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PublicouAníbal Leveck Viveiros Alterado mais de 8 anos atrás
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UTILIZAÇÃO DA RADIAÇÃO SOLAR PELAS PLANTAS
Professor: Clovis Pereira Peixoto
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Ciência que estuda os fenômenos vitais das plantas;
FISIOLOGIA VEGETAL Ciência que estuda os fenômenos vitais das plantas; Abrange conhecimento dos processos e funções naturais que ocorrem nas plantas; Envolve estudos não só de Botânica mas também de Química, Física e até mesmo Matemática. Professor: Clovis Pereira Peixoto
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O crescimento é um processo fisiológico (ocorre num organismo vivo)...
PROCESSOS VITAIS OU PROCESSOS FISIOLÓGICOS Quaisquer transformação química ou física que ocorre dentro de uma célula ou organismo, ou qualquer troca entre a célula ou organismo e o seu meio; Processo Químicos: fotossíntese, respiração, digestão e síntese de substâncias diversas; Processos Físicos: absorção de gás carbônico, absorção e perda de água pela planta; O crescimento é um processo fisiológico (ocorre num organismo vivo)...
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Os processos vegetais não ocorrem em espaços vazios e sim em estruturas celulares (cloroplastos, mitocôndrias, etc). Importante aliar o processo à estrutura Conhecimentos de Morfologia (da célula e do organismo) constituem base indispensável para o estudo da Fisiologia Vegetal. Importância da revisão sobre células...
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AS PLANTAS Principais atores do processo. Juntamente com os animais representam a parte viva da natureza; Satisfazem as exigências humanas, na forma de madeiras, fibras têxteis, gorduras e óleos, borracha, polpa (papel), drogas, etc. São os únicos organismos capazes de captar a luz solar e substâncias simples e transformá-las em complexas moléculas; São estudadas sob vários pontos de vista: Fisiologia, Morfologia, Anatomia, Genética, Fitopatologia, Taxonomia, etc...
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A produção resultado do crescimento e desenvolvimento da planta.
A IMPORTÂNCIA DA FISIOLOGIA VEGETAL Para a Agricultura A produção resultado do crescimento e desenvolvimento da planta. Depende: Fatores genéticos; - Fatores fisiológicos; - Fatores ecológicos: Luz
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Diferença de potencial energético.
LEIS DA TERMODINÃMICA: IMPORTANTES NA FISIOLOGIA 1ª Lei (conservação da energia): “a energia não pode ser criada ou destruída, mas somente transformada de uma forma a outra” 2ª Lei (degradação da energia): para que ocorra a realização de um trabalho útil no segundo sistema, é necessário que a temperatura do primeiro sistema seja maior que a temperatura do segundo Diferença de potencial energético. CALOR, é uma forma degradada de energia.
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FLUXO DE ENERGIA: ENTROPIA (Perda)
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LEIS DA TERMODINÃMICA: FOTOSSÍNTESE X RESPIRAÇÃO
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• Fotoquímico (ATP e NADPH) + O2 • Físico (difusão do CO2)
FOTOSSÍNTESE (INTRODUÇÃO) • DEVLIN (1976), problema interessante e complexo que desafia o espírito descobridor do homem é clarear os mistérios da fotossíntese • A vida na terra depende essencialmente da energia proveniente do Sol • Único processo de importância biológica que pode aproveitar esta Energia; exceções são as bactérias quimiofotossintetizantes (Oxidam substratos inorgânicos: íons de Ferro e H2S) (TAIZ E ZAIGER, 2004) • Processos parciais • Fotoquímico (ATP e NADPH) + O • Físico (difusão do CO2) • Bioquímico (redução do CO2) • Fatores atmosféricos (• PV •TºC • UR • Radiação solar)
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Elementos da FS: CO2 + H2O (CH2O)n + O2
HISTÓRICO • Aristóteles (1600) plantas sacavam todos os seus alimentos do solo; • Van Helmont (1700) toda matéria da plantas provinha da água; • Sthefen Hales (1730) as plantas usavam o ar para o crescimento; • Joseph Priestley (1770) a planta purificava o ar; • Jan Ingenhousz (1780 confirmava Priestley, acrescentando que somente as plantas verdes e em presença de luz, purificavam o ar; • Lavoisier (1790) a combustão de compostos carbonatos, dando CO2 e H2O era a fonte de calor dos animais (respiração); Elementos da FS: CO2 + H2O (CH2O)n + O2 • Saussure 1804 volumes iguais de CO2 e O2 eram trocados durante a fotossíntese e que a planta retém carbono e libera oxigênio;
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• Van Niel (1930) sugeriu que o O2 provém da água (Rebu?);
• Blackman (1905) concluiu que a FS ocorre em duas fases (FF e FB); • Van Niel (1930) sugeriu que o O2 provém da água (Rebu?); • Hill (1937) foto oxidação da água (2H2O + luz 4 H+ + 4e- + O2), provou que o desprendimento do O2 ocorre na fase clara da fotossíntese; • Bassham, Benson e Calvin (1950) traçaram o caminho do carbono na FS com ajuda do 14C e descobriram a via C3 ; • Este trabalho foi apresentado em Nova York e traduzido por Ferri (1950); • Kortschak (1960) descobriu o caminho do carbono em plantas C4 em cana de açúcar • Hatch e Slack ( ) estudaram com afinco a via C4 • Osmund (1972) elucidou alguns fatos sobre a fotorrespiração e em 1978, novos conceitos sobre plantas CAM ... ... Novas técnicas de estudos Passos do processo foram elucidados (Salisbury e Ross,1994; Blackenhship, 2002; Taiz e Zaiger, 2004; et al.).
