Hormonas vegetais

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Trabalho sobre hormonas vegetais do 10ºano

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Hormonas vegetais

  1. 1. 1 Hormonas Vegetais Escola Secundária de Arganil Curso de Ciências e Tecnologias Ano letivo 2013/2014 Disciplina: Biologia e Geologia Trabalho elaborado por: Ana Rita Mateus
  2. 2. 2 Índice Introdução...........................................................................................................................3 Experiência de Charles e Francis Darwin.................................................................................4 Experiência de Boysen-Jensen ...............................................................................................5 Experiência Fritz Went..........................................................................................................6 Conclusões das experiencias realizadas..............................................................................7 Movimento nas plantas ........................................................................................................8 Como é que as plantas respondem a estímulos … ?.................................................................9 Fito-hormonas......................................................................................................................9 Auxina .............................................................................................................................9 Giberelinas.....................................................................................................................10 Citocininas .....................................................................................................................10 Etileno ...........................................................................................................................11 Ácido abcísico.................................................................................................................11 Desenvolvimento das plantas e os sinais de luz.....................................................................12 Plantas de dia longo........................................................................................................12 Plantas de dia curto........................................................................................................12 Plantas neutras ou indiferentes.......................................................................................13 Revolução agrícola a que preço? .........................................................................................14 Atividade experimental – Fototropismo...............................................................................15 Conclusão..........................................................................................................................16 Webgrafia e Bibliografia.....................................................................................................16
  3. 3. 3 Introdução Todos os seres vivos possuem mecanismos para regular as suas condições fisiológicas e ajustar o seu funcionamento às condições ambientais. O desenvolvimento e equilíbrio das plantas, tal como nos outros seres vivos, das interações efetuadas entre o meio externo e o meio interno. O objetivo deste trabalho é descobrir quais os mecanismos garantem o equilíbrio das plantas e como estes atuam e onde atuam, de modo a responder à situação-problema: “Face às variações do meio externo, de que modo é que as plantas podem manter em equilíbrio o seu meio interno?”
  4. 4. 4 Experiência de Charlese FrancisDarwin Por volta de 1880, Charles Darwin junto com seu filho Francis Darwin realizaram algumas experiências de fototropismo, com o intuito de investigar a razão pela qual as plantas apresentam fototropismo, isto é, têm movimento condicionado pela luz. Para este estudo, Darwin utilizou plântulas (embrião contido na semente, que começa a desenvolver-se pela germinação) de gramíneas, com aveia, trigo e cevada. Estas plântulas emergem para o solo a primeira porção, o cleóptilo que é uma espécie de bainha protetora do caule que contem no interior as primeiras folhas. As experiências tinham sempre uma plântula de controlo, ou seja, uma plântula que não era condicionada por nenhum fator. Se a plântula fosse iluminadas uniformemente, isto é, com a mesma quantidade de luz em todas as direções, esta cresciam reta. E se a plântula fosse iluminada lateralmente, a plântula curvava em direção à luz. A partir destas duas experiencias, os Darwin realizaram outras experiencias. Os resultados das experiências seguintes de Charles Darwin e Francis Darwin foram os seguintes: Na plântula em que foi cortada a ponta do coleóptilo (ápice) a plântula não crescia. A plântula com o ápice coberto com uma capa opaca, a plântula cresceu na vertical, sem se curvar. Nas plântulas com o ápice coberto com uma capa transparente e com a base coberta com uma capa opaca, as plântulas curvaram-se na direção da luz. A partir das experiencias realizadas, Charles e Francis Darwin poderam concluir que a curvatura das plântulas em direção à luz dá-se devido a uma mensagem transmitida do ápice para a parte inferior do coleóptilo. Figura 1 – Resultados das experiencias de Charles Darwin e Francis Darwin
  5. 5. 5 Experiência de Boysen-Jensen Em 1910, Boysen-Jensen (tal como, Charles e Francis) realizou experiências, mas desta vez, para descobrir qual a Natureza da mensagem transmitida. Boysen-Jensen removeu o ápice da plântula e recolocou-o em diferentes tipos de lâminas. Ao remover o ápice da plântula a planta não crescia em direção á luz. Os resultados das experiências seguintes de Boysen-Jensen foram os seguintes: Figura 2 - Resultados das experiências de Boysen-Jensen Na plântula onde foi colocado de novo o ápices, a plântula cresceu em direção à luz. Na plântula onde ao recolocado o ápice sobre o coleóptilo com uma lâmina de gelatina entre eles, observou-se a curvatura da planta em direção à luz. Na plântula onde ao recolocado o ápice sobre o coleóptilo com uma lâmina de mica entre eles, observou-se que a plântula não se curvou em direção á luz, crescido na vertical. A partir das experiências realizadas, Boysen-Jensen concluiu que a mensagem transmitida era de natureza química, ou seja, era uma hormona produzida no ápice da plântula, pois ela atravessava uma substância porosa, a gelatina, mas não atravessava uma barreira intransponível, a placa de mica e chegava à região inferior do coleóptilo por difusão.
