Introdução ao Estudo Vegetal

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<p>Introdução ao estudo vegetal</p><p>Apresentação</p><p>A fisiologia vegetal é um ramo da Botânica que estuda os processos e a atividades funcionais da</p><p>planta. Processos esses responsáveis pelo desenvolvimento vegetativo (vegetativo e reprodutivo),</p><p>pelo transporte de água, pela respiração, pela fotossíntese e pelo crescimento. A relação do homem</p><p>com as plantas vêm de milhares de anos e cada vez mais se faz necessário um entendimento mais</p><p>aprofundado desses processos biológicos aos quais elas sobrevivem.</p><p>Nesta Unidade de Apredizagem, você vai vrá a importância dos processos metabólicos para o</p><p>crescimento das plantas, entendendo melhor a domesticação destas para a agricultura.</p><p>Bons estudos.</p><p>Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:</p><p>Identificar a importância do estudo da fisiologia vegetal.•</p><p>Descrever a estrutura e o funcionamento de uma planta.•</p><p>Determinar as diferenças de crescimento de desenvolvimento vegetal.•</p><p>Desafio</p><p>A energia vinda do Sol é o principal fator para a manutenção da vida na Terra. O processo de</p><p>fotossíntese é o único de importância biológica que pode aproveitar essa energia. Uma grande</p><p>fração dos recursos energéticos do planeta resulta da atividade fotossintética em épocas recentes</p><p>ou passadas.</p><p>Devido ao aquecimento global, muitas plantas estão sofrendo com o aumento da temperatura,</p><p>prejudicando, assim, um dos processos importantes para seu desenvolvimento, que é a</p><p>fotossíntese.</p><p>Aponte a câmera para o</p><p>código e acesse o link do</p><p>conteúdo ou clique no</p><p>código para acessar.</p><p>https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/bd297fe2-0944-474c-ab83-2af214f9c4db/b7469983-57cd-4d08-99b9-f194e65e5434.png</p><p>Diante das informações apresentadas, responda:</p><p>a) Quais seriam as alternativas para diminuir a emissão de CO2 com o uso de recursos energéticos</p><p>para manutenção das indústrias, dos automóveis e da energia geral?</p><p>b) Qual é o papel da fotossíntese no combate ao aquecimento global?</p><p>Infográfico</p><p>O crescimento vegetal é caracterizado pelo aumento da matéria seca, ocorrendo uma mudança na</p><p>massa e/ou tamanho da planta. É o desenvolvimento vegetal em que se caracterizam os processos</p><p>fisiologicos pelas diversas fases fenológicas da planta.</p><p>Acompanhe, neste Infográfico, o ciclo de desenvolvimento de uma planta.</p><p>Aponte a câmera para o</p><p>código e acesse o link do</p><p>conteúdo ou clique no</p><p>código para acessar.</p><p>https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/426cf252-a8ab-49b3-887d-c33bda8d56af/fd5d2e5b-e247-486a-89eb-3154690857fa.jpg</p><p>Conteúdo do livro</p><p>Entender a importância das plantas como sendo essenciais para os seres humanos não é somente</p><p>interessante, mas imprescindível para nossa sobrevivência na Terra. Toda a nossa existência está</p><p>vinculada diretamente às plantas: nossa alimentação e a dos animais, bebidas, remédios, moradia,</p><p>temperos, etc. As plantas são as principais responsáveis pela manutenção do oxigênio atmosférico</p><p>em níveis que permitam a existência de vida no planeta.</p><p>No capítulo Introdução ao estudo vegetal, da obra Fisiologia vegetal, você verá mais detalhes sobre</p><p>esse assunto.</p><p>Boa leitura.</p><p>FISIOLOGIA</p><p>VEGETAL</p><p>Talita Antonia da Silveira</p><p>Introdução ao</p><p>estudo vegetal</p><p>Objetivos de aprendizagem</p><p>Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:</p><p> Identificar a importância do estudo da fisiologia vegetal.</p><p> Descrever a estrutura e o funcionamento de uma planta.</p><p> Determinar as diferenças entre crescimento e desenvolvimento</p><p>vegetal.