1. Explique o efeito Pasteur na glicólise.

Na ausência de oxigênio, o ciclo do acido cítrico e a fosforilação oxidativa não podem funcionar. Assim, a

glicolise não pode continuar porque o suprimento celular de NAD+ é limitado. Para superar o problema, as

plantas podem prosseguir na metabolização do PIRUVATO, realizando uma ou mais formas de metabolismo

fermentativo. Considerando a síntese liquida de 4 moléculas de ATP para cada molécula de sacarose que é

convertida a etanol (ou lactato), a eficiência da fermentação anaeróbica é de apenas 4%. A maioria da energia

disponível na sacarose permanece no subproduto reduzido da fermentação: lactato ou etanol. Em decorrência

da baixa eficiência de conservação de energia na fermentação, uma maior taxa de glicólise é requerida para

sustentar a produção de ATP necessária para a sobre vivencia celular.

2. Explique as consequências do baixo pool de ADP na regulação da respiração em plantas.

O ADP fornece um substrato que estimula a disposição de ATP sintase durante a síntese de ATP e

consequentemente se “A taxa respiratória pode exceder a demanda celular por ATP se os níveis de ADP

forem baixos”, com isso, a cadeia de transportes de elétrons vai operar em taxa reduzida. Ademais, as taxas

respiratórias das plantas são controladas de baixo pra cima pelo nível celular de ADP que regula inicialmente

a taxa de transferência de elétrons e síntese de ATP que regula a atividade do ciclo do acido cítrico e taxa das

reações glicolíticas.

3. Explique a importância das reações anapleróticas na respiração.

Estas são importantes, devido a que podem repor os intermediários do ciclo do Ac. Cítrico utilizados em

biossíntese. Por exemplo, a exportação de 2-oxoglutarato para assimilação de nitrogênio no cloroplasto vai

provocar uma falta de malato, necessário para a reação de citrato sintase. Este malato pode ser reposto pela

rota da PEP Carboxilase.

4. Explique a importância do genoma mitocondrial na macho esterilidade citoplasmática.

É uma característica fisiológica diretamente ligada ao genoma mitocondrial vegetal. A linhagem de plantas

que mostram cms não formam polens viáveis. O termo citoplasmático aqui se refere ao fato esta característica

é transmitida de forma não mendeliana; o genótipo cms é sempre herdado da mãe com o genoma

mitocondrial. A cms é uma característica muito importante em cruzamento vegetal, pois uma linhagem com

esterilidade masculina estável pode facilitar a produção de estoques de sementes hibridas.

5. Explique a respiração termogênica e sua função.

Na rota da oxidase alternativa durante a respiração termogenica os elétrons saem da cadeia principal de

transporte de elétrons para a rota alternativa no nível do pool de ubiquinona. Esta rota catalisa uma redução

com quatro elétrons de oxigênio para água e „e inibida especificamente por vários compostos. Quando os

eletros passam da rota alternativa a partir da ubiquinona, dois locais de bombeamento de prótons são deixados

de lado uma. Como não existe um local de conservação de energia na rota alternativa entre a ubiquinona e o

oxigênio, a energia que normalmente seria conservada na forma de ATP „e perdida como calor, quando os

elétrons são desviados pela rota alternativa.

A função deste tipo de respiração „e sua atividade durante o desenvolvimento floral em algumas plantas

aumentando a temperatura da parte superior do espádice em até 25 °C acima da temperatura ambiente,

ocasionando que certas aminas enóis e terpenos são volatizados e a planta exala um odor que atrai insetos

polinizadores (polinização). Uma outra função pode ser o escoamento energético, oxidando substratos

respiratórios que se acumulam em excesso aos necessários para o crescimento, armazenagem ou síntese de

ATP.

6. Explique a importância da rota da oxidase alternativa e da proteína desaclopadora, associada às cristas

mitocondriais.

A rota oxidase alternativa é importante porque possibilita à mitocôndria ajustar as taxas relativas de produção

de ATP e síntese de esqueletos de carbono para uso nas reações biossintéticas e, na resposta das plantas a uma

variedade de estresses (deficiência de fosfato, frio, seca, estresse osmótico) os quais podem inibir a respiração

mitocondrial. A proteína desacopladora, da mesma forma que a oxidase alternativa, pode funcionar para

impedir uma super-redução da cadeia de transporte de elétrons.

7. Qual a função da respiração nos processos de biossíntese?

Umas das importantes funções da respiração alem da produção de ATP e poder redutor é a produção de

esqueletos de carbono requerido para a biosintese de outras moléculas da célula. A biossíntese de ácidos

nucleicos, proteína, celulose, lipídeos e outras moléculas celulares requerem, alem de energia (ATP e poder

redutor), o esqueleto de carbono que compõem as unidades estruturais básicas destas macromoléculas. A

principal função da respiração é fornecer estes esqueletos de carbono, formados a partir de intermediários da

glicolise e do ciclo de Krebs.

8. Por que a respiração na luz é menor que a respiração no escuro?

A respiração na luz é menor do que no escuro devido que a atividade da PIRUBATO desidrogenase, uma das

portas de entrada no ciclo do acido cítrico, decresce na luz, a 25% de sua atividade no escuro. No entanto, a

mitocôndria é um importante fornecedor de ATP ao citosol, mesmo em folias iluminadas.

