07Fisiologia_veg-11

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<p>•</p><p>128 Fotossíntese</p><p>elétrons até a redução do NADP+ a NADPH</p><p>(Fig.5.11).</p><p>Apesar de a luz azul ter uma energia quântica mai­</p><p>or do que a luz na banda do vermelho, os efeitos de</p><p>ambos os comprimentos de onda sobre a fotossíntese</p><p>são equivalentes. Parte da energia da luz azul é dissi­</p><p>pada na forma de calor (SI ~ Si)' A energia de exci­</p><p>tação eletrônica é canalizada para a fotossíntese a</p><p>partir do estado excitado correspondente ao primei­</p><p>ro singleto (Si)'</p><p>Os pigmentos fotossintéticos</p><p>As clorofilas e os carotenóides encontram-se densa</p><p>e rigorosamente organizados nas membranas dos clo­</p><p>roplastos. As moléculas dos pigmentos, nas membra­</p><p>nas dos tilacóides, estão estruturadas de modo a</p><p>otimizar a absorção de luz e a transferência da ener­</p><p>gia de excitação eletrônica para os centros de reação</p><p>da fotossíntese (CR).</p><p>As moléculas de clorofila são constituídas por um</p><p>anel de porfirina ao qual se liga um hidrocarboneto</p><p>de 20 carbonos denominado fitol (Fig. 5.1 Oa). A clo­</p><p>rofila a é encontrada em todos os eucariontes fotos­</p><p>sintetizantes, fazendo parte dos complexos antena e,</p><p>principalmente, dos centros de reação. A distribui­</p><p>ção de uma segunda clorofila (b, c ou d) pode ter um</p><p>significado evolutivo e taxonômico, principalmente</p><p>entre os diferentes tipos de algas. A clorofila b é en­</p><p>contrada nas plantas, algas verdes e euglenófitas. A</p><p>clorofila b difere da clorofila a apenas pela substitui­</p><p>ção do grupo metila (-CH3), ligado ao anel II da por­</p><p>firina desta última, pelo grupo formila (-CHOj Fig.</p><p>5.lOa).</p><p>Depois das clorofilas, os carotenóides são o segun­</p><p>do grupo de pigmentos mais abundantes do planeta.</p><p>Os carotenóides têm como estrutura básica esquele­</p><p>tos de carbono com 40 átomos de carbono, ligados</p><p>simetricamente por ligações duplas alternadas (Fig.</p><p>5.12a). Na fotossíntese, os carotenóides podem de­</p><p>sempenhar duas funções distintas. Participam da ab­</p><p>sorção de luz nos complexos de captação de luz atu­</p><p>ando como pigmentos acessórios (Fig. 5.11) e desem­</p><p>penham um papel essencial na fotoproteção do apara­</p><p>to fotoquímico. As membranas fotossintéticas podem</p><p>:"""1</p><p>ser facilmente danificadas quando parte da energia ab­</p><p>sorvida pelas clorofilas não pode ser armazenada no</p><p>processo fotoquímico. Isso pode acontecer com gran­</p><p>de freqüência em ambientes intensamente ilumina­</p><p>dos. As clorofilas excitadas podem reagir com o oxi­</p><p>gênio molecular formando espécies ativas de oxigê­</p><p>nio (radicais livres) com grande ação destruidora so­</p><p>bre muitos componentes celulares, especialmente os</p><p>lipídios das membranas.</p><p>A fotoproteção envolve a canalização da energia</p><p>de excitação eletrônica em excesso para fora das clo­</p><p>rofilas, bem como a desativação de radicais livres.</p><p>Carotenóides excitados não têm energia suficiente</p><p>para formar radicais livres de oxigênio, dissipando a</p><p>energia de excitação eletrônica como calor. Tal im­</p><p>portância é evidenciada pela natureza letal das mu­</p><p>tações que afetam a síntese de carotenóides. Mutan­</p><p>tes deficientes em carotenóides não sobrevivem em</p><p>ambientes bem iluminados. O número de moléculas</p><p>de carotenóides por molécula de clorofila é mais ele­</p><p>vado em folhas expostas ao sol do que em folhas</p><p>mantidas à sombra, especialmente na fração corres­</p><p>pondente às xamofilas (Demming-Adams et al.,</p><p>1996).