determinar os efeitos da falta de luminosidade e CO2 na fotossíntese

determinar os efeitos da falta de luminosidade e CO2 na fotossíntese

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1 INTRODUÇÃO

Para a manutenção da vida, um constante fornecimento de energia é requerida. Uma diferença fundamental entre plantas e animais é a forma como é obtida a energia para a manutenção da vida. Os animais obtêm, nos alimentos, os compostos orgânicos, enquanto que a energia química é obtida através da respiração. Plantas verdes absorvem energia em forma de luz a partir do sol, convertendo-a em energia química no processo chamado Fotossíntese.

Assim dizemos que as plantas, de maneira geral, são autotróficas, ou seja se auto-alimentam, enquanto que os animais são heterotróficos.

A Fotossíntese está muito ligada a Respiração, ou seja pode-se dizer que a fotossíntese e a respiração são espelho uma da outra, e, de maneira geral, há um balanço entre estes dois processos na biosfera (= soma de organismos na Terra).

A intensidade luminosa, a temperatura, a concentração de CO2, o teor de nitrogênio da folha e a umidade do solo são fatores que afetam a atividade fotossintética dos vegetais (Marenco & Lopes, 2005). O processo de abertura e fechamento dos estômatos está relacionado principalmente com a intensidade de luz e o estado de hidratação da folha. Dessa forma, o funcionamento dos estômatos e a área foliar influenciam a produtividade do vegetal. O primeiro fator porque controla a absorção de CO2 e o segundo porque determina a interceptação de luz.

Segundo Larcher (2000), a capacidade fotossintética é uma característica intrínseca de cada espécie vegetal, sendo que as trocas gasosas mudam durante o ciclo do desenvolvimento do indivíduo e dependem do curso anual e até mesmo do curso diário das flutuações ambientais (luz, temperatura, nível de CO2, etc) em torno do vegetal.

Entre os diversos componentes do ambiente, a luz é primordial para o crescimento das plantas, não só por fornecer energia para a fotossíntese, mas também por fornecer sinais que regulam seu desenvolvimento por meio de receptores de luz sensíveis a diferentes intensidades, qualidade espectral e estado de polarização. Dessa forma, modificações nos níveis de luminosidade, aos quais uma espécie está adaptada, podem condicionar diferentes respostas fisiológicas em suas características bioquímicas, anatômicas e de crescimento (ATROCH, 2001).

O objetivo deste trabalho foi determinar os efeitos da falta de luminosidade e CO2 na fotossíntese em folíolos de feijão.

2 MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi realizada no Laboratório de Morfologia Vegetal do Campus 2 da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUC-PR), São José dos Pinhais, PR. Utilizaram-se três folíolos de planta de feijão com dois meses de idade, aplicou-se pasta de vaselina sólida sobre as duas epidermes de um dos folíolos, em outro folíolo cobriu-se totalmente com papel alumínio e o outro como testemunha, colocou-se a planta na luz natural, conforme figura 1 e 2.

Figura 1 – Folíolo com vasilina

Figura 2 – Folíolo com papel alumínio

Após quatro dias realizou-se a prova de amido, retirou-se os três folíolos e colocou-se em béquers de 100 ml com 50 ml de etanol 70%, em banho-maria fervente até ficarem esbranquiçadas. Após lavou-se os folíolo em água corrente, secou-se e distendeu-se em solução de lugol por alguns segundos. Lavou-se o excesso de lugol em água corrente e obsevou-se a coloração final e a diferença entre os tratamentos.

3 RESULTADOS E DISCUSSÕES

O folíolo que foi tratado com vaselina apresentou coloração amarelada e uma pigmentação verde clara nas nervuras e ao seu redor, o folíolo coberto com papel alumínio apresentou coloração amarelada na borda e pigmentação verde no centro do limbo enquanto a testemunha apresentou uma coloração escura em todo o limbo, conforme figura 3.

Figura 3 – Coloração dos tratamentos

Os fatores ambientais limitantes à fotossíntese são nível de CO2, nível de luminosidade e temperatura, conforme pode ser verificado na Figura 4.

Figura 4 – Relação entre a taxa de fotossíntese e a concentração de CO2 em Hormidium estabelecido em diferentes níveis de luz e temperaturas.

Assim, para uma mesma temperatura, a taxa fotossintética (bruta ou líquida) é maior à medida que aumenta a intensidade luminosa. Para uma mesma intensidade luminosa, a taxa fotossintética é maior à medida que aumenta a temperatura. Quando satura de CO2 (quando a curva dobra) dizemos que atingiu o ponto de saturação de CO2. O nível ou fluxo de luz é denominado de irradiância, quando utilizamos unidade de energia. O fluxo de fóton fotossintético (FFF) é a medida do número de luz quanta. Um importante fator que limita indiretamente a fotossíntese, através do efeito no suprimento de CO2 é a água. O CO2 entra e a água, na forma de vapor, é perdida pelas folhas através dos poros dos estômatos na epiderme. Os estômatos podem fechar se o suprimento de água é pobre, podendo causar uma parada no fornecimento de CO2 para a fotossíntese (KLUGE, 2002).

