Aula fisiologia vegetal

Aula fisiologia vegetal

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  Fisiologia Vegetal
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  Introdução A fisiologiavegetal é a parte da biologia que estuda o funcionamento do organismo das plantas, que inclui: a nutrição vegetal, o crescimento, a ação dos hormônios vegetais e a floração. Fisiologia Vegetal
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  2) Nutrição VegetalI) Elementos químicos essenciais às plantas Macronutrientes: Elementos químicos necessários em quantidades relativamente grandes. Micronutrientes: Elementos químicos necessários em pequenas quantidades. Fisiologia Vegetal Macronutrientes Micronutrientes Hidrogênio (H) Cloro (Cl) Carbono (C) Ferro (Fe) Oxigênio (O) Boro (B) Nitrogênio (N) Manganês (Mn) Fósforo (P) Sódio (Na) Cálcio (Ca) Zinco (Zn) Magnésio (Mg) Cobre (Cu) Potássio (K) Níquel (Ni)
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  2) Nutrição VegetalI) Elementos químicos essenciais às plantas Macronutrientes C, H, O, N, P (são os principais constituintes das moléculas orgânicas) Ca (constituição da lamela média) K (regulador da pressão osmótica no interior da célula vegetal) Mg (componente da clorofila) Micronutrientes Na, Cl, Cu, Zn, Fe, Bo, etc. Atuam como co-fatores de enzimas Necessários em quantidades pequenas Fisiologia Vegetal
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  2) Nutrição VegetalII) Correção de solos deficientes em nutrientes Adição de Adubos orgânicos Restos de alimentos Restos vegetais Fezes de animais No processo de decomposição biológica (microrganismos) ocorre a liberação de elementos essenciais ao desenvolvimento das plantas. Adição de Adubos químicos Contém sais minerais com os seguintes macronutrientes: N, P, K Obs.: A adubação excessiva pode causar a contaminação de lagos e rios, morte de animais, e possíveis problemas à saúde humana. Fisiologia Vegetal Calagem: aplica-se carbonato de cálcio (CaCO3) para a correção de solos ácidos (ricos em Al).
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  2) Nutrição VegetalIII) Absorção de água e sais pelas raízes Local de absorção nas raízes: zona pilífera Após atravessar a epiderme: A água se locomove em direção ao xilema via: Simplasto: passando por dentro das células via plasmodesmos. Apoplasto: passando entre as células Ao chegar na endoderme: Simplasto Apoplasto Células contém estrias de Caspary (suberina) Ocorre a seleção dos sais minerais que entram no xilema Regulação da quantidade de água que pode entrar para dentro do xilema. Fisiologia Vegetal
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  2) Nutrição VegetalIV) Condução da seiva Bruta Pressão positiva da raiz Capilaridade Fisiologia Vegetal
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  2) Nutrição VegetalIV) Condução da seiva Bruta Sentido de condução da seiva bruta: raízes  folhas Como a água sobe até as folhas? Teorias existentes Pressão positiva da raiz (contribui, mas não explica). Transporte ativo de sais minerais para dentro do xilema (+). Água penetra do solo para o xilema por osmose. Problema: nem todas as plantas possuem esta característica. Capilaridade (contribui, mas não explica). As moléculas de água são capazes de subir espontaneamente em um tubo de pequeno calibre. Ocorre adesão entre moléculas de água e o tubo e também ligações de hidrogênio entre as moléculas de água. A água sobe até a força de adesão se igualar a força gravitacional. Problema: o máximo que a água pode alcançar é meio metro de altura. Fisiologia Vegetal
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  2) Nutrição VegetalCondução da seiva Bruta III. Teoria da tensão-coesão (Teoria de Dixon) Ocorre transpiração foliar A pressão dentro do xilema das folhas diminui Ocorre fluxo de água no sentido: caule  folhas A pressão dentro do xilema do caule diminui Ocorre o fluxo de água no sentido: raiz  caule A coesão entre as moléculas de água e a tensão existente na coluna de água no xilema permitem a subida da água desde a raiz até as folhas. Transpiração Fisiologia Vegetal Teoria mais aceita atualmente
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  2) Nutrição VegetalNutrição orgânica das plantas Plantas: autotróficas Produzem sua própria matéria orgânica por meio da fotossíntese CO 2 + H 2 O + Luz  C 6 H 12 O 6 + O 2 Trocas gasosas via estômatos Estômato Estruturas Duas células guarda (fotossintetizantes) Células subsidiárias (ao redor das cel. guarda) Ostiolo (abertura) entre as cel. guarda CO 2 O 2 Fisiologia Vegetal
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  Fisiologia Vegetal
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  2) Nutrição VegetalNutrição orgânica das plantas Abertura Entrada de K+ Água entra nas células guarda Células guarda tornam-se túrgidas Promove a abertura do ostíolo Fechamento Saída de K+ Água sai das células guarda Células guarda tornam-se plasmolizadas Ocorre o fechamento do ostiolo Fisiologia Vegetal
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  2) Nutrição VegetalFatores que determinam a abertura dos estômatos: Luminosidade Estimula a abertura dos estômatos Maioria das plantas (abrem estômatos durante o dia) e os fecham (à noite) Dia  luz  fotossíntese  abertura dos estômatos  trocas gasosas Concentração de gás carbônico (CO 2 ) Baixas concentrações de CO 2  Estômatos abrem Altas concentrações de CO 2  Estômatos se fecham Disponibilidade de água Pouca água no solo  estômatos se fecham Muita água no solo  estômatos abrem Adaptação à economia hídrica Adaptação à fotossíntese Fisiologia Vegetal
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  2) Nutrição VegetalVI) Condução de seiva elaborada Teoria mais aceita: Fluxo de massa Como a matéria orgânica se movimenta no floema? Folhas (órgãos fonte) Floema possui maior concentração de matéria orgânica. Raízes (órgãos dreno) Floema possui menor concentração de matéria orgânica Floema Xilema Transpiração Fonte (folhas) Dreno (raízes) A água passa do xilema para o floema, onde existe maior concentração de matéria orgânica (osmose) Ao atingir o floema a água empurra as moléculas orgânicas para o seu destino onde serão assimiladas Então, o que faz com que a água se movimente no interior do floema é a diferença de pressão osmótica existente entre o órgão fonte (folhas) e o dreno (raízes) Fisiologia Vegetal
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  2) Nutrição VegetalVI) Condução de seiva elaborada Fisiologia Vegetal Experimento do fluxo de massa
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  Fisiologia Vegetal Retirandoum anel completo da casca (anel de Malpighi) que envolve o vegetal, interrompemos a distribuição de seiva elaborada em direção à raiz, pois os vasos liberianos são lesados, levando à morte das raízes depois de certo tempo. Com a morte das raízes, não ocorre absorção de água e sais minerais do solo e, conseqüentemente, ocorrerá a morte do vegetal, pois as folhas não receberão mais água.
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  3) HormôniosVegetais Também chamados de fitormônios. Regulam o funcionamento fisiológico das plantas. São cinco hormônios vegetais: Auxina, Citocinina, Etileno, Giberelina e Ácido Abscísico. Auxina Ácido Indolacético (AIA) Descoberta por Charles Darwin (1881) Local de produção: gema apical do caule Funções: I) Alongamento celular II) Tropismos (movimentos vegetais) III) Enraizamento de estacas IV) Dominância apical V) Desenvolvimento do caule e da raiz Fisiologia Vegetal
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  Hormônios Vegetais AuxinaI) Alongamento celular Membrana plasmática Parede celular Auxinas estimulam Proteína bombeadora de H + Expansinas Molécula de celulose Molécula de celulose sofrem alongamento Expansão da parede celular Alongamento celular Parede celular Fisiologia Vegetal
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  Hormônios Vegetais AuxinaII) Tropismos As auxinas controlam os tropismos: movimentos de curvatura da planta em resposta a um determinado estímulo. Fototropismo Tipo de tropismo em que a fonte estimuladora do movimento da planta é a luz. Quando a planta é iluminada a auxina migra para o lado oposto ao da luz Fisiologia Vegetal
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  Hormônios Vegetais FototropismoCaule: O excesso de auxina estimula o alongamento celular (fototropismo positivo) Raiz: O excesso de auxina inibe o alongamento celular (fototropismo negativo) Caule Raiz luz luz luz Caule Fototropismo (+) ↓ auxina ↑ alongamento ↑ auxina ↑ alongamento Auxina Raiz Fototropismo (-) Fisiologia Vegetal
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  Hormônios Vegetais ii. Gravitropismo (Geotropismo) Tipo de tropismo em que a fonte estimuladora do movimento é a força gravitacional Caule: gravitropismo negativo Raiz: gravitropismo positivo raiz caule Força da gravidade faz com que a auxina se acumule na região inferior da planta. Planta em posição horizontal Caule ↑ auxina ↑ alongamento Raiz ↓ auxina ↑ alongamento Fisiologia Vegetal
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  Hormônios Vegetais Obs.: Nastismos Movimentos que ocorrem em resposta a um estímulo, mas que não são orientados pela fonte estimuladora. Não há participação de Auxina Ex: Plantas insetívoras (carnívoras) e sensitivas. Vídeo: planta sensitiva Vídeo: planta carnívora Planta carnívora (Dioneia) Planta sensitiva Mimosa pudica Fisiologia Vegetal
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  Hormônios Vegetais Videomostrando movimentos vegetais Vídeo Fisiologia Vegetal