</p><p>O fluxo fotossintético de elétrons e a</p><p>fotoxidação da água</p><p>Em todos os organismos fotossintetizantes clorofi­</p><p>lados, o princípio geral do mecanismo de armazena­</p><p>mento da energia luminosa parece ser o mesmo.</p><p>Moléculas de clorofila a, num ambiente protéico es­</p><p>pecífico de um centro de reação (CR), são excitadas</p><p>a um estado singlete, principalmente por transferên­</p><p>cia de energia de excitação eletrônica dos complexos</p><p>antena. Podem também ser diretamente excitadas por</p><p>fótons com comprimentos de onda específicos. No</p><p>estado singlete de excitação, a clorofila do CR é um</p><p>redutor muito forte e transfere o elétron para uma</p><p>molécula receptora, o que resulta, propriamente, num</p><p>processo de separação de cargas. A partir da molécu­</p><p>la receptora reduzida, tem início um fluxo de elétrons,</p><p>envolvendo diversos carreadores. Em última instân­</p><p>cia, esses elétrons participam da redução do NADP+</p><p>a NADPH. O estado oxidado da clorofila a do CR</p><p>,-</p><p>•</p><p>B</p><p>A CAROTENOS</p><p>f3-Caroteno</p><p>o:-Caroteno</p><p>XANTOFILAS</p><p>Zeaxantina</p><p>Luteína</p><p>300 400</p><p>,., .</p><p>• •</p><p>• t, •. .</p><p>:--; j}6BOnml</p><p>Oxidante</p><p>Forte lI\I 12 hv"</p><p>e simétrica.</p><p>Fig. 5.15 O tradicional esquema Z representando o fluxo fotossintético de elétrons. Este diagrama associa os carreadores</p><p>de elétrons do sistema fotoquímico aos seus respectivos potenciais redox e níveis de energia .</p><p>Fig. 5.14 Representação linear do transporte de elétrons através dos complexos fotossintéticos supramoleculares nas</p><p>membranas dos tilacóides. (Hopkins, 1998, modificado.)</p><p>•</p><p>132 Fotossíntese</p><p>de elétrons na fotossíntese esteve baseada no esque­</p><p>ma Z, modelo originalmente proposto por Hill &</p><p>Bendall em 1960.</p><p>o FOTOSSISTEMA II</p><p>O FSll é constituído por um complexo transmem­</p><p>brana formado por cerca de 22 proteínas. Funcional­</p><p>mente, o complexo protéico do CR do FSll é muito</p><p>semelhante ao das bactérias fotossintéticas púrpura</p><p>anaeróbias não-sulfurosas, cuja estrutura cristalina foi</p><p>determinada, em nível atômico de resolução, por</p><p>cristalografia de raios X. O núcleo do FSll é formado</p><p>pelas subunidades protéicas Di e D2 que atravessam</p><p>as membranas dos tilacóides. Os polipeptídios Di e</p><p>D2 contêm o CR P680 (dímero de clorofila a), a molé­</p><p>cula receptora primária de elétrons (feofitina) e sítios</p><p>de ligação para a ancoragem de moléculas carregado­</p><p>ras de elétrons móveis denominadas plastoquinonas</p><p>(QA e QB;Fig. 5.16). O FSll interage diretamente com</p><p>o complexo protéico que catalisa a fotoxidação da</p><p>água, o complexo de evolução de O2 (Pakrasi, 1995).</p><p>O FSlI promove a transferência de elétrons, indu­</p><p>zida pela luz, da água para a plastoquinona. Havendo</p><p>excitação eletrônica, os elétrons do CR do FSlI são</p><p>ejetados a partir de dímeros de clorofila a (P680) e</p><p>recebidos pelafeofitina (molécula receptara primária),</p><p>que, imediatamente, os transfere para a plastoquino­</p><p>na. Esse receptor de elétrons secundário assemelha­</p><p>se à ubiquinona, um componente da cadeia de trans­</p><p>porte de elétrons das mitocôndrias. A plastoquinona</p><p>varia intercaladamente de uma forma oxidada (PQ)</p><p>a uma forma reduzida (PQH2, plastoquinol). PQ liga­</p><p>se aos sítios QA e QB do FSlI