  6. 6. 6 Experiência Fritz Went Em 1926, Fritz Went realizou experiências, mas desta vez, para descobrir de que resultava o encurvamento coleóptilo. Went retirou a ponta de um coleóptilo de aveia e a colocou em uma placa de ágar (gelatina extraída de algas vermelhas) por algumas horas. Em seguida, pegou uma plântula sem a ponta do coleóptilo e pôs sobre ela a placa de ágar. O coleóptilo cresceu como se a ponta estivesse presente. Noutra plântula, sem a ponta do coleóptilo, colocou uma placa de ágar que não tinha recebido a ponta do coleóptilo: o crescimento não se verificou. Went supôs que alguma substância passava da ponta do coleóptilo para o ágar e deste para os coleóptilos cortados. A conclusão foi que na planta normal a ponta do coleóptilo produz uma substância que migra para os tecidos inferiores. Outro resultado conclusivo foi obtido quando a placa de ágar, que recebeu a ponta do coleóptilo, foi posta apenas de um lado de coleóptilo cortados: a plântula curvou-se para o lado oposto. Assim, Went concluiu que o lado com maior concentração da substância crescia mais que o lado oposto. Went chamou a essa substância auxina. A planta cresce em direção à luz, porque o lado mais escuro (lado mais afastado da luz) fica com células maiores devido à migração de auxina, o que provoca, mecanicamente uma curvatura do caule para o lado de onde vem a luz. Figura 3 - Experiência de Fritz Went
  7. 7. 7 Conclusões das experiencias realizadas Após a realização das experiencias anteriores, os investigadores concluíram que: O ápice do coleóptilo é influenciado pela luz; A partir do ápice do coleóptilo é enviada uma mensagem química, uma hormona vegetal (auxina), que, por difusão, chega à região inferior do coleóptilo; O encurvamento resulta de um crescimento desigual das células. As que estão mais afastadas da luz recebem maior quantidade de hormona e ficam mais longas do que as que ficam mais próximas da luz. O coleóptilo fica mais longo de um lado do que do outro, daí a inclinação.
  8. 8. 8 Movimento nas plantas Todos os seres vivos apresentam uma série de respostas a estímulos exteriores e interiores que contribuem para o crescimento e desenvolvimento das plantas. Essas respostas manifestam-se sob a forma de movimentos. Esses movimentos não são tão rápidos e evidentes como nos animais, sabe-se que todos os órgãos das plantas podem apresentar movimentos como o alongamento, a curvatura, a abertura e fecho de folhas e das flores. Os movimentos das plantas podem ser de dois tipos: → Tropismo - movimentos que as plantas desenvolvem, e que resultam em crescimento, em resposta a estímulos, na sua direção (positivo) ou em direção oposta (negativo). → Nastias - movimentos que não envolvam crescimento da planta em resposta a um estímulo. Consoante a natureza estímulo ambiental, os movimentos nas plantas são classificados como: Estímulo Tropismo Nastia Luz Fototropismo Fotonastia Temperatura Termotropismo Termonastia Água Hidrotropismo Hidrotropismo Gravidade Gravitropismo ------------------ Toque Tigmotropismo Tigmonastia Químico Quimiotropismo Quimionastia
  9. 9. 9 Como é que as plantas respondem a estímulos … ? Todas as reações implicam a produção de mensageiros químicos. São produzidos em determinados tecidos e transportadas pelo floema, para atuarem em células-alvo, exercendo uma resposta fisiológica, anatómica ou comportamental. Nas plantas, estes mensageiros químicos são designadas por fito-hormonas ou hormonas vegetais. Fito-hormonas As fito-hormonas são menos específicas do que as dos animais, quer ao nível das células, quer nos efeitos que provocam. Cada hormona pode ter diferentes efeitos, dependendo da sua concentração, local onde atua e do estado de desenvolvimento da planta. As fito-hormonas não atuam sozinhas. A produção coordenada de diferentes hormonas, ao mesmo tempo, permite às plantas sobreviver e reagir a diversas situações, como a mudança de estações ou mesmo mudanças súbitas das condições climatéricas. Controlando assim o desenvolvimento das plantas. As cinco principais fito-hormonas são: auxinas, giberelinas, citocininas, etileno e ácido abcísico. Auxina As auxinas estimulam o crescimento celular, o alongamento do caule, a formação da raiz e o desenvolvimento dos frutos; controlam o geotropismo e o fototropismo e retardam a queda de folhas e frutos. Dependendo da sua concentração as auxinas têm funções diferentes. As auxinas em elevada concentração inibem o alongamento dos caules e estimulam o crescimento das raízes, enquanto se as auxinas estiverem com baixa concentração inibem o crescimento das raízes e estimulam o alongamento do caule. Este efeito das auxinas consoante a sua concentração encontra-se exemplificado no gráfico seguinte: Gráfico1- Concentraçãode auxinase sua influência