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  Hormônios Vegetais AuxinaIII) Enraizamento de estacas Por estímulo da auxina, raízes adventícias podem surgir a partir de estacas (mudas). IV) Desenvolvimento de raiz e caule Raiz, mais sensível a auxina que o caule Uma concentração que induza o crescimento ótimo do caule, tem efeito inibidor sobre o crescimento da raiz. Fisiologia Vegetal
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  Hormônios Vegetais AuxinaV) Dominância Apical A auxina produzida na gema apical do caule exerce inibição sobre as gemas laterais, mantendo-as em estado de dormência. Se a gema apical for retirada (técnica de poda) as gemas laterais passam a se desenvolver e novos ramos se desenvolvem. Fisiologia Vegetal
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  Hormônios Vegetais b) Citocinina Funções na planta Estimula a divisão celular Estimula a morfogênese (diferenciação dos tecidos da planta) Estimula o alongamento caulinar Promove o retardo do envelhecimento da planta (senescência) Quebra a dominância apical e promove o desenvolvimento das gemas laterais. Auxina e citocinina podem ser utilizadas em conjunto para promoverem a diferenciação celular em vegetais e a formação de plantas inteiras a partir de um conjunto de céulas (calo) calo raízes Caules e folhas Fisiologia Vegetal
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  Hormônios Vegetais c) Etileno (Gás Eteno – C 2 H 4 ) Funções na planta Promove a germinação em plantas jovens. Promove o amadurecimento dos frutos Promove o envelhecimento celular (senescência) Estimula a floração Promove a abscisão foliar (queda das folhas) No cultivo de banana é comum realizar a queima da serragem, pois há liberação do gás etileno Etileno promove o amadurecimento do fruto. Etileno promove a queda das folhas (abscisão foliar) Fisiologia Vegetal
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  Hormônios Vegetais d) Giberelina Promove o crescimento dos frutos partenocárpicos Promove o alongamento caulinar Realiza a mobilização das reservas da semente para o embrião Quebra a dormência em sementes e gemas (primavera) Germinação das sementes Desenvolvimento de frutos partenocárpicos (sem fecundação). Fisiologia Vegetal
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  Hormônios Vegetais e) Ácido abscísico (ABA) Promove a dormência em gemas e sementes (inverno) Promove o fechamento estomático (falta de água no solo) Induz o envelhecimento de folhas, frutos e flores. Sementes dormentes no período do inverno por ação do ácido abscísico Fisiologia Vegetal
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  4) FotoperiodismoÉ o mecanismo de floração que algumas plantas angiospermas possuem em resposta ao período de luminosidade diária (fotoperíodo). Fotoperíodo crítico: (FPC) Valor em horas de iluminação que determina a floração ou não de uma planta. O fotoperíodo crítico é específico de cada espécie. Plantas de dia-curto: Florescem quando a duração do período iluminado é inferior ao seu fotoperíodo crítico. Plantas de dia-longo: Florescem quando a duração do período iluminado é maior que o seu fotoperíodo crítico. Plantas indiferentes: A floração não depende do fotoperíodo. Fisiologia Vegetal
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  4) Fotoperiodismoa) Plantas de dia-curto Fotoperíodo crítico da espécie = 11 hs 16 hs 8 hs 8 hs 16 hs Floresce quando submetida a um período de luminosidade inferior ao seu fotoperíodo crítico. Não floresce Floresce Dia Noite Dia Noite Verão Inverno Fisiologia Vegetal
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  4) Fotoperiodismoa) Plantas de dia-longo Fotoperíodo crítico da espécie = 15 hs 16 hs 8 hs 8 hs 16 hs Floresce quando submetida a um período de luminosidade superior ao seu fotoperíodo crítico. floresce Não Floresce Dia Noite Dia Noite Verão Inverno Fisiologia Vegetal
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  Fotoperiodismo Estudos posterioresrevelaram que não é o período de luminosidade diária que efetua a floração, mas sim o período de escuro ao qual a planta é submetida. Plantas de dia-curto: necessitam de uma “noite longa” para florescer Plantas de dia-longo: necessitam de uma “noite curta” para florescer. Fisiologia Vegetal
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  Fotoperiodismo Interrompendo operíodo noturno por um breve período luminoso a planta de dia-curto, não floresce, pois na verdade ela necessita é de uma “noite longa” contínua. Não Floresce Floresce Interrompendo o período noturno por um breve período luminoso a planta de dia-longo floresce, pois como ela necessita de “noite curta” para florescer a interrupção da noite longa faz com que a noite se torne curta para planta e ela floresce. Fisiologia Vegetal
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  Exercícios Fisiologia Vegetal
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  A que conclusõeso experimento permite chegar? Seria o dia ou a noite que realmente interfere na floração?
