Curso de Cincias Biolgicas Noturno Fisiologia do Metabolismo

Curso de Ciências Biológicas - Noturno Fisiologia do Metabolismo e Transporte em Plantas 2013

Fisiologia do Metabolismo e Transporte em Plantas • Professor responsável: • Victor José Mendes Cardoso • (Depto. de Botânica – IB) • Técnico: • Monitor:

FISIOLOGIA VEGETAL • ciência dos processos e funções que descrevem um sistema vivo, da célula ao indivíduo.

sistema

Exemplo de sistema. . . EVAPORAÇÃO PRECIPITAÇÃO CALOR LATENTE RADIAÇÃO SOLAR

seres vivos como sistemas abertos E E

Fisiologia e bioquímica • Geralmente, estudos in vitro causam, em maior ou menor grau, uma completa perda da “complexidade organizada” característica do sistema. • A arte de desenhar experimentos sensíveis em organismos intactos, ou seja, retendo completamente sua "complexidade organizada", continua sendo a base da biologia experimental. • A descrição bioquímica ("molecular") dos elementos do sistema é significativa quando a relação entre os elementos desse sistema é estudada em paralelo, enquanto suas características estão retidas. • (Mohr & Schopfer, Plant Physiology, Springer)

Fisiologia sistemas vivos

sistemas vivos (aptidão) mais “apta” para caçar mais energia disponível mais chances de reprodução Que diferença faz, para a espécie, se a serpente A ou B tiver mais sucesso? Que diferença faz, para a vida, se a espécie A ou B tiver mais sucesso? mais descendentes mais cópias dos seus genes para a próxima geração

sistemas vivos (auto-criação) = componente ou unidade rede de interações entre os componentes Autopoiese = capacidade dos seres vivos de produzirem a si próprios (Wikipedia). Por que esse sistema “autopoiético” evolui?

sistemas vivos (semiótica*) sistema vivo decodificação meio Sinais reação *Semiótica = ciência geral dos signos (sinal, símbolo)

estudos de processos ou fenômenos biológicos COMO ? Fisiologia POR QUE ? Ecologia HISTÓRIA EVOLUTIVA? Biologia “O filme se repetiria? Até que ponto?

fisiologia x ecofisiologia organismo DOMÍNIO MORFO-FISIOLÓGICO DOMÍNIO DAS INTERAÇÕES (organismo x meio) meio M Quais as relações entre os domínios? Como o domínio morfo-fisiológico influencia as reações do organismo ? El-Hani, SN e Videira, AAP (org), 2000 (O que é Vida. Relume-Dumará, Rio de Janeiro)

Metabolismo acoplamento de reações catabólicas e anabólicas catabolismo ADP NADP ATP NADPH anabolismo (biossíntese)

classificação metabólica dos seres vivos organismo modalidade fonte de ATP fonte de NADPH oxidação de comp. orgânicos inorg. quimio fonte de carbono exemplos bactérias denitrific. , CO 2 ferro e sulfo bact. autotrófico plantas superiores; foto luz água oxidação de comp. oxidação de orgânicos comp. org. quimio CO 2 compostos orgânicos bactérias fotossint. animais heterotrófico oxidação de foto luz bactérias não compostos orgânicos comp. org. sulfúricas El-Hani, SN e Videira, AAP (org), 2000 (O que é Vida. Relume-Dumará, Rio de Janeiro)

Energia forma reduzida forma oxidada Energia El-Hani, SN e Videira, AAP (org), 2000 (O que é Vida. Relume-Dumará, Rio de Janeiro)

A Fisiologia numa base termodinâmica

Fisiologia do Metabolismo e Transporte Conteúdo programático Ksenzhek e Volkov, 1998

Programa da disciplina (1) • • • • • • • I. Teórico 1. Introdução: Sistemas vivos e relações de energia - A planta como sistema dissipativo - Energia e aspectos termodinâmicos da difusão o osmose - Aspectos funcionais da célula vegetal 2. Relações hídricas em plantas - Potencial químico da água - Relações hídricas na célula - Potencial da água e transporte no sistema solo – planta - atmosfera - Mecanismos de absorção e transporte da água na planta - Transpiração e mecanismos de controle 3. Nutrição e nutrientes minerais - Sais minerais no solo -. Nutrição e nutrientes minerais essenciais -. Mecanismos de absorção e transporte iônico -. Fixação do di-nitrogênio 4. Fotossíntese - Luz e pigmentos vegetais -. Fase fotoquímica e seus produtos -. Vias metabólicas C-3, C-4 e MAC -. Fotorrespiração -. Influência de fatores bióticos e abióticos na fotossíntese 5. Transporte de solutos orgânicos - Vias de transporte - Mecanismos de carregamento, transporte e descarregamento no floema

Programa da disciplina (2) • • • • • • II. Prático Permeabilidade de membranas Difusão e osmose Estimativa do potencial de água em tecidos vegetais Avaliação do potencial de água no sistema solo-planta-atmosfera Aspectos funcionais da raiz: pressão radicular Transporte no xilema e floema Transpiração Absorção e acúmulo de íons Nutrição e deficiência mineral Pigmentos fotossintéticos e espectro de absorção Demonstração da reação de Hill Plantas C 3, C 4 e CAM III. Método de ensino - Aulas expositivas. - Experimentos práticos. - Estudos dirigidos.

