Fisiologia Vegetal Geral

Prévia do material em texto

Fisiologia Vegetal
H2O
Elementos 
minerais
CO2
O2
Fatores 
ambientais
Abióticos e 
bióticos
Crescimento e 
desenvolvimento
ATMOSFERA
SOLO
• Mecanismos das células vegetais
•Absorção e transporte de água e solutos
•Assimilação de elementos e sua utilização para a 
produção de matéria orgânica
•Mecanismos de crescimento e desenvolvimento
•Mecanismos de interação dos vegetais com o ambiente
Relações hídricas
• Importância da água para as plantas
– Ecológica
• Distribuição das espécies
– Fisiológica
• Constituinte mais abundante da fitomassa
– 85% – 90% no protoplasto
– 80% - 90% em folhas tenras
– 70% a 95% em raízes
• Crescimento e desenvolvimento
– Divisão e alongamento celular
“Recurso mais abundante e mais limitante para 
o desenvolvimento e sobrevivência das 
plantas”
Meristemas
Divisão Alongamento 
celular
Divisão Alongamento 
celular
Substâncias 
orgânicas
Diferenciação
Tecidos
Órgãos
H2O
Fotossíntese
CO2
H2O
Organismo
– Funções da água para as plantas
• Solvente e meio de transporte de íons
• Reações químicas → hidrólise
• Pressão de turgor
– Alongamento celular
– Trocas gasosas nas folhas
– Transporte no floema
– Estabilidade mecânica em plantas não 
lignificadas
• Estabilidade térmica do vegetal
• Mecanismo de abertura e fechamento dos 
estômatos
• Distribuição de água nas células
– Parede celular: 50%
– Protoplasto: 95%
– Vacúolos: 98%
Propriedades físico-químicas da 
água
Polaridade
•“Solvente universal”
•Propriedades térmicas:
–Calor específico ↑
•Energia requerida para elevar a temperatura de 
uma substância em uma quantidade específica
•Ajuda a planta reduzindo o risco potencial de 
danos por variações de temperatura
–Calor latente de vaporização ↑
•Energia necessária para separar as moléculas da 
fase líquida para a fase gasosa em temperatura 
constante – TRANSPIRAÇÃO
•As plantas se resfriam pela evaporação das 
moléculas de água nas superfícies das folhas
–Coesão
•Atração mútua 
entre as moléculas
–Adesão
•Atração da água por 
uma fase sólida
CAPILARIDADE
Tensão superficial
•Na interface água líquida-água gasosa, as 
moléculas são mais atraídas pela parte líquida do 
que pela gasosa, criando uma pressão no resto do 
líquido
–Força física para conduzir a água pelos elementos de 
vaso sem interrupção da coluna d’água.
–Propriedades de coesão e adesão
As plantas possuem capilares?
A capilaridade é a responsável pelo movimento 
ascendente da água no vegetal?
Empurrar o êmbolo = pressão hidrostática +
Puxar o êmbolo = pressão hidrostática -
• Movimento da água 
– Fluxo de massa
• Movimento de grupos de moléculas em 
massa, na mesma direção, 
freqüentemente em resposta a um 
gradiente de pressão
– Ex.: movimento da água nos rios, chuva
– Seiva bruta no xilema em resposta à
pressão negativa do xilema
– Difusão
• Movimento resultante da agitação aleatória 
das moléculas, direcionado pelo gradiente 
de energia livre
• Moléculas se movem de regiões com > 
concentração (> potencial químico) para 
regiões com < concentração (< potencial 
químico)– a favor do gradiente
– Quanto maior for o gradiente de 
concentração, mais rápido será o 
movimento
• Substâncias com difusão livre pela 
membrana plasmática
– Água, CO2, O2 e moléculas simples
– Através de poros formados 
momentaneamente pelo movimento dos 
fosfolipídeos da membrana
– Osmose
• Difusão através de uma membrana semi-
permeável
• Fluxo de massa das substâncias através 
das aquaporinas (regulada por fosforilação)
O que acontece se colocarmos 
essa célula em água pura?
>Potencial químico e pressão de turgor
•Potencial químico (µ)
– Energia livre de uma substância associada 
com sua capacidade de realização de 
trabalho
• Influenciado por: concentração, pressão, 
potencial elétrico, efeito da gravidade
µµµµ = µµµµ* + RTlna + zFE + VP + mgh
RTlna = Concentração ou atividade química
Se houver adição de solutos à água, há redução 
da atividade da água (a) e aumento da pressão 
osmótica (π)
zFE = Componente elétrico
V = volume parcial ou molal
P = pressão que excede a atmosférica
mgh = Componente gravitacional (massa, 
aceleração da gravidade e altura)
Para a água: 
µµµµw - µµµµ*w = -Vwππππ + VwP + mwgh
Gradiente 
Após equilíbrio dinâmico µµµµw - µµµµ*w = 0
Potencial hídrico (ψw )
–Expressão quantitativa da energia livre 
associada com a água, conceito simplificado de 
µµµµw - µµµµ*w
–Potencial hídrico de soluções:
ψw = ψπ + ψp + ψg
–Componentes do potencial hídrico:
–Potencial de pressão (ψp) = pressão 
hidrostática que difere da pressão atmosférica
–Dentro da célula = pressão de turgor, valor 
positivo
–Nos elementos de vaso: valores negativos 
(pressão abaixo da atmosférica)
–Potencial osmótico (ψπ) = A presença de 
solutos reduz o ψπ , que assumirá valores 
negativos
–Potencial gravitacional (ψg ) = Significativo 
apenas em árvores altas
–Potencial matricial (ψm ) = Ocorre devido à 
adesão das moléculas de água em contato com 
sólidos ou substâncias insolúveis
–Solos secos, sementes e paredes celulares
ψw = ψπ + ψp + ψm + ψg