fisiologia vegetal -...
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1) Introdução
A fisiologia vegetal é a parte da biologia que estuda o funcionamento do organismodas plantas, que inclui: a nutrição vegetal, o crescimento, a ação dos hormôniosvegetais e a floração.
Fisiologia Vegetal
2) Nutrição Vegetal
I) Elementos químicos essenciais às plantas
Macronutrientes: Elementos químicos necessários em quantidades relativamente grandes.
Micronutrientes: Elementos químicos necessários em pequenas quantidades.
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)
Fisiologia Vegetal
2) Nutrição Vegetal
I) 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, B, etc. Atuam como co-fatores de enzimas Necessários em quantidades pequenas
Fisiologia Vegetal
2) Nutrição Vegetal
II) Correção de solos deficientes em nutrientes
Adição de Adubos orgânicoso Restos de alimentoso Restos vegetaiso Fezes de animais
No processo de decomposição biológica (microrganismos) ocorre aliberação de elementos essenciais ao desenvolvimento das plantas.
Adição de Adubos químicoso Contém sais minerais com os seguintes macronutrientes: N, P, K
Obs.: A adubação excessiva pode causar a contaminação de lagos e rios, mortede animais, e possíveis problemas à saúde humana.
Fisiologia Vegetal
Calagem: aplica-se carbonato de cálcio (CaCO3) para acorreção de solos ácidos (ricos em Al) ou NH4NO3 em solosalcalinos.
2) Nutrição Vegetal
III) 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:
a) Simplasto: passando por dentro das célulasvia plasmodesmos.
a) Apoplasto: passando entre as células
Ao chegar na endoderme:
Simplasto
Apoplasto
Células contém estrias de Caspary (suberina)
o Ocorre a seleção dos sais minerais que entram no xilema
o Regulação da quantidade de água que pode entrar para dentro do xilema.
Fisiologia Vegetal
2) Nutrição Vegetal
IV) Condução da seiva Bruta
Pressão positiva da raiz Capilaridade
Fisiologia Vegetal
2) Nutrição Vegetal
IV) Condução da seiva Bruta
Sentido de condução da seiva bruta: raízes folhas Como a água sobe até as folhas?
Teorias existentes
I. Pressão positiva da raiz (contribui, mas não explica).o Transporte ativo de sais minerais para dentro do xilema (+).o Água penetra do solo para o xilema por osmose.o Problema: nem todas as plantas possuem esta característica.
II. Capilaridade (contribui, mas não explica).o As moléculas de água são capazes de subir espontaneamente em um
tubo de pequeno calibre.o Ocorre adesão entre moléculas de água e o tubo e também ligações de
hidrogênio entre as moléculas de água.o A água sobe até a força de adesão se igualar a força gravitacional.o Problema: o máximo que a água pode alcançar é meio metro de altura.
Fisiologia Vegetal
2) Nutrição Vegetal
IV) Condução da seiva Bruta
III. Teoria da tensão-coesão (Teoria de Dixon)
I. Ocorre transpiração foliarII. A pressão dentro do xilema das folhas diminuiIII. Ocorre fluxo de água no sentido: caule folhasIV. A pressão dentro do xilema do caule diminuiV. Ocorre o fluxo de água no sentido: raiz cauleVI. A coesão entre as moléculas de água e a tensão
existente na coluna de água no xilema permitema subida da água desde a raiz até as folhas.
