curso de fisiologia vegetal

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECNCAVO DA BAHIACENTRO DE CINCIAS AGRRIAS, AMBIENTAIS E BIOLGICASGRUPO DE PESQUISA MANEJO DE PLANTAS EM ECOSSISTEMAS NEOTROPICAIS

CURSO DE FISIOLOGIA VEGETAL

Professor: Clovis Pereira Peixoto

Cruz das Almas - BAMaro 2011

FICHA CATALOGRFICA

P379 Peixoto Clovis Pereira Curso de Fisiologia vegetal/Clovis Pereira Peixoto. Cruz das Almas, BA. 2010. 177f.; il. Apostila de Aulas (Fisiologia Vegetal) Centro de Cincias agrrias, Ambientais e Biolgicas 1. Plantas - relaes hdricas. 2. Plantas fotossntese. 3. Plantas respirao. 4. crescimento. I. Titulo. CDD 20 ed. 581.1

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APRESENTAO

A Fisiologia Vegetal, rea da cincia que procura compreender as funes e mecanismos vitais das plantas, ocupa cada vez mais um papel importante na formao de bilogos e profissionais das diversas modalidades agrrias (agrnomos, zootcnicos, engenheiros florestais e licenciados em cincias agrcolas). O desenvolvimento da biotecnologia, de tecnologias agroflorestais sustentveis e menos agressivas ao meio ambiente, da agricultura de preciso, de cultivares mais eficientes de uso de nutrientes e resistentes a estresses exige conhecimentos sobre processos fisiolgicos bsicos. A Fisiologia Vegetal, alm de cincia bsica, deve ser parte integrante da formao cientfica e biotecnolgica dos nossos estudantes que, em sua vida profissional, estaro buscando solucionar problemas ou participando da formao de novos estudantes em todos os nveis de ensino. As dificuldades encontradas no processo de ensinoaprendizagem guardam uma estreita relao com as prprias caractersticas da Fisiologia Vegetal como cincia e com os meios que dispomos para ensin-la. Cabe destacar a interdisciplinaridade dessa rea. Os conhecimentos fisiolgicos integram fundamentos de biologia celular, anatomia (forma e funo so indissociveis), bioqumica, qumica geral e fsica como ferramentas conceituais ou instrumentais. Isto significa que a formao prvia do aluno afeta o aprendizado da fisiologia vegetal. Este trabalho visa atender aos alunos dos CURSOS DE AGRONOMIA E ENGENHARIA FLORESTAL DA UFRB, sendo este, nos diferentes captulos, uma reviso simplificada sobre Relaes Hdricas nas Plantas, a Utilizao da Radiao Solar pelas plantas e do Crescimento e Desenvolvimento das Plantas, permitindo que o leitor tenha uma noo geral de cada tema tratado, e caso queira aprofundar, poder utilizar-se das bibliografias sugeridas e/ou buscar aquelas mais especficas.

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Professor Doutor Associado Clovis Pereira Peixoto, CCAAB/UFRB

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SUMRIO

Apresentao Introduo ao curso Relaes hdricas Capitulo 1 gua: Estrutura e Funes 1.1 Importncia 1.2 Estrutura molecular 1.3 Propriedades 1.4 Algumas funes fisiolgicas da gua Referncias Bibliogrficas Capitulo 2 Difuso, Osmose e Embebio 2.1 Introduo 2.2 Difuso 2.3 Estabelecimento de um gradiente de potencial qumico 2.4 O potencial gua 2.5 Relaes osmticas das clulas vegetais 2.6 Plamlise e deplasmlise 2.7 Potencial mtrico ou Embebio Referncias Bibliogrficas Capitulo 3 Transpirao 3.1 Importncia 3.2 Natureza 3.3 Magnitude 3.4 Tipos de transpirao 3.5 Fatores externos 3.6 Fatores intrnsecos 3.7 Movimento estomtico Referncias Bibliogrficas Capitulo 4 Absoro e Transporte 4.1 Importncia 4.2 Absoro de gua 4.3 Mecanismos de absoro Referncias Bibliogrficas

