dia, reduzindo a transpiração da planta, sem afetar a 
fixação total de CO2 durante o dia. A vantagem desse metabolismo é que as plantas 
CAM apresentam uma menor perda de água, visto que precisam abrir os seus 
estômatos somente à noite para fixar o C02 atmosférico. 
 
13 – Explique a seguinte frase: “As plantas CAM possuem maior eficiência no uso da 
água, necessitando menor quantidade de água para acumular matéria seca” 
 
 As plantas CAM são econômicas quanto ao uso da água, pois ocorrem em áreas 
desérticas ou intensivamente secas. A abertura dos estômatos durante a noite evita a 
perda de água, ao mesmo tempo em que o CO2 é fixado. Durante o dia, os estômatos 
se fecham e dessa forma não há perda de água e o CO2 fixado é então utilizado na 
realização da fotossíntese sob radiação solar.