9. Qual a relação entre respiração e assimilação do nitrogênio?

10. Como se caracteriza a respiração em frutos climatéricos?

Quando um tecido vegetal atinge a maturidade, sua taxa respiratória permanecera, mas o menos constante ou

diminuirá vagarosamente à medida que o tecido envelhece e finalmente senesce. Ao contrario disto, existe um

acentuado aumento na respiração, conhecido como climatério, que acompanha o inicio do amadurecimento

em muitos frutos. Ex. Abacate, Maça e Banana. Tanto o amadurecimento quanto ao aumento respiratório

climatério são desencadeados pela produção endógena de etileno, assim como por uma aplicação exógena de

etileno.

11. Explique a importância de espaços de difusão gasosa para respiração de plantas.

A limitação da difusão impostas por uma fase aquosa enfatiza a importância dos espaços intercelulares de

areação encontradas em tecidos vegetais para a disponibilidade de oxigênio nas mitocôndrias. Se não

houvesse uma rota de difusão gasosa pela planta as taxas de respiração celular de muitas plantas seria limitada

por um suprimento insuficiente de oxigênio.

12. Por que a atividade respiratória pode vir a aumentar com o efeito estufa?

A atividade respiratória pode vir a aumentar com o efeito estufa devido a que as concentrações de CO2 na

atmosfera serão maiores (duplicada de 350 a 700 ppm antes do final do século 21), consequentemente em

ambientes ricos em CO2 o numero de mitocôndrias por unidade de área celular dobraria. Assim, maior

numero de mitocôndrias leva a maiores taxas respiratórias na luz.

13. Explique a importância da respiração na produtividade de plantas.

A respiração na produtividade é importante devido à ocorrência da oxidação de compostos importantes para o

metabolismo da planta. Pois durante o processo de respiração é produzido ATP que é liberada e usada na

síntese de substancias, absorção de sais minerais e outros processos fundamentais para o crescimento e

desenvolvimento das plantas, consequentemente se terá uma maior produtividade. Porém, se a planta respirar

muito pode ser um problema, pois ela usara parte do que é produzido na respiração.

14. Apresente uma aplicação/exemplo/situação da importância da respiração na qualidade e/ou conservação de

produtos agrícolas. Sugestão: busque aplicações em artigos científicos.

Durante o armazenamento de frutos ocorrem uma série de alterações químicas e físicas, as quais diminuem a

qualidade, conduzindo à senescência e morte dos mesmos. Estas mudanças se devem a que os frutos são

produtos que, depois de colhidos, continuam vivos, com as funções ativas do metabolismo vegetal, como

respiração e transpiração. Produtores de frutos ou hortaliças comerciais utilizam baixas temperaturas para

retardar a taxa respiratória durante a pós-colheita. Entretanto, podem ocorrer problemas, como no caso do

Alho que quando é almacenado a temperaturas maiores que 2 °C, as atividades respiratórias e metabólica são

aceleradas. Entretanto, temperaturas abaixo de 0 °C a taxa de respiração é reduzida na maioria dos tecidos

ocasionando alterações indesejáveis no produto (perda do produto). Nesse sentido, a faixa ideal de

almacenamento do Alho é entre 0 e 2 °C, impedindo a respiração e consequentemente a germinação.

15. Como se estabelece a pressão de turgor, que garante o movimento por fluxo de massa nos tubos crivados do

floema?

O modelo de fluxo de pressão depende de um fluxo de solução dos elementos crivados e acionado por um

gradiente de pressão gerado osmoticamente entre a fonte e o dreno. O gradiente de pressão é estabelecido

como uma consequência de carregamento do floema na fonte e o descarregamento no dreno. Nos tecida-fonte

o carregamento do floema acionado por energia leva a um acumulo de açucares nos elementos crivados,

gerando um potencial de soluto baixo (-), causando uma queda acentuada no potencial hídrico. Em resposta ao

gradiente de potencial hídrico, a água entra nos elementos crivados e causa o aumento da pressão de turgor.

16. Quais as relações entre as vias de transferência de assimilados, simplástica e apoplástica, e os diferentes tipos

de células companheiras?

Na via totalmente simplastica os açucares movem-se de uma célula para outra pelos plasmodesmas durante

todo o percurso entre as células do mesofilo ate os elementos crivados. Na rota parcialmente apoplastica os

açucares entram no apoplasto em um determinado ponto. Os açucares são ativamente carregados do apoplasto

para as células companheiras e os elementos crivados. Os açucares carregados nas células companheiras

parecem se mover para os elementos crivados através dos plasmodesmas.

17. Por que a sacarose é o carboidrato preferencialmente translocado?

A sacarose é o açúcar preferencialmente translocado devido a que a sacarose é um açúcar não redutor.

Acredita que os açucares não redutores são os principais compostos translocados no floema, pois eles são

menos reativos que seus equivalentes redutores.

