Introdução - et@llcorp 2001

Introdução
O processo pelo qual as plantas verdes transformam a energia radiante em
energia química é denominado fotossíntese, onde destacamos a fórmula:
, onde a reação entre o gás carbônico e a água, produz
carboidratos e oxigênio, é dado devido a presença de luz, dentro dos cloroplastos,
alem da síntese de carboidratos ser de extrema importância para diversos processos
metabólicos.
Assim os cloroplastos são partículas subcelulares que estão nos tecidos
verdes, em maior número no mesófilo das folhas. Eles possuem um sistema de
lamelas á partir de invaginações da membrana interna, que é responsável pelo
processo esverdeamento, iniciado pela absorção das reações fotoquímicas,
responsáveis pela captação e transformação de energia luminosa em química(ATP,
NADPH).
Dentre os componentes específicos dos cloroplastos, os mais importantes são
representados pelos pigmentos, principalmente as clorofilas(a - presente em todas as
plantas superiores e tem papel fundamental no processo de bioconverção de energia
e - b ) , porem há outros pigmentos como os carotenóides.
Após a compreensão da emissão de fluorescência pelos cloropalstos, pode-se
entender o processo de absorção e transferência da energia radiante pelos pigmentos
na fotossíntese , onde a energia absorvida pelos pigmentos é transferida para outros
compostos, através de transporte eletrônico, sendo que, a substância doadora de
elétrons(CO2 ), torna-se oxidada e o composto receptor de elétrons, (H20), torna-se
redutora. Com isso podemos definir a fotossíntese como uma reação de óxidoreducão.
As plantas verdes fixam o gás carbônico da atmosfera através da energia
gerada pela captação da luz, que faz com que os organismos vivos obtenham os
compostos que irão constituir a sua própria matéria orgânica.
A fotorrespiração é o processo pelo qual, os tecidos fotossintetizanes liberam
CO2 com maior intensidade na luz do que no escuro, sendo que a respiração ocorre
continuamente, tanto no período iluminado quanto no não iluminado.
A fotorrespiração pode ser avaliada através da medida do ponto de
compensação do CO2, isto é, a concentração de CO2 da atmosfera na qual as trocas
gasosas entre a folha e o ambiente atingem o ponto de equilíbrio, ou seja, quando a
quantidade de CO2 absorvida se iguala a quantidade de CO2 liberado. Assim, o valor
da fotossíntese liquida é compensado pela fotorrespiração + respiração. O ponto de
compensação do CO2 varia com a espécie, com a intensidade de radiação,
concentrações de O2 e CO2 no ambiente, nutrição da planta, temperatura do ar e
idade da folha.
A respiração é o processo inverso da fotossíntese, onde ocorre a oxidação de
carboidratos e lipídeos em CO2 e água, para assim acontecer a liberação de energia
em forma de calor e a transformação em energia química.
No entanto, a respiração não tem como único objetivo, produzir energia, mas
também produzir compostos intermediários, indispensáveis para a produção se
aminoácidos, esteróides, DNA, entre outros.
Nas plantas todos os órgãos, desde as raízes até o ápice e as folhas, porem a
respiração é mais intensa nos órgãos de maior desenvolvimento, pois eles
necessitam de maior quantidade de energia, devido estar sintetizando material
orgânico em larga escala.
Os carboidratos são os substratos mais importantes para a respiração vegetal,
devido a produção de energia através destes. As plantas acumulam amido como
carboidrato de reserva, embora possa acumular outros como: sacarose, frutose e
glicose, onde estes compostos devem ser fosforilados para depois serem
metabolizados pela via glicolítica. No entanto, a glicolise é o primeiro passo para
oxidação total do carboidratos à CO2 e H2O, pois ela será efetivamente completada
no ciclo de Krebs e na cadeia respiratória, mas a produção de energia na glicolise,
mesmo sendo pequena, é indispensável, pois fornece percursores para diversas vias
biossintéticas e prepara substratos para o ciclo de Krebs.
