Práticas Laboratorias em Biologia Vegetal

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AULA 14 – TEOR DE CLOROFILA E CAROTENÓIDES EM FOLHAS

Introdução

A clorofila é o pigmento que está presente em todos os vegetais, sendo responsável pela captação da energia luminosa para a fotossíntese, que será convertida em biomassa. Ela é encontrada em maior quantidade nas folhas, mas pode ser encontrada ainda em caules jovens ou mesmo em frutos em desenvolvimento. Em plantas terrestres, as principais clorofilas encontradas são a clorofila “a” e a clorofila “b”, sendo a primeira considerada como o pigmento essencial, fundamental dos centros de reação, enquanto a segunda se comporta como um pigmento acessório, presente principalmente nos centros coletores de luz dos fotossistemas. Através do método espectrofotométrico é possível detectar e quantificar o conteúdo destes pigmentos. Sendo que o teor de clorofilas nos diz muito sobre a aclimatação das plantas aos diferentes ambientes de luz, a quantificação das clorofilas pode dar diversas respostas ao fisiologista quando ao grau de comprometimento dos centros coletores de luz em resposta a diferentes irradiâncias. Neste sentido, essa prática pretende mostrar ao aluno como plantas aclimatadas à sombra e ao sol apresentam diferentes concentrações de clorofilas e razões entre clorofila “a” e clorofila “b”.


Objetivos específicos desta prática

O objetivo da prática é quantificar o conteúdo de clorofila “a”, clorofila “b”, clorofila total e carotenoides totais em folhas de plantas expostas a condições de sol e de sombra, bem como em folhas de plantas com mecanismo fotossintético C3 e C4.


Tratamentos sugeridos

Sugere-se que este experimento mostre como as clorofilas se comportam em:

– folhas de plantas no interior das árvores (folhas de sombra)

– folhas completamente expostas ao sol (folhas de sol)

– folhas de monocotiledôneas, sabidamente com metabolismo fotossintético do tipo C4

Tabela 1. Informação das plantas coletadas para o ensaiotabela_1.jpg


Procedimentos

Para cada tratamento, coletar três folhas maduras. Pesar cerca de 100 mg de tecido foliar, sem a nervura principal, e colocar em um almofariz. Com as luzes da sala apagadas, adicione no cada almofariz uma pitada rasa de carbonato de cálcio (CaCO3), uma pitada maior de areia lavada de rio para facilitar a extração dos pigmentos e cerca de 2 mL de acetona 80% (Figura 1).

Fig_1 (1).jpg

Figura 1. Preparação das amostras e extração de pigmentos

Após a adição do carbonato e da areia, macere o material vegetal até não ser percebido mais partículas sólidas. O material, deve ser, então, filtrado diretamente em um balão volumétrico de 10 mL. Após a completa filtração, deve-se completar o volume do balão com acetona a 80%.

Em seguida, deve-se fazer as leituras de absorbância nos seguintes comprimentos de onda: 480 nm, 645 nm, 663 nm e 720 nm (Figura 2).

fig_2-1

Figura 2. Filtrado e leitura da absorbância das amostras

Com os valores das absorbâncias, calcule o teor de clorofila “a”, clorofila “b”, clorofila “total” e de carotenoides; utilize, para tanto, as seguintes equações:

equacao_1

Os teores de clorofila são expressos em g.kg-1 MF


Resultados Esperados

Foram coletadas folhas e flores de distintas plantas, submetidas a diversas condições de luminosidade para determinar se existe ou não diferenças entre elas (Tabela 1). Os resultados mostram um conteúdo global mais elevado de clorofila “a” em comparação a clorofila “b” porque o primeiro pigmento é fundamental para os centros de reação enquanto a clorofila “b” é um dos pigmentos acessórios dos fotossistemas; presente apenas nos centros coletores de luz (Figura 3a).

Verificou-se que a espécies Polyscias scutellaria apresentou um maior teor de clorofila “b” (Figura 3a) em relação as demais espécies estudas. Isso provavelmente ocorreu porque as folhas dessa espécie foram coletadas em ambientes bem sombreados, onde predomina a atividade do fotossistema II, que é rico em clorofila “b”. É bem conhecido que plantas cultivadas sob condições de baixa luminosidade, têm menor relação entre clorofila a/b devido a uma elevação da clorofila b. A razão para isso se deve ao fato de que a clorofila “b” se concentra basicamente nos centros coletores de luz dos fotossistemas, que são maximizados em condições de baixa luminosidade. Por outro lado, altas irradiâncias, promovem o incremento nos pigmentos presentes no fotossistema I (Kühlbrandt et al. 1994), elevando, assim sua eficiência da conversão de energia luminosa em energia química (Figura 3d).

Fig_3 (1).jpg

Figura 3. Conteúdo de clorofila e carotenoides das diferentes espécies estudadas. Os dados representam a média e erro padrão (n = 3)

Pode-se ver observado, ainda, que os extratos vegetais, extraídos de pétalas de Bidens sulphurea apresentam um maior teor de carotenoides pelo mecanismo próprio da evolução genética das plantas com o propósito de atrair insetos polinizadores e a distribuição de sementes pelos herbívoros (Figura 4).

Fig_4 (1).jpg

Figura 4. Conteúdo de carotenoides das diferentes plantas coletadas. Os dados representam a média e erro padrão (n = 3)


Bibliografia complementar

Kühlbrandt W., Wang D.N. and Fujiyoshi Y. 1994. Atomic model of plant light-harvesting complex by electron crystalography. Nature 367: 614-621.


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