e, ao receber elétrons,</p><p>forma PQH2 (Fig. 5.17). A forma reduzida da plasto­</p><p>quinona é então liberada dentro do pool da membra­</p><p>na (conjunto numeroso de moléculas de plastoquino­</p><p>na). Na seqüência, PQH2 transfere elétrons ao com­</p><p>plexo citocromo bd, enquanto os prótons (H+) são</p><p>lançados para o interior do lúmen dos tilacóides, con­</p><p>tribuindo para a geração do gradiente transmembra­</p><p>na entre o lúmen e o estroma dos cloroplastos. PQ</p><p>volta a ocupar os sítios QA e QB' dando continuidade</p><p>ao fluxo local de elétrons entre a feofitina reduzida e</p><p>o complexo citocromo oxidado pelo CR do FSI</p><p>(P700+j Fig. 5.13).</p><p>Estroma</p><p>Lúmen</p><p>Fig. 5.16 Diagrama esquemático do complexo FSII na</p><p>membrana dos tilacóides. São mostradas as proteínas in­</p><p>tegrais das membranas essenciais ao funcionamento do FSlI</p><p>(Di e D2). As setas indicam a direção do fluxo fotossinté­</p><p>tico dos elétrons impulsionados pela luz.As proteínas CP47</p><p>e CP43 são proteínas do complexo antena do FSII associ­</p><p>adas à transferência de elétrons para o centro de reação</p><p>P680. Os elétrons são transferidos de P680 para a feofitina</p><p>(Feo) e, a seguir,para duas moléculas de plastoquinona (~</p><p>e QB)' O complexo protéico denominado complexo de</p><p>evolução de O2 (CEO) catalisa a fotoxidação da água, res­</p><p>ponsável pela redução do P680oxidado pela luz (P680+).</p><p>O CEO abriga um grupo coordenado de moléculas de</p><p>manganês em sua estrutura. (Buchanan et aI., 2000, modi­</p><p>ficado.)</p><p>A ocorrência restrita de organismos como os</p><p>metanógenos, por exemplo, nas condições atmosféricas</p><p>atuais, está relacionada às suas peculiaridades</p><p>metabólicas, frente às alterações na composição dos gases</p><p>atmosféricos na história evolutiva do planeta. As</p><p>condições da atmosfera primordial teriam privilegiado tais</p><p>organismos que mais tarde passaram a enfrentar</p><p>condições adversas expressas pela redução drástica de</p><p>metano e o quase simultâneo incremento nos teores de</p><p>oxigênio, evidenciando a indissociabilidade entre a história</p><p>da vida e a história da Terra.</p><p>80) a)</p><p>Animal Filo Classe</p><p>Morcego Cordados Mamíferos</p><p>Rato Cordados Mamíferos</p><p>Barata Artrópodes Insetos</p><p>Mosquito Artrópodes Insetos</p><p>Formiga Artrópodes Insetos</p><p>Aranha Artrópodes Aracnídeos</p><p>Escorpião Artrópodes Aracnídeos</p><p>b) O organismo responsável pela transmissão da</p><p>Leptospira é o rato. A doença (leptospirose) pode ser</p><p>adquirida por ingestão de água contaminada por urina de</p><p>rato ou pelo contato com ela, o que ocorre, por exemplo</p><p>no caso de enchentes.</p><p>81) a) As bactérias que sobrevivem na cultura B são</p><p>capazes de metabolizar a lactose e surgiram por mutação a</p><p>partir de ancestrais que não tinham essa capacidade.</p><p>b) No intervalo X, a população da colônia A aumenta de</p><p>forma praticamente imediata, já que utiliza a glicose</p><p>presente no meio em seu metabolismo. A população da</p><p>colônia B, formada predominantemente por indivíduos</p><p>incapazes de metabolizar a lactose, diminui de forma</p><p>drástica nesse intervalo, sobrando apenas os poucos</p><p>mutantes com a habilidade de metabolizar esse açúcar.