18. Explique o transporte de água no floema contra o gradiente de potencial hídrico.

A água no floema é movida contra um potencial hídrico da fonte para o dreno, nesse sentido, a água move-se

mais por fluxo de massa do que por osmoses. Assim, nenhuma membrana é transportada durante o transporte

de um tubo crivado para o outro e os solutos movem se na mesma velocidade das moléculas de água. Sob tais

condições o potencial do soluto não pode contribuir para a forca motriz do movimento da água, embora

influencie ao potencial hídrico. O movimento da água na rota de translocação é, portanto impulsado mais pelo

gradiente de pressão do que pelo potencial hídrico. Naturalmente a traslocação passiva, impulsionada por

pressão e a longas distancias nos tubos crivados depende, em ultima instancia, dos mecanismos de transporte

ativo e de curta distancia envolvidos no carregamento e descarregamento do floema. Tais mecanismos ativos

são responsáveis pelo estabelecimento do gradiente de pressão.

19. Explique carregamento e descarregamento do floema.

Varias etapas de transporte estão envolvidas no movimento de fotossintatos dos cloroplastos do mesofilo ate

os elementos crivados das folhas maduras, o que é denominado carregamento do floema.

1. A triose fosfato formada pela fotossíntese durante o dia é transportado do cloroplasto para o citosol onde é

convertida à sacarose. Durante a noite o carbono do amido deixa o cloroplasto, provavelmente na forma

de glicose, sendo convertido à sacarose.

2. A sacarose move se da célula do mesofilo para os elementos crivados adiacentes das nervaduras menores

das folhas.

3. É um processo denominado carregamento do elemento crivado, os açucares são transportados para os

elementos crivados e células companheiras.

O processo de descarregamento do floema, de muitas formas, os eventos nos tecidos dreno são simplesmente

o reverso dos eventos que ocorre nos tecidos fonte. O transporte para os órgãos dreno, como as raízes em

desenvolvimento os tubérculos e as estruturas reprodutivas é denominado importação. As etapas seguintes

estão envolvidas na importação de açucares pelas células dreno.

1. Descarregamento dos elementos crivados.

2. Transporte em curta distancia.

3. Almacenamento de metabolismo. Essas três etapas de transporte constituem o descarregamento ao floema,

no movimento dos fotosintátos dos elementos crivados para sua distribuição para as células dreno, que

almacenam ou metabolizam.

20. Explique a necessidade de gasto de energia na rota apoplástica de absorção de sacarose.

O fato de a sacarose estar em concentração mais alta no complexo elemento crivado-celula companheira do

que nas células adjacentes indica que este açúcar é ativamente transportado contra seu gradiente de potencial

químico. A dependência de acumulo de sacarose pelo transporte ativo é baseada no fato de que o tratamento

de tecido fonte com inibidores respiratórios leva ao decréscimo na concentração de ATP e inibe o

carregamento do açúcar exógeno. Por outro lado outros metabolitos, como ácidos orgânicos e hormônios

podem entrar passivamente nos elementos crivados.

21. Explique o modelo de aprisionamento de polímeros na rota simplástica no carregamento do floema.

A sacarose sintetizada no mesofilo difunde se das células da bainha do feixe para as células intermediarias

através dos abundantes plasmodesmas. Nas células intermediarias a rafinose e a estaquiose, são sintetizadas a

partir da sacarose e galactose, mantendo assim, o gradiente de difusão para a sacarose. Devido as suas

dimensões, tais açucares não são capazes de se difundir de volta para o mesofilo. A rafinose e a estaquiose são

capazes de se difundir para os elementos crivados. Como resultado, a concentração de açúcar transportado

aumenta nas células intermediarias e nos elementos crivados.

22. Qual a diferença entre alocação e particionamento?

A alocação: Consiste na regulação do desvio do carbono fixado em varias rotas metabólicas.

A partição: consiste na distribuição diferencial dos fotosintatos na planta.

23. Apresente uma aplicação/exemplo/situação do particionamento de assimilados na produção. Sugestão: busque

aplicações em artigos científicos.

O particionamento de assimilados pode ser aplicado na produção de feijão (Phaseolus vulgaris L.), por

exemplo, a aplicação de três níveis de nitrogênio (50, 100 e 150 ppm de N) e dois regimes hídrico (-0,03 e –

1,0 MPa), mostraram que o déficit hídrico reduziu a altura das plantas, o numero de folíolos, a área foliar e os

componentes da produção, mas este efeito foi minimizado pelas altas doses de nitrogênio. Por outro lado, em

plantas com déficit hídrico o nitrogênio afetou o acumulo de assimilados somente na fase reprodutiva. A

matéria seca das sementes aumentou ate a colheita final em todos os tratamentos, provavelmente por que as

sementes receberam assimilados de outros órgãos até este tempo. A matéria seca dos pericarpos diminuiu na

colheita final, independentemente do regime hídrico e do nível de Nitrogênio o que mostra que os assimilados

foram translocados do pericarpo para as sementes. O regime hídrico mostrou maior efeito sobre a partição de

assimilados do que o nível de nitrogênio. Entretanto altos níveis de nitrogênio apresentam tendências de

minimizar o efeito do estresse hídrico.