Transpiração
Fisiologia Vegetal
Teoria mais aceita atualmente
2) Nutrição Vegetal
V) Nutrição orgânica das plantas
Plantas: autotróficas Produzem sua própria matéria orgânica por meio da fotossíntese CO2 + H2O + Luz C6H12O6 + O2
Trocas gasosas via estômatos
Estômatoo Estruturas
Duas células guarda (fotossintetizantes) Células subsidiárias (ao redor das cel. guarda) Ostiolo (abertura) entre as cel. guarda
CO2
O2
Fisiologia Vegetal
2) Nutrição Vegetal
V) Nutrição orgânica das plantas
Abertura
Entrada de K+Água entra nas células guardaCélulas guarda tornam-se túrgidasPromove a abertura do ostíolo
Fechamento
Saída de K+Água sai das células guarda
Células guarda tornam-se plasmolisadasOcorre o fechamento do ostiolo
Fisiologia Vegetal
2) Nutrição Vegetal
Fatores que determinam a abertura dos estômatos:
a) 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
b) Concentração de gás carbônico (CO2)
Baixas concentrações de CO2 Estômatos abrem Altas concentrações de CO2 Estômatos se fecham
c) 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
2) Nutrição Vegetal
VI) Condução de seiva elaborada
Teoria mais aceita: Fluxo de massa (Hipótese de Munch)
Como a matéria orgânica se movimenta no floema?
Folhas (órgãos fonte)o Floema possui maior concentração dematéria orgânica.
Raízes (órgãos dreno)o Floema possui menor concentração dematéria orgânica
FloemaXilema
Transpiração
Fonte(folhas)
Dreno(raízes)
A água passa do xilema para o floema, onde existemaior concentração de matéria orgânica (osmose)
Ao atingir o floema a água empurra as moléculasorgânicas 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
Glicose
Flo
em
a
Xilem
a
H2O
Folha
seiva elaborada
recebe glicose
ganha águapor osmose
volumeaumenta
Pressãoalta
seiva elaborada
perde glicose
perde águapor osmose
volumediminui
PressãoBaixa
Raiz
Fruto
fica hipertônica
fica hipotônica
seiva elaborada
perde glicose
perde águapor osmose
volumediminui
PressãoBaixa
fica hipotônica
Glicose
H2O
Condução da seiva elaborada
2) Nutrição Vegetal
VI) Condução de seiva elaborada
Fisiologia Vegetal
Experimento do fluxo de massa
Fatores que interferem na Fotossíntese
• Ambientais:
Intensidade Luminosa
Concentração de
CO2
Temperatura
• Fatores Internos:
Hereditariedade
Estado de Nutrição
do vegetal
Forma e Posição
das folhas
Quantidade de Clorofila
Grau de abertura dos estômatos
Fisiologia Vegetal
Fatores que afetam a fotossínteseLuminosidade
Ta
xa
re
lativa
de
fo
tossín
tese
Intensidade luminosa (lux)
Relação entre fotossíntese e respiração
•Fotossíntese: CO2 + 2 H2O C(H2O) + O2 + H2O
•Respiração: C(H2O) + O2 CO2 + 2 H2O
•A planta realiza fotossíntese duranteo dia ou durante a noite?
•E a respiração, é realizada duranteo dia ou durante a noite?
Plantas de Sol e de Sombras
• Heliófitas: Muita luz; Alto ponto de
compensação fótica. “Plantas desol”
• Umbrófitas: Pouca luz; Baixo ponto
de compensação fótica. “Plantasde sombra”
Fisiologia Vegetal
Plantas com Metabolismo CAM
Crassuláceas - Fecham os estômatos durante o dia e abrem-nos à noite para
captar CO2 e fabricar ácidos orgânicos. Ao amanhecer estes serão
degradados em CO2 novamente para a realização da fotossíntese.
Ex.:Kalanchoe
a) Auxina– Ácido Indolacético (AIA)– Descoberta por Charles Darwin (1881)– Local de produção: meristemas apical do caule, primórdios
foliares, folhas jovens, frutos e sementes
– Funções:
– I) Alongamento celular– II) Tropismos (movimentos vegetais)– III) Enraizamento de estacas– IV) Dominância apical– V) Desenvolvimento do caule e da raiz– VI) Efeito herbicida (2,4 – D)
Fitormônios
3) Hormônios Vegetais
a) Auxina
I) Alongamento celular
Membranaplasmática
Parede celular
Auxinasestimulam
Proteína bombeadora
de H+ Expansinas
Molécula de celulose
Molécula de celulose sofrem alongamento
Expansão da parede celular
Alongamento celular
Parede celular
Fisiologia Vegetal
3) Hormônios Vegetais
a) Auxina
II) Tropismos
As auxinas controlam os tropismos: movimentos de curvatura da planta em resposta aum determinado estímulo.