  10. 10. 10 Giberelinas As giberelinas estimulam o alongamento das células e divisão celular, provocando, assim, o alongamento do caule, o crescimento das folhas, a floração de algumas plantas, a germinação de sementes e desenvolvimento dos frutos. Figura4.- A Gaillardia pulchella, planta bianual que, na ausência de giberelinas, tem no primeiro ano o aspeto evidenciado em (A) e, na presença de giberelinas, alcança o desenvolvimento evidenciado em (B), que noutras condições só surgirá no segundo ano, ou seja, é influencida pela hormona vegetal giberelina. Citocininas As citocininas estimulam a divisão celular; regulam o processo de transpiração das plantas (através do controlo da abertura do estoma) e em conjugação com as auxinas, são responsáveis pelo aparecimento dos órgãos nas plantas impedindo, ou retardando assim o envelhecimento desses órgãos. Figura5 - Efeito das citocininas por comparação ao efeito das auxinas e giberelinas.
  11. 11. 11 Etileno O etileno é um gás que influência o amadurecimento dos frutos e a queda de folhas e inibe a síntese da auxina e o crescimento das raízes. Ácido abcísico O ácido abcísico inibe o crescimento, promove a dormência nas plantas, bloqueando a germinação de sementes até que se reúnam as condições de ideais germinação e estimula o fecho do estoma e formação de raízes. Figura6- Efeito do etileno – amadurecimento de frutos Figura 7 – Ação do ácido abcísico no fecho dos estomas
  12. 12. 12 Desenvolvimento das plantas e os sinais de luz A floração é um caso de fotoperiodismo (umarespostadasplantasao fotoperíodo - número de horas diárias de luz natural). Há plantas de dia longo, plantas de dia curto e plantas indiferentes ou neutras respondendo a outros estímulos para florir. Na verdade, dados experimentais vieram mostrar que é a duração do período de obscuridade é que condiciona a floração, daí designa-se a duração mínima ou máxima de obscuridade capaz de provocar a floração de período crítico de obscuridade. Plantas de dia longo São plantas que florescem quando expostas a um fotoperíodo acima do período crítico de obscuridade. Quando esta planta estiver exposta a um fotoperíodo menor que o seu período crítico de obscuridade, ela cresce, mas não floresce. Algumas plantas que respondem deste modo são espinafre, aveia, rabanete, entre outras. Observe a resposta de uma planta de dia longa em relação à exposição à luz. Plantas de dia curto São as plantas que florescem quando submetidas à fotoperíodos abaixo do seu período crítico de obscuridade. Quando expostas a fotoperíodos maiores que o seu período crítico de obscuridade, estas plantas crescem, mas não florescem. Algumas plantas que respondem deste modo são morangueiro, crisântemo, café e orquídea. Figura 8 -Relação entre a luz e o desenvolvimento das plantas
  13. 13. 13 Plantas neutras ou indiferentes São as plantas que florescem independentemente do fotoperíodo ou que não respondem a um determinado fotoperíodo, como o tomateiro e o milho. Pesquisas sobre as respostas das plantas a fotoperíodos mostraram que o período crítico de obscuridade que a planta fica exposta deve ser contínuo, ao contrário dos períodos de iluminação que não precisam ser contínuos, pois a interrupção dos períodos de escuro leva a inibição da floração do vegetal. A resposta da planta (a floração) e ao fotoperíodo está relacionada com a ação de um pigmento chamado fitocromo, que é sensível à variação da luz desencadeando uma resposta fisiológica da planta como a origem do processo de germinação das sementes para a floração
  14. 14. 14 Revolução agrícola a que preço? Sabemos que as hormonas vegetais em pequenas concentrações são capazes de interferir em qualquer processo fisiológico das plantas, como, por exemplo, a emissão de raízes, alongamento de caules, abscisão de folhas e frutas, maturação de frutas, entre outros, tal como mostra a tabela seguinte: É possível, em laboratório, produzir hormonas vegetais e assim controlar o desenvolvimento de espécies vegetais com interesse alimentar. As fito-hormonas podem ter inúmeras aplicações na agricultura, no entanto, levantam-se algumas dúvidas no que diz respeito não só à saúde humana mas também ao equilíbrio do ambiente, por exemplo:  a comercialização e a dosagem na aplicação de fito-hormonas não são objeto de um controlo rigoroso  os