</p><p>82) a) Cadeia respiratória: membrana interna da</p><p>mitocôndria ATP-sintase: membrana interna da</p><p>mitocôndria Ciclo de Krebs: matriz mitocondrial Glicólise:</p><p>citosol</p><p>b) Em anaerobiose, a geração de ATP será exclusivamente</p><p>feita durante a glicólise, já que a cadeia respiratória e,</p><p>conseqüentemente, o ciclo de Krebs estarão inativos. Para</p><p>que haja continuidade na atividade glicolítica, é preciso</p><p>que o NADH produzido seja reoxidado a NAD+, o que é</p><p>possível por meio da redução do ácido pirúvico formado</p><p>na glicólise em ácido lático.</p><p>83) a) Os antibióticos de números 1 e 4 são os mais</p><p>indicados. Isto porque, conforme se observa na ilustração,</p><p>essas drogas provocaram uma maior área clara em torno</p><p>desses discos, mostrando ausência de crescimento</p><p>bacteriano.</p><p>b) De modo geral, os antibióticos inibem a proliferação das</p><p>bactérias, dificultando sua reprodução ou destruindo-as.</p><p>Dessa forma, o organismo tem maior facilidade no</p><p>combate à infecção, por meio do sistema imunológico.</p><p>84) a) Esse processo pode ocorrer nas células dos</p><p>mamíferos quando se verifica um suprimento insuficiente</p><p>de oxigênio, como nas células dos músculos esqueléticos</p><p>submetidos a um esforço prolongado e intenso.</p><p>b) Produção de pão e de bebidas alcoólicas, como cervejas</p><p>e vinhos (fermentação alcoólica). Produção de iogurtes,</p><p>coalhadas e alguns tipos de queijos (fermentação láctica).</p><p>85) a) As rotas 1 e 2, correspondentes a processos de</p><p>fermentação, ocorrem em condições anaeróbicas.</p><p>b) Rota 1: fungos. Rota 2: bactérias. No caso da rota 1, a</p><p>produção de pães e de bebidas alcoólicas. Na rota 2,</p><p>iogurtes e certos queijos.</p><p>86) a) País M mais distante da erradicação da epidemia.</p><p>País L tratamento mais eficiente dos infectados .</p><p>b) A pneumonia asiática é causada por um RNA vírus, o</p><p>coronavírus, enquanto a que ocorre mais comumente no</p><p>Brasil é de origem bacteriana.</p><p>87) Dengue: O vírus da dengue é transmitido pela picada</p><p>do mosquito Aedes aegypt; previamente infectado por ter</p><p>se alimentado de sangue de pessoa doente.</p><p>Métodos profiláticos:</p><p>· uso de larvicidas em reservatórios de água</p><p>· pulverização com inseticidas para eliminar formas adultas</p><p>do mosquito</p><p>· eliminação de reservatórios de água parada, onde se</p><p>desenvolvem as larvas do mosquito.</p><p>. Estabelecer um controle biológico em reservatórios</p><p>(possíveis criadouros das larvas).</p><p>Leptospirose: A principal fonte de transmissão da bactéria</p><p>do gênero Leptospira durante epidemias é o contato com</p><p>água contaminada por urina de rato. Este animal atua</p><p>como reservatório de tais bactérias, eliminando-as pela</p><p>urina.</p><p>Métodos profiláticos:</p><p>· tratamento de água potável</p><p>· medidas de combate à proliferação de roedores</p><p>· medidas de saneamento básico: captação e drenagem</p><p>de esgotos e de águas pluviais</p><p>88) a) Uma característica é a presença de</p><p>membrana esquelética (ou parede celular).</p><p>b) São organismos procariontes. O reino é o Monera.</p><p>c) Dentre as características, poderiam ser citadas:</p><p>• cloroplastos;</p><p>• fotossíntese;</p><p>• tecidos organizados.</p><p>89) a) A criança correria</p><p>maior risco de contrair tétano. Por</p><p>um lado, a bactéria causadora dessa doença pode estar</p><p>presente na terra. Por outro, ela se desenvolve em</p><p>condições anaeróbicas, como, por exemplo, em</p><p>ferimentos profundos.</p><p>b) A administração de soro antitetânico é, nesse caso, o</p><p>procedimento mais seguro para evitar a doença. O gráfico</p><p>correspondente é o A, que mostra um aumento súbito no</p><p>nível de anticorpos, num curto intervalo de tempo, e que</p><p>decai gradualmente. Esse aumento é devido à presença,</p><p>no soro antitetânico, de anticorpos específicos para a</p><p>doença.