i. 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
3) Hormônios Vegetais
i. Fototropismo
Caule: 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
CauleFototropismo
(+)
↓auxina↑alongamento
↑ auxina↑ alongamento
AuxinaRaiz
Fototropismo (-)
Fisiologia Vegetal
Auxinas e gravitropismo
Plantas de tomate fotografadas no momento em que os vasos foram colocados em posição horizontal (à esquerda) e no dia seguinte (à direita).
3) Hormônios Vegetais
ii. Gravitropismo (Geotropismo)
Tipo de tropismo em que a fonte estimuladora do movimento é a força gravitacional
Caule: gravitropismo negativoRaiz: 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
3) Hormônios Vegetais
a) Auxina
III) Enraizamento de estacas
Por estímulo da auxina, raízes adventícias podemsurgir a partir de estacas (mudas).
IV) Desenvolvimento de raiz e caule
Raiz, mais sensível a auxina que o caule
Uma concentração que induza ocrescimento ótimo do caule, tem efeitoinibidor sobre o crescimento da raiz.
Fisiologia Vegetal
3) Hormônios Vegetais
a) Auxina
V) 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 sedesenvolver e novos ramos se desenvolvem.
Fisiologia Vegetal
3) Hormônios Vegetais
b) Citocinina
Funções na planta
I. Estimula a divisão celularII. Estimula a morfogênese (diferenciação dos tecidos da planta)III. Estimula o alongamento caulinarIV. Promove o retardo do envelhecimento da planta (senescência)V. 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 células (calo)
calo raízes Caules e folhas
Fisiologia Vegetal
3) Hormônios Vegetais
c) Etileno (Gás Eteno – C2H4)
Funções na planta
I. Promove a germinação em plantas jovens.II. Promove o amadurecimento dos frutosIII. Promove o envelhecimento celular (senescência)IV. Estimula a floraçãoV. 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
3) Hormônios Vegetais
d) Giberelina
I. Promove o crescimento dos frutos partenocárpicosII. Promove o alongamento caulinarIII. Realiza a mobilização das reservas da semente para o embriãoIV. Quebra a dormência em sementes e gemas (primavera)
Germinação das sementes
Desenvolvimento de frutos partenocárpicos
(sem fecundação).
Fisiologia Vegetal
Giberelinas
Uvas nas quais foi aplicada giberelina.
Efeito de diferentes concentrações de giberelina sobre o crescimento do caule de plantas anãs de ervilha
Microgramas de giberelina aplicada
3) Hormônios Vegetais
e) Ácido abscísico (ABA)
I. Promove a dormência em gemas e sementes (inverno)II. Promove o fechamento estomático (falta de água no solo)III. Induz o envelhecimento de folhas, frutos e flores.
Sementes dormentes no período do inverno por ação do ácido abscísico
Fisiologia Vegetal
3) Hormônios Vegetais (Fitormônios)
Fisiologia Vegetal
Desconhecido;
acredita-se que seja
através do xilema.
Desconhecido;
acredita-se que
um dos locais de
sua produção seja
a extremidade das
raízes.
Estimula as divisões celulares
e o desenvolvimento
das gemas; participa da
diferenciação dos tecidos e
retarda o envelhecimento
dos órgãos.
Citocinina
Provavelmente
através do xilema
Meristemas, frutos e
sementes
Promove a germinação
de sementes e o
desenvolvimento de brotos;
estimula o alongamento do
caule e das folhas, a floração e
o desenvolvimento de frutos.
Giberelina
Células do floema
Meristemas do
caule, primórdios
foliares, folhas
jovens, frutos e
sementes
Estimula o alongamento
celular; atua no fototropismo,
no geotropismo, na dominância
apical e no desenvolvimento dos
frutos.