Apenas 5% da energia solar que alcança a Terra pode ser convertida em carboidratos através da fotossíntese foliar. Isso é devido ao fato de que a maioria da fração da luz incidente ser de onda muito curta ou muito longa para ser absorvida pelos pigmentos fotossintéticos. Além disso, a energia luminosa absorvida é perdida na forma de calor; usada em processos bioquímicos para promover a fixação do CO2 ou ainda ser usada no metabolismo geral da folha. Das radiações que chegam à Terra, 44% se situam na região das radiações visíveis que são utilizadas na fotossíntese. A radiação solar atinge seu máximo no verão (dezembro-janeiro) e seu mínimo no inverno (junhojulho). Durante o dia, a intensidade máxima de radiação solar ocorre na proximidade do meio-dia (KLUGE, 2002).

O mais ativo tecido fotossintético em plantas superiores é o mesófilo das folhas. Células mesofílicas possuem pigmentos especializados para a captação da luz, as clorofilas. Na fotossíntese, a planta usa a energia do sol para oxidar a água e, assim, produzir oxigênio, e para reduzir o CO2, produzindo compostos orgânicos, principalmente açúcares. A série completa de reações que culmina na redução do CO2 inclui as reações nas tilacóides e as reações de fixação de carbonos. As reações nas tilacóides produzem compostos ricos em energia (ATP e NADPH), os quais são usados para a síntese de açúcares nas reações de fixação de carbono. Esses processos de síntese ocorrem no estroma do cloroplasto, a região aquosa que circunda as tilacóides (KLUGE,2002).

O cloroplasto é envolvido por duas membranas separadas, compostas de duas camadas de lipídios, sendo conhecidas como envelope.

Estroma

Tilacóide Granum

Espaço

intermembrana

Membrana

interna

Membrana externa

Figura 5 – O cloroplasto e suas estruturas

Resumidamente dois estágios sequenciais ocorrem nos cloroplastos:

a) Primeiro, a luz com certos comprimentos de onda são capturadas e convertidas em energia química por uma série de passos chamados de reações de luz ou reações luminosas ou ainda fase clara. Essas reações são processadas nas membranas internas do cloroplasto (tilacóides).

b) Segundo, o CO2 é fixado e reduzido à compostos orgânicos, particularmente açúcares, por uma série de passos chamados de reações no escuro ou fixação de CO2 ou ainda fase escura. Esse processo ocorre na matriz fluída do cloroplasto (estroma).

Lugol é uma solução com 0,75 g de iodo, 3,75g de iodeto de potássio, dissolvidos em 250 ml de água destilada. Indicado para amido, no qual produz uma coloração preto-azulada ou marrom-escura.

I

XILEMA

FLOEMA

Figura 6 – Esquema da fotossíntese

4 CONCLUSÃO

A pasta de vaselina espalhada sobre as duas epidermes do folíolo impediu a passagem de CO2 pelos estômatos, inibindo a realização de fotossíntese e, consequentemente, a produção de glicose. Ao colocarmos este folíolo em solução de lugol não houve alteração na coloração devido à planta ter consumido todas as reservas de amido no período em que o folíolo não realizou fotossíntese para repor suas reservas.

O papel alumínio bloqueou a passagem de luz e também inibiu a realização de fotossíntese que foi comprovado pela prova de amido, onde colocamos todos os tratamentos em solução de lugol inclusive a testemunha, o não escurecimento dos tratamentos provou a inexistência de amido e a não realização de fotossíntese no período.

REFERÊNCIAS

MARENCO, R.A.; Lopes, N.F. 2005. Fisiologia Vegetal: Fotossíntese, respiração, relações hídricas e nutrição mineral, Editora UFV.Viçosa, MG. 451pp.

LARCHER, W. 2000. Ecofisiologia Vegetal. São Carlos, São Paulo. Editora Rima, 531pp.

ATROCH, E. M. A. C; SOARES, A. M.; ALVARENGA, A. A. de; CASTRO, E. M, de. Crescimento, teor de clorofilas, distribuição de biomassa e características anatômicas de plantas jovens de Bauhinia forticata LINK submetidas à diferentes condições de sombreamento. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 25, n. 4, p. 853–862, 2001.

KLUNGE, RICARDO ALFREDO. Fotossíntese. São Paulo, SP. Escola superior de agricultura USP 2002.

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