</p><p>c) O gráfico B corresponde à inoculação da vacina</p><p>antitetânica, que contém antígenos retirados do</p><p>microrganismo. Essa inoculação conduz à síntese gradual e</p><p>lenta de anticorpos. Duas outras doses da vacina fazem</p><p>com que aumentem os níveis de anticorpos, como se</p><p>observa no gráfico, incrementando o grau de imunização.</p><p>90) a) O parasita Chlamydia trachomatis é uma bactéria</p><p>porque, de acordo com a tabela, possui estrutura celular:</p><p>membrana plasmática, ribossomos, DNA e RNA. O</p><p>parasita Herpes simplex é um vírus pois, de acordo com a</p><p>tabela, não possui estrutura celular. Não há membrana,</p><p>ribossomos e possui apenas DNA (não há RNA).</p><p>b) Apenas as bactérias podem ter seu crescimento</p><p>populacional representado pelo gráfico apresentado,</p><p>porque se reproduzem por bipartição e em escala</p><p>logarítmica. Os vírus não seguem esse padrão por vários</p><p>motivos: não se reproduzem por bipartição (somente em</p><p>raros casos de lisogenia o seu DNA é duplicado pela célula</p><p>hospedeira); podem ser neutralizados por anticorpos</p><p>específicos; a célula parasitada pode ser fagocitada por</p><p>macrófagos, etc.</p><p>91) Resposta:</p><p>A grande quantidade de matéria orgânica acumulada</p><p>favorece a multiplicação de bactérias decompositoras que</p><p>consomem o pouco oxigênio dissolvido disponível em</p><p>regiões profundas.</p><p>92) Resposta:</p><p>Até 1998 a administração de antibióticos eliminaram</p><p>grande parte das bactérias sensíveis,favorecendo a</p><p>multiplicação das bactérias resistentes. Os dados relativos</p><p>ao ano 2000 mostram um aumento na proporção de</p><p>bactérias sensíveis, indicando que elas possuem</p><p>características que as favorecem na competição com as</p><p>resistentes na ausência de antibióticos.</p><p>93) a) A presença da bactéria nos vasos do xilema da</p><p>planta hospedeira prejudica diretamente a condução da</p><p>seiva mineral (água e sais) da raiz até as folhas.</p><p>b) O xilema maduro apresenta as suas células</p><p>mortas, devido à impregnação de lignina em suas</p><p>paredes.</p><p>c) O seqüenciamento de um genoma consiste na</p><p>identificação da seqüência de bases orgânicas</p><p>nitrogenadas que constituem o seu material genético.</p><p>Exercícios de Biologia</p><p>Anatomia Vegetal</p><p>1) (FUVEST-2008) O gráfico abaixo representa as</p><p>porcentagens dos constituintes de uma folha de</p><p>planta, coletada no interior de certa mata.</p><p>a) A folha é o principal local de produção de glicose</p><p>em uma planta. Como se explica a baixa porcentagem</p><p>de glicose na folha?</p><p>b) No caso de uma folha obtida de uma planta do cerrado,</p><p>espera-se encontrar maior ou menor porcentagem de</p><p>água e de tecidos vegetais? Justifique.</p><p>2) (FGV - SP-2009) Os estômatos constam de duas</p><p>células epidérmicas modificadas, denominadas células-</p><p>guarda, que mantêm um espaço entre si chamado</p><p>ostíolo. A abertura ou fechamento do ostíolo depende</p><p>da variação do turgor das células-guarda.</p><p>Segundo alguns autores, essas células,</p><p>a) na presença da luz, consomem o gás CO2, tornando o</p><p>citoplasma mais alcalino. Nesse ambiente, o amido</p><p>converte-se em glicose, o que aumenta a concentração no</p><p>vacúolo e permite que, por osmose, recebam água das</p><p>células vizinhas. Uma vez túrgidas, as células-guarda</p><p>promovem a abertura dos ostíolos.