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Natureza: . Partícula . Onda
FASE FOTOQUÍMICA • Luz e Energia Natureza: . Partícula Onda Variação: . Intensidade . Qualidade . Duração • Sítio da FS: Cloroplastos: . Estrutura . Pigmentos . Absorção Luz • Unidades Fotossintéticas: Conjunto de Pigmentos: ( ± 250 moléculas quanta –1) • Sistemas de Pigmentos Fotossistemas: . SPI (P700) SPII (P680) ) • Modelos de Reações à luz Esquema Z: . Hill - Bendall
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LUZ E ENERGIA Da energia solar que atinge a terra, 50% é refletida pelas nuvens e pelos gases nas camadas mais externas da atmosfera; Da radiação remanescente, apenas 50% está na região espectral da luz que poderia atuar na fotossíntese. Todavia, 40% desta é refletida pela superfície oceânica, desértica, etc., e apenas o restante pode ser absorvida pelos vegetais na terra e no mar; Por tanto, cerca de 7% chega a terra e desta, apenas 2% atinge as plantas; sendo que, apenas 0,2% é aproveitada no processo fotossintético; Assim, o coeficiente médio de utilização da radiação incidente, fotossinteticamente ativa, por toda a flora da terra é de apenas 0,2% e menos que 0,5% é consumido como energia nutriente pela humanidade; É interessante que o consumo de energia do mundo, é apenas 0,1 da energia armazenada pela fotossíntese (Hall e Rao, 1980).
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Fotossíntese Capim Boi Homem
FLUXODE ENERGIA: ENTROPIA/Utilização/Perda 2ª lei da TD Cadeia Trófica Fotossíntese 10% 10% Capim Boi Homem (1000 cal) (100 cal) (10 cal)
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Luz branca ao passar num prisma decompõe em várias cores
NATUREZA DA LUZ Luz branca ao passar num prisma decompõe em várias cores Newton (1700) a luz se propaga em linha reta através de um feixe de partículas; Maxwell 1880 a luz se propaga através de ondas eletromagnéticas (E = 1/Y); Einstein (1905) propõe a teoria corpuscular: “a luz compõe-se de partículas de energia denominada fótons (que possuem a energia de um quantum). c.1) A energia de um fóton não é a mesma para todos os comprimentos de onda, é na verdade, o inverso deste; c.2) Assim, a natureza da luz deve ser apreciada em suas duas características (partícula e onda). Segundo Einstein: “é a teoria que determina o que se pode observar”.
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Cloroplasto e estrutura
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. Pigmentos . Espectro de Absorção . Observar Picos das Clorofilas: (a e b) . Os diferentes espectros dos pigmentos Acessórios: (carotenos e carotenóis) . Nas algas são as Ficobilinas: (azuis e vermelhas)
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. P682 e P700, que vão integrar o transporte de elétrons...
. Os centro de Reações . Tipo especial de Clorofila a . P682 e P700, que vão integrar o transporte de elétrons...
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DETALHE DE UM FOTOSSISTEMA
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Detalhamento do esquema Z para organismos fotossintetizantes produtores de O2
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A transferência de elétrons e prótons na membrana do tilacóide é feita vetorialmente por quatro complexos protéicos (Taiz $ Zeiger, 2004)
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Reações luminosas e de carboxilação
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A sede da fotossíntese
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