Curso de Ciências Biológicas - Noturno

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

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

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

4. sistema

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

6. seres vivos como sistemas abertos E E

8. 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)

9. Fisiologia sistemas vivos

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

11. 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?

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

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

14. fisiologia x ecofisiologia organismo DOMÍNIO MORFO-FISIOLÓGICO DOMÍNIO DAS INTERAÇÕES (organismo x meio) M meio 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)

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

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

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

19. A Fisiologia numa base termodinâmica

20. Fisiologia do Metabolismo e TransporteConteúdo programático Ksenzhek e Volkov, 1998

21. 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

22. 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 C3, C4 e CAM • III. Método de ensino • - Aulas expositivas. • - Experimentos práticos. • - Estudos dirigidos.

23. Programa da disciplina (3) • IV. Bibliografia • básica • KERBAUY, G.B.(Coord). Fisiologia Vegetal, 2ª Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. 431p. • TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologia Vegetal, 4ª Ed. Porto Alegre: ArtMed, 2009. 819p. • 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. 2o. 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.

24. 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

25. roteiro de aulas MAIO 03 - PI6 Nutrição e nutrientes minerais PG 7 10 - PI7 Mecanismos de absorção iônica PG 8 17 - PI8 Luz e pigmentos Extração de pigmentos fotossintéticos PG 9 24 - PI9 Fotoquímica da fotossíntese Reação de Hill PG 10 JUNHO 07 - PI10 Assimilação do carbono Fotorrespiração Plantas C-3, C-4 e MAC PG 11 14 - PI11 Mecanismos de transporte no floema PG 12 21 - PI12 Fixação e metabolismo do nitrogênio PG 13 28 - PI13 Apresentação dos seminários, projetos e/ou vídeos JULHO 05 - outras atividades • 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 - PI1 • Conceitos básicos termodinâmicos. • Entropia, sistemas dissipativos e organização. • Osmose e pressão osmótica • PG 2 • ABRIL • 05 - PI2 • 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 - PI3 • Potencial hídrico e o movimento da água no sistema solo-planta-atmosfera • PG 4 • 19 - PI4 • Mecanismos de absorção e transporte de água no xilema • PG 5 • 26 - PI5 • Estômatos e transpiração • PG 6

27. 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.