</p><p>b) na presença da luz, realizam fotossíntese e</p><p>produzem oxigênio. Esse gás torna o citoplasma mais</p><p>alcalino, permitindo que a glicose se converta em</p><p>amido, o que aumenta a concentração no vacúolo e</p><p>permite que, por osmose, recebam água das células</p><p>vizinhas. Uma vez túrgidas, as células-guarda</p><p>promovem a abertura dos ostíolos.</p><p>c) na presença da luz, realizam fotossíntese e produzem</p><p>oxigênio. Esse gás acidifica o citoplasma, permitindo que o</p><p>amido se converta em glicose, o que diminui a</p><p>concentração no vacúolo e permite que a água, por</p><p>osmose, passe para as células vizinhas. Uma vez flácidas,</p><p>as células-guarda promovem o fechamento dos ostíolos.</p><p>d) no escuro, pela respiração produzem o gás CO2, o qual</p><p>acidifica o citoplasma e permite que a glicose se converta</p><p>em amido. Este aumenta a concentração do vacúolo e</p><p>permite que, por osmose, recebam água das células</p><p>vizinhas. Uma vez túrgidas, as células-guarda promovem a</p><p>abertura dos ostíolos.</p><p>e) no escuro, pela respiração produzem o gás CO2, o qual</p><p>acidifica o citoplasma e permite que o amido se converta</p><p>em glicose. Esta diminui a concentração do vacúolo e</p><p>permite que a água, por osmose, passe para as células</p><p>vizinhas. Uma vez flácidas, as células-guarda promovem o</p><p>fechamento dos ostíolos.</p><p>3) (UFC-2009) Os itens a seguir se referem ao reino</p><p>Plantae, que, nas classificações mais modernas, exclui as</p><p>algas.</p><p>a) Escreva V ou F nos parênteses abaixo, conforme sejam</p><p>verdadeiras ou falsas as assertivas a seguir.</p><p>1 ( ) Todos os organismos que apresentam embriões</p><p>multicelulares maciços (sem cavidades internas), que se</p><p>desenvolvem à custa do organismo materno, pertencem</p><p>ao reino Plantae.</p><p>2 ( ) Uma característica que torna as briófitas</p><p>dependentes da água em estado líquido para areprodução</p><p>é a presença de anterozóides flagelados.</p><p>3 ( ) Na estrutura reprodutiva das angiospermas, o saco</p><p>embrionário corresponde, embriologicamente, ao óvulo</p><p>dos mamíferos.</p><p>4 ( ) Parênquimas são tecidos vegetais formados por</p><p>células vivas cujas principais funções na planta são</p><p>preenchimento, sustentação e assimilação.</p><p>5 ( ) A difusão através do poro estomático é o processo</p><p>responsável pela absorção de CO2 e pela perda de vapor</p><p>d’água que ocorre nas folhas.</p><p>Uma alta concentração de ácido abscísico na folha causa a</p><p>síntese de etileno, o que leva à</p><p>6 ( ) Uma alta concentração de ácido abscísico na folha</p><p>causa a síntese de etileno, o que leva à formação da</p><p>camada de abscisão e à queda dessa folha.</p><p>b) Escolha duas assertivas que você considerou FALSAS e</p><p>reescreva-as de modo a torná-las verdadeiras.</p><p>Indique o número das assertivas escolhidas.</p><p>b.I. Assertiva nº</p><p>b.II. Assertiva nº</p><p>4) (Unicamp-2008) Um botânico estudou intensivamente a</p><p>vegetação nativa do nordeste brasileiro e descobriu duas</p><p>espécies novas (W e Z). A espécie W é uma árvore</p><p>perenifólia, com pouco mais de 25 m de altura, tronco com</p><p>casca lisa e folhas com ápice longo e agudo. A espécie Z</p><p>tem caule achatado e verde (clorofilado), folhas reduzidas</p><p>a espinhos e altura máxima de 3 m.</p><p>a) Com base nessas informações, indique em que tipo de</p><p>formação vegetal o botânico encontrou cada uma das</p><p>espécies novas.</p><p>b) Indique uma característica ambiental específica de cada</p><p>uma das formações vegetais onde ocorrem as espécies W</p><p>e Z.</p>