frutos amadurecidos artificialmente e as plantas forçadas a crescer podem não ter o mesmo valor nutricional e, seguramente, não têm o mesmo sabor. Para além destas desvantagens existem outras ao nível do organismo humano. As hormonas vegetais quando absorvidas pelo organismo, são transportados para os diversos órgãos. A toxicidade depende do órgão afetado e da dose de contaminante ingerida. Com o aumento da dose ou a exposição prolongada, podem progressivamente vir a serem afetados outros órgãos, estes reguladores enganam o sistema endócrino levando-o a aceitar novas instruções que distorcem o funcionamento normal do organismo, o que conduz a vários problemas, incluindo disfunções do sistema reprodutivo, com consequências ao nível da capacidade de reprodução, do sistema imunitário e cancros. Hormona Vegetal Aplicação na agricultura Auxina antecipa a floração; controlaa quedaprecoce dosfrutos,a fimde obtermaior crescimento; estimula o enraizamento de estacas; promove o desenvolvimento de frutos sem semente; funciona com um herbicida seletivo; impede a formação das gemas nas batatas. Giberelinas interrompe a dormência das sementes; promove o desenvolvimento do ovário e a formação de frutos sem semente; substitui aação da luzna floraçãoem plantasque necessitamde muitas horas de luz para florir. Citocininas retarda a senescência e o amarelecimento das folhas. Etileno acelera a queda das folhas; promove o amadurecimento dos frutos. Ácido Abcísico provocaa dormênciade algumassementesque estariam em condições de germinar.
  15. 15. 15 A utilização de hormonas vegetais poderá conduzir, por outro lado, não só riscos para a saúde pública, mas também riscos ecológicos decorrentes do seu uso abusivo. Este tipo de uso pode provocar desequilíbrios ecológicos, ao favorecer o desenvolvimento de determinadas espécies vegetais e inibindo o crescimento de outras. Esta revolução agrícola precisa de ser controlada. É preciso equacionar as vantagens e os riscos e valorizar uma prática agrícola com sentido ético. Atividade experimental – Fototropismo A nossa experiência tinha como tema o fototropismo nas plantas. Não conseguimos obter os resultados esperados na experiência, uma vez que não houve tempo suficiente para a germinação das sementes ou estas poderiam ter alguns problemas. O principal objetivo deste trabalho experimental era observar se o desenvolvimento da planta era influenciado ou não pela luz. No entanto, através de pesquisas e do trabalho elaborado o que aconteceria era o fototropismo, um movimento de tropismo em resposta ao fator luz, ou seja, em resposta a um estímulo direcional de luz, a auxina produzida pela planta é transportada lateralmente para o lado sombreado. Assim, na parte aérea o lado sombreado sofre uma aceleração no seu crescimento, provocado pelo estímulo ao alongamento causado pelas auxinas, enquanto o lado iluminado tem seu crescimento inibido. Este crescimento diferencial faz com que a planta se curve em direção à luz, gerando um fototropismo positivo. Figura9 – Influência das auxinas no fototropismo
  16. 16. 16 Conclusão Tantos as plantas como os animais, incluindo os seres humanos, apresentam mecanismos de regulação do meio interno face às variações do meio externo. As fito- hormonas ou hormonas vegetais são, nas plantas, as responsáveis pela regulação do meio interno. As fito-hormonas geram respostas aos estímulos através de movimentos positivos (na direção do estímulo externo) ou negativos (opostas ao estimulo). O estudo das hormonas é importante para regular a germinação das plantas, controlar o desenvolvimento de culturas vegetais, controlar a frutificação e a maturação dos frutos e produzir determinados produtos hortícolas e flores durante todo o ano. O uso de hormonas vegetais na agricultura apresenta aspetos negativos ao nível do ambiente pois afeta outras plantas e o Homem. Webgrafia e Bibliografia SILVA, Amparo Dias da, et al; Terra, Universo de Vida- 2ª parte- Biologia; 1ºedição; Porto Editora; Porto, pp. 175-183; http://ceiciencia.files.wordpress.com/2012/09/hormonas-vegetais.pdf http://fisiologiavegetal.webnode.com.br/movimentos-vegetais/ http://pt.scribd.com/doc/36804158/11-Biologia-e-Geologia-10%C2%BA-Ano-Hormonas- Vegetais http://www.colegiovascodagama.pt/ciencias3c/decimo/unidade42.html http://www.notapositiva.com/trab_estudantes/trab_estudantes/biologia/biologia_trabalhos/ hormonasvegetais.htm http://www.slideshare.net/anakastro/fitohormonas http://www.youtube.com/watch?v=kVT7Id3WQak

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