3 8 18 18 19 21 24 25 26 26 27 28 29 30 34 35 36 37 37 39 39 40 41 42 43 46 47 47 47 49 51 52 52 53 54 56 61 62

Capitulo 5 Dficit hdrico5.1 Importncia 5.2 Parmetros indicativos do dficit hdrico 5.3 Desenvolvimento do dficit hdrico 5.4 Efeito do dficit hdrico nos processos fisiolgicos Referncias Bibliogrficas Capitulo 6 Adaptao ao dficit hdrico e mecanismos de resistncia

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seca 6.1 Introduo 6.2 Classificao de plantas quanto seca 6.3 Mecanismos de adaptao 6.4 Controle do dficit hdrico 6.5 Aspectos benficos do dficit hdrico 6.6 Resistncia a seca Referncias Bibliogrficas Capitulo 7 Utilizao da radiao solar Fotossntese: fase fotoqumica 7.1 Introduo 7.2 Luz e energia 7.3 Stio da fotossntese 7.4 Unidade fotossinttica 7.5 Sistemas de pigmento 7.6 Modelos de reaes luz Referncias Bibliogrficas Capitulo 8 Fotossntese: fase bioqumica 8.1 Introduo 8.2 Fixao do carbono 8.2.1 Ciclo de Calvin-Bhenson-Basham 8.2.2 O ciclo de Hatch-Slack-Kortschak 8.2.3 Fixao do CO2 em plantas CAM Referncias Bibliogrficas Capitulo 9 Fotorrespirao e produtividade 9.1 Introduo 9.2 Fotorrespirao 9.2.1 Metabolismo do P-glicolato 9.3 Fotorrespirao e produtividade em pantas C3 e C4 9.4 Fatores da fotorrespirao 9.5 Ponto de Compensao 9.6 Caractersiticas diferenciais entre plantas C3 e C4 9.7 Por que a fotorrespirao? Referncias Bibliogrficas Capitulo 10 Fisiologia comparada de plantas C3, C4 e CAM 10.1 Introduo 10.2 Classificao quanto cintica de fixao de CO2 10.3 Fisiologia comparada C3 C4 e CAM Referncias Bibliogrficas Capitulo 11 Bioqumica da respirao 11.1 Conceito e Importncia 11.2 Principais substratos 11.3 Fases da respirao glicoltica

62 63 65 67 68 68 69 70 70 73 74 76 77 78 81 82 82 83 84 85 88 89 90 90 90 91 93 94 94 94 95 97 98 98 99 100 106 107 108 108 1095

11.4 Balano energtico 11.5 Via fermentativa 11.6 Via pentose-fosfato 11.7 Desdobramento dos lipdios 11.8 Desdobramento das protenas Referncias Bibliogrficas Capitulo 12 Medida, respirao nos rgos e fatores que afetam 12.1 Introduo 12.2 Medidas da respirao 12.3 Respirao nos rgos 12.4 Fatores que afetam 12.5 Venenos respiratrios Referncias Bibliogrficas Captulo 13 Reguladores vegetais 13.1 Introduo 13.2 Hormnios vegetais e fitorreguladores 13.2.1 Principais hormnios vegetais 13.2.1.1 Auxinas 13.2.1.2 Giberelinas 13.2.1.3 Citocininas 13.2.1.4 Etileno 13.2.2 Inibidores (cido abscsico) 13.2.3 Retardadores 13.2.4 Florgeno Referncias Bibliogrficas Capitulo 14 Reguladores vegetais e aplicaes na agri-horticultura Referncias Bibliogrficas Capitulo 15 Anlise de crescimento de plantas 15.1 Introduo 15.2 Conceitos bsicos 15.2.1 Crescimento 15.2.2 Desenvolvimento 15.2.3 Diferenciao 15.3 Medidas do crescimento 15.3.1 Dimenses lineares 15.3.2 Numero de unidades estruturais 15.3.3 Medidas de superfcies 15.3.4 Massa da matria fresca 15.3.5 Massa da matria seca 15.3.6 Volume 15.4 Critrios de amostragens 15.4.1 Objetivo do trabalho