A planta consegue sobreviver no escuro graças a ação do ciclo de Krebs, onde
utiliza as substâncias de reserva acumuladas durante o dia e produz energia para a
biossíntese de componentes celulares, assim como CO2 e H2O, ou seja, produz
nucleotídeos(NAD e FAD) reduzidos, os quais são transferidos na cadeia respiratória
até a formação de água.
A germinaçao das sementes, ocorre na maioria dos casos quando há água e
oxigênio, sendo que, as áreas perto da parede celular, no núcleo da célula e no
espaço entre as organelas que armazenam substratos são as primeiras a serem
hidratadas. Assim, durante a germinação, o peso das sementes vai diminuindo
continuamente, devido a liberação de CO2 pela respiração, produzindo energia
necessária para a síntese do componentes celulares dos órgãos em formação.
Há fatores que podem influenciar na respiração, como:
- Qualquer alteração no teor de carboidratos , lipídeos e aminoácidos na célula
pode afetar a respiração.
- Se o teor de O2 for muito baixo em algum tecido, pode haver alta quantidade
de CO2 liberado, pois na falta de oxigênio a planta passa de um catabolismo aeróbico
para o anaeróbico ou fermentativo que produz CO2 e etanol.
- O aumento de
temperatura ocasiona um aumento de respiração.
- Com o aumento da concentração de CO2, há diminuição da respiração, em
relação à liberação de CO2 e ao consumo de O2.
A planta retira os seus nutrientes através de três meios: do ar; da água; e do
solo. No entanto para que se de a entrada de algum elemento numa célula de raiz,
deve-se ter o estabelecimento do contato entre o nutriente e o sistema radicular. O
esquema abaixo mostra o caminho percorrido pelo elemento M do meio externo até o
vacúolo, onde tem que atravessar três barreiras: a parede celular, o plasmalema, e o
tonoplasto.
Na 1a fase do processo de absorção o elemento M, atravessa a parede celular,
espaços intercelulares e chega e chega até a superfície externa do plasmalema, onde
há um volume facilmente acessível, isto é, o espaço livre aparente(ELA). A entrada de
M no ELA se dá por processos passivos de absorção, onde o movimento do elemento
é dado a favor de um gradiente de concentração, isto é, M se desloca de uma região
de maior concentração para uma de menor. O processo é rápido e reversível, onde
não ocorre gasto de energia.
Na 2a fase da absorção, termina com a entrada do elemento no vacúolo ou no
citoplasma, este é um processo ativo, pois se dá contra um gradiente de
concentração, é lento e irreversível, além de haver necessidade de introdução de
energia metabólica fornecida pela respiração.
Assim a entrada passiva de M na célula pode ser dada por :
-Difusão: em obediência a lei de Fick, a velocidade de absorção é proporcional ao
gradiente de concentração, onde:
dM -D dc, sendo:
dt
dx
dM- Quantidade de M absorvida através da superfície a no tempo dt
dc- Diferença de concentração entre dois pontos cuja distância é dx(gradiente
de difusão).
D- Coeficiente de Difusão.
Acredita-se que os minerais após atingirem o xilema na raiz, sofrem transporte
ascendente na corrente respiratória, porem, a partir , de uma certa altura do caule, há
passagem rápida dos sais do xilema para o floema e mesmo para a casca. Os raios
medulares que unem xilema e floema permitem que parte dos minerais contidos no
primeiro sistema sejam desviados para o segundo , podendo voltar para o primeiro.
No entanto, o transporte não termina quando os minerais absorvidos pelas
raízes atingem as folhas, podendo começar, agora em maior ou menor escala , a
redistribuirão para outros órgãos.
Através do floema os minerais acompanham os produtos da fotossíntese, dirigindo-se às
raízes e as regiões de crescimento. Durante esta distribuição, os íons podem caminhar
lateralmente pelo xilema e depois ser transportado pela corrente respiratória.