Programa da disciplina (3) • • • IV. Bibliografia básica • • KERBAUY, G. B. (Coord). Fisiologia Vegetal, 2ª Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. 431 p. TAIZ, L. ; ZEIGER, E. Fisiologia Vegetal, 4ª Ed. Porto Alegre: Art. Med, 2009. 819 p. complementar • • • EPSTEIN, E. ; BLOOM, A. J. Nutrição mineral de plantas: Princípios e perspectivas. Londrina: Editora Planta, 2006. FERRI, M. G. Fisiologia Vegetal. vol. 1. São Paulo: EPU & EDUSP, 1985. HALL, D. O. ; RAO, K. K. Fotossíntese. São Paulo: EPU & EDUSP. 1980 LARCHER, W. Ecofisiologia vegetal. São Paulo: Rima Artes e Textos. 2000. MARSCHNER, H. Mineral nutrition of higher plants. San Diego: Academic press. 1995. MOHR, H. ; SCHOPFER, P. Plant Physiology. Heidelberg: Springer. 1995. 629 p. MORE, T. C. Research Experiences in Plant Physiology. Springer-Verlag, Berlin, 1974. NOBEL, P. S. Physicochemcal and Environmental Plant Physiology. 2 o. Ed. San Diego: Academic Press. 1999. PRADO, R. M. Nutrição de Plantas. São Paulo: Editora Unesp, 2008. RAVEN, P. H. ; EVERT, R. F. ; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal, 7ª Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. SALISBURY, F. B. ; Ross, C. W. Plant Physiology. Belmont: Wadsworth Pub. Co. , 1992. SUTCLIFFE, J. I. As plantas e a água. São Paulo: EPU & EDUSP, 1980.

Programa da disciplina (4) • V. Critério de avaliação da aprendizagem • A. Provas escritas • • Provas escritas semanais (teoria/prática). As três piores notas são descartadas Haverá provas em grupo (PG), aplicadas no dia da aula, e provas individuais (PI), aplicadas na aula seguinte, mas tratando do tema anterior. As PG terão um número variável de questões, em geral não mais do que cinco. As PI terão apenas uma questão. • • • B. Outras avaliações Escolher uma das seguintes opções: - apresentação de seminário sobre tema atual, envolvendo a Botânica ou a Fisiologia Vegetal - planejamento e desenvolvimento de um mini-projeto sobre tema dentro da Fisiologia Vegetal. Cálculo da média: ( PGa. 2)+( PIa. 1, 5) + (seminário ou projeto. 1) /4, 5 a: dez notas válidas • •

roteiro de aulas • • • • • • • MARÇO 08 -Apresentação: programa, estruturação, avaliação, formação de grupos. Domínio da Fisiologia Vegetal. Fisiologia do Metabolismo e Transporte 15 - Aspectos funcionais da célula: membrana e parede. Investigações sobre a natureza da membrana PG 1 22 - PI 1 Conceitos básicos termodinâmicos. Entropia, sistemas dissipativos e organização. Osmose e pressão osmótica PG 2 ABRIL 05 - PI 2 As plantas e a água Relações hídricas em nível celular: conceito de potencial da água Métodos de avaliação do potencial de água em tecidos vegetais PG 3 12 - PI 3 Potencial hídrico e o movimento da água no sistema solo-plantaatmosfera PG 4 19 - PI 4 Mecanismos de absorção e transporte de água no xilema PG 5 26 - PI 5 Estômatos e transpiração PG 6 • • • • • • • • MAIO 03 - PI 6 Nutrição e nutrientes minerais PG 7 10 - PI 7 Mecanismos de absorção iônica PG 8 17 - PI 8 Luz e pigmentos Extração de pigmentos fotossintéticos PG 9 24 - PI 9 Fotoquímica da fotossíntese Reação de Hill PG 10 JUNHO 07 - PI 10 Assimilação do carbono Fotorrespiração Plantas C-3, C-4 e MAC PG 11 14 - PI 11 Mecanismos de transporte no floema PG 12 21 - PI 12 Fixação e metabolismo do nitrogênio PG 13 28 - PI 13 Apresentação dos seminários, projetos e/ou vídeos JULHO 05 - outras atividades

• A Ciência. . . em essência • • Baseado em Felipe A. P. L. Costa (*) La Insignia. Brasil, abril de 2006. • Sem perguntas, dúvidas e questionamentos não há ciência. • Por isso, a vida acadêmica deve (ou deveria) ser pautada pela efervescência de perguntas.