Auxina
TransporteLocal de produçãoPrincipais funçõesHormônio
Desconhecido;
acredita-se que seja
através do xilema.
Desconhecido;
acredita-se que
um dos locais de
sua produção seja
a extremidade das
raízes.
Estimula as divisões celulares
e o desenvolvimento
das gemas; participa da
diferenciação dos tecidos e
retarda o envelhecimento
dos órgãos.
Citocinina
Provavelmente
através do xilema
Meristemas, frutos e
sementes
Promove a germinação
de sementes e o
desenvolvimento de brotos;
estimula o alongamento do
caule e das folhas, a floração e
o desenvolvimento de frutos.
Giberelina
Células do floema
Meristemas do
caule, primórdios
foliares, folhas
jovens, frutos e
sementes
Estimula o alongamento
celular; atua no fototropismo,
no geotropismo, na dominância
apical e no desenvolvimento dos
frutos.
Auxina
TransporteLocal de produçãoPrincipais funçõesHormônio
Difusão através
dos espaços
entre as células.
Diversas partes da planta
Induz o amadurecimento
de frutos; atua na abscisão das
folhas.
Etileno
Provavelmente
através dos
vasos condutores
de seiva.
Folhas, coifa e caule
Inibe o crescimento;
promove a dormência
de gemas e de sementes; induz
o envelhecimento de folhas,
flores e frutos; provoca o
fechamento dos estômatos.
Ácido
abscísico
TransporteLocal de produçãoPrincipais funçõesHormônio
Difusão através
dos espaços
entre as células.
Diversas partes da planta
Induz o amadurecimento
de frutos; atua na abscisão das
folhas.
Etileno
Provavelmente
através dos
vasos condutores
de seiva.
Folhas, coifa e caule
Inibe o crescimento;
promove a dormência
de gemas e de sementes; induz
o envelhecimento de folhas,
flores e frutos; provoca o
fechamento dos estômatos.
Ácido
abscísico
TransporteLocal de produçãoPrincipais funçõesHormônio
Fisiologia Vegetal
Tipos de MovimentosMovimentos de Curvatura
• Tropismos (crescimento) – Orientado (+/-)
• Nastismos (Abertura e Fechamento) – Não-orientado
Movimentos de Deslocamento• Tactismo (transporte) – Orientado (+/-)
Fisiologia Vegetal
Tactismo (transporte):
Quimiotactismo (anterozóide e arquegônio)
Fototactismo (Cloroplasto aproxima da luz fraca)
Fisiologia Vegetal
4) Fotoperiodismo
É o mecanismo de floração que algumas plantas angiospermas possuem em respostaao 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.
I. Plantas de dia-curto: Florescem quando a duração do período iluminado é inferior aoseu fotoperíodo crítico. Ex.: morangueiro e crisântemo
II. Plantas de dia-longo: Florescem quando a duração do período iluminado é maior que oseu fotoperíodo crítico. Ex.: íris, espinafre e alface.
III. Plantas indiferentes: A floração não depende do fotoperíodo. Ex.: Tomateiro, feijão decorda e dentálio.
Fisiologia Vegetal
Fisiologia Vegetal
Fitocromos e desenvolvimento
Fatores que afetam a conversão da forma inativa do fitocromo(Pr) para a forma ativa (Pfr) e vice-versa.
4) Fotoperiodismo
a) 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
4) Fotoperiodismo
a) 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
4) Fotoperiodismo
Estudos posteriores revelaram que não é o período de luminosidadediária que efetua a floração, mas sim o período de escuro ao qual a plantaé 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
4) Fotoperiodismo
Interrompendo o período noturno por umbreve período luminoso a planta de dia-curto, não floresce, pois na verdade elanecessita é de uma “noite longa” contínua.
Não Floresce
Floresce
Interrompendo o período noturno por umbreve período luminoso a planta de dia-longo floresce, pois como ela necessita de“noite curta” para florescer a interrupçãoda noite longa faz com que a noite se tornecurta para planta e ela floresce.
Fisiologia Vegetal
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