111 112 112 113 114 115 116 116 116 117 120 121 121 122 122 123 124 125 127 128 129 131 132 133 133 134 139 142 142 143 144 144 144 150 150 151 151 152 153 153 153 1536

15.4.2 Tamanho da amostragem 15.4.3 Intervalo de amostragem 15.4.4 Determinao em razes 15.5 Padres de crescimento exponencial e sigmide 15.6 Parmetros de anlise de crescimento 15.6.1 Taxa de crescimento absoluto 15.6.2 Taxa de crescimento relativo 15.6.3 Razo de rea foliar 15.6.4 Taxa assimilatria lquida 15.6.5 Taxa de crescimento foliar relativo 15.6.6 Taxa de crescimento da cultura 15.6.7 ndice de rea foliar 15.6.8 Durao de rea foliar 15.6.9 ndice de colheita Referencias bibliogrficas Exerccios Seguimento Prtico

153 155 155 156 158 158 158 160 161 161 162 162 163 164 165 167 169

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INTRODUO AO CURSO DE FISIOLOGIA VEGETAL

As plantas, juntamente com os animais representam a parte viva da natureza. Em todos ambientes em que vive o homem existem plantas. Delas dependem o prprio homem e a maioria dos animais para sua alimentao e sobrevivncia. As plantas

satisfazem muitas das exigncias humanas, na forma de madeiras, fibras txteis, gorduras e leos, borracha, polpa (papel), drogas e outros materiais. natural, pois que o homem, desde tempos imemoriais, atentasse para as plantas, seja por necessidade imediata, por curiosidade intelectual ou por interesse esttico. A cincia das plantas, no entanto, relativamente recente. As plantas verdes so arquitetos fundamentais da natureza para a manuteno da vida na terra. So os nicos organismos capazes de captar a luz solar e substancias simples e transforma-las em complexas molculas. Ocupam quase toda a rea do globo terrestre, inclusive o fitoplancton, no mar, estando virtualmente ausentes em reas extremamente frias ou secas. O estudo das plantas verdes em seus aspectos biolgicos um ramo fundamental do conhecimento humano. De forma emprica o homem estuda as plantas desde que aprendeu a lanar sementes e verificar que elas cresciam onde eles queriam. Entretanto, na complexa civilizao moderna, o conhecimento emprico no suficiente. Apenas pelo estudo disciplinado e cientificamente organizado das plantas o homem consegue sobre elas um conhecimento til e vantajoso par si. As plantas so estudadas sob vrios pontos de vista, dividindo a cincia da vida vegetal (Botnica) em vrios segmentos, entre os quais, a Fisiologia, a Morfologia, a Anatomia, a Gentica, a Fitopatologia e a Taxonomia, entre outras. Estes embora possam sugerir compartimentos diferentes, a fronteira entre os mesmos apenas arbitrria ou didtica, vez que h sempre interdependncia entre um e outro segmento. A Fisiologia Vegetal pode ser definida como a cincia que estuda os fenmenos vitais das plantas. Embora pertena ao grupo das chamadas cincias biolgicas, seu campo de estudo abrange conhecimento no s de Biologia ou, mais particularmente,

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de Botnica mas tambm de Qumica, Fsica e mesmo de Matemtica. A fisiologia constitui o ramo que abrange o conhecimento dos processos e funes naturais que ocorrem nas plantas. Processos vitais ou processos fisiolgicos so qualquer transformao qumica ou fsica que ocorre dentro de uma clula ou organismo, ou qualquer troca entre a clula ou organismo e o seu meio. Nas plantas so processos qumicos a fotossntese, a respirao, digesto e snteses de substancias diversas. So processos fsicos a absoro de gs carbnico, a absoro e perda de gua pela planta. Muitos processos fisiolgicos como a fotossntese e o crescimento, so complexos, e envolvem tanto transformaes qumicas como fsicas. Para explicar fenmenos fisiolgicos utiliza-se da Qumica, da Fsica, da Bioqumica e de