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  Sabe-se que umaplanta daninha de nome “striga”, com folhas largas e nervuras peninérveas, invasora de culturas de milho, arroz, cana e de muitas outras espécies de gramíneas na Ásia e na África, é a nova dor de cabeça dos técnicos agrícolas no Brasil. Sabe-se também que algumas auxinas sintéticas são usadas como herbicidas porque são capazes de eliminar dicotiledôneas e não agem sobre monocotiledôneas. Qual seria o resultado da aplicação de um desses herbicidas no combate à “striga” invasora em um canavial? E em uma plantação de tomates? Explique sua resposta. b) Indique uma auxina natural e mencione uma de suas funções na planta. A “striga” e os tomateiros morreriam porque são dicotiledôneas. No canavial só morreria a “striga” porque a cana é monocotiledônea. Ácido Indolacético (AIA) Alongamento Celular Tropismos Enraizamento de estacas Dominância Apical Desenvolvimento do caule e da raiz Unicamp 99
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  A transpiração éimportante para o vegetal por auxiliar no movimento de ascensão da água através do caule. A transpiração nas folhas cria uma força de sucção sobre a coluna contínua de água do xilema: à medida que esta se eleva, mais água é fornecida à planta. a) Indique a estrutura que permite a transpiração na folha e a que permite a entrada de água na raiz. b) Mencione duas maneiras pelas quais as plantas evitam a transpiração. c) Se a transpiração é importante, por que a planta apresenta mecanismos para evitá-la? Unicamp 2000 Estômatos (folhas) e pêlos absorventes (raiz) Fechando os estômatos e produzindo camada de cutícula sobre a epiderme foliar. Pois pela transpiração a planta perde água que é fundamental para a ocorrência dos processos metabólicos no organismo vegetal.
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  Uma alteração climáticamuito noticiada é o “efeito estufa”, que se atribui ao aumento da concentração de gases como o CO2 na atmosfera. Segundo algumas previsões, esse fenômeno poderá causar um aumento de 3 °C na temperatura média do planeta nos próximos 100 anos. A figura abaixo mostra o crescimento relativo de duas espécies de plantas em função da temperatura ambiente. Unicamp 2000 Em um local com temperatura média de 20 °C convivem as espécies A e B. Qual das duas espécies seria beneficiada pelo aumento previsto de temperatura? Explique. Espécie A, pois em 20ºC esta espécie possui o crescimento ótimo e acima dessa temperatura sua taxa de crescimento decresce, ao contrário da planta B que a partir de 20ºC passa a ter uma maior taxa de crescimento relativo.
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  Uma alteração climáticamuito noticiada é o “efeito estufa”, que se atribui ao aumento da concentração de gases como o CO2 na atmosfera. Segundo algumas previsões, esse fenômeno poderá causar um aumento de 3 °C na temperatura média do planeta nos próximos 100 anos. A figura abaixo mostra o crescimento relativo de duas espécies de plantas em função da temperatura ambiente. Unicamp 2002 c) A escassez de água no solo afeta negativamente o crescimento da planta. Por quê? Com pouca disponibilidade de água no solo as plantas necessitam fechar estômatos para evitar a desidratação, logo o CO2 não entra na folha e o processo fotossintético permanece interrompido.
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  Unicamp 2003 Crisântemo,pois requer fotoperíodo diário menor que12:30 horas o que é vantajoso pois nos períodos de dia curto em Fortaleza esta espécie florescerá. No caso do “brinco de princesa”, não ocorrerá a floração, que neste caso depende de, no mínimo, 13 horas diárias de luz. A planta não floresceria, porque o controle da floração depende da existência de períodos contínuos de escuridão.