</p><p>Introdução</p><p>Neste capítulo, você vai compreender como os processos fisiológicos</p><p>são fundamentais para o crescimento e o desenvolvimento de todas as</p><p>plantas. Você vai verificar a importância de estudar a fisiologia vegetal,</p><p>que auxilia no planejamento de um manejo mais adequado das plantas</p><p>cultivadas e nativas. Você também vai identificar qual é o papel de cada</p><p>célula vegetal dentro do organismo e adquirir conhecimentos básicos</p><p>sobre o ciclo de vida da planta (nascer, crescer e se reproduzir). Por fim,</p><p>você vai analisar a diferença entre crescimento e desenvolvimento</p><p>vegetal.</p><p>O estudo da fisiologia vegetal</p><p>A fi siologia vegetal é um ramo da botânica que estuda a estrutura e os processos</p><p>de crescimento e desenvolvimento das plantas, desde a organização celular</p><p>até processos mais complexos, como respiração, fotossíntese e nutrição. O</p><p>conhecimento sobre o desenvolvimento e o crescimento das plantas é de</p><p>fundamental importância para todas as áreas que estudam o meio ambiente,</p><p>sua preservação e seus recursos. Mas é na área agrícola que o conhecimento</p><p>sobre a fi siologia vegetal tem maior destaque.</p><p>A fisiologia vegetal é considerada um dos pilares da ciência moderna.</p><p>Isso porque ela possibilita os estudos relacionados às plantas transgênicas, à</p><p>sustentabilidade da biodiversidade vegetal, às mudanças climáticas globais,</p><p>dentre outros aspectos. Segundo Pes e Arenhardt (2015, p. 15),</p><p>A fisiologia vegetal constitui-se na base fundamental do manejo de plan-</p><p>tas extensivas de lavoura, plantas forrageiras, plantas frutíferas, plantas</p><p>olerícolas, plantas ornamentais, plantas florestais e plantas medicinais, na</p><p>biotecnologia/engenharia genética e na conservação de produtos de origem</p><p>vegetal (fisiologia pós-colheita).</p><p>A alta produtividade está diretamente relacionada com o ótimo desempenho</p><p>de desenvolvimento das plantas no campo, proporcionando o equilíbrio de</p><p>todos os processos e das funções vegetativas da planta. O papel do profissional</p><p>é entender todos esses processos fisiológicos, para realizar uma adequada</p><p>tomada de decisão em meio aos desafios da produção agrícola. Nesse con-</p><p>texto, estudar sobre as estruturas básicas das plantas é o primeiro passo para</p><p>entendermos o funcionamento delas.</p><p>Estruturas básicas e características das plantas</p><p>Grande parte das plantas possuem basicamente a mesma estrutura, contendo</p><p>semente, fl or, fruto, caule, folha e raiz, como é o caso das angiospermas (Figura</p><p>1). Vejamos as principais funções dessas estruturas:</p><p> Semente: propaga e protege o material genético da planta.</p><p> Flor: é o órgão reprodutivo de determinadas plantas.</p><p> Fruto: protege as sementes e armazena nutrientes.</p><p> Caule: conduz água e nutrientes da raiz para as partes aéreas.</p><p> Folhas: são responsáveis pela realização da fotossíntese e pela trans-</p><p>piração das plantas.</p><p> Raízes: são órgãos que fixam as plantas ao solo e dele retiram água e</p><p>sais minerais.</p><p>Introdução ao estudo vegetal2</p><p>Figura 1. As principais partes de uma angiosperma.</p><p>Fonte: BlueRingMedia/Shutterstock.com.</p><p>Folha</p><p>Fruta</p><p>Flor</p><p>Caule</p><p>Raiz</p><p>A célula vegetal</p><p>É responsável por todos os processos fi siológicos que ocorrem na planta.</p><p>Vejamos os elementos que compõem sua estrutura (Figura 2):</p><p>Parede celular (ausente em células animais): envoltório de celulose que</p><p>protege a célula vegetal e determina sua forma.</p><p>Cloroplastos (ausentes em células animais): estruturas membranosas que</p><p>contêm pigmento verde (clorofi la); são responsáveis pela fotossíntese.</p><p>Vacúolo central (ausente em células animais): bolsa membranosa que contém</p><p>água e sais.</p><p>Membrana plasmática: envoltório que seleciona a entrada e a saída de</p><p>substâncias.</p><p>Citoplasma: toda a região interna da célula, situada entre as membranas</p><p>plasmática e nuclear.</p><p>3Introdução ao estudo vegetal</p><p>Retículo endoplasmático: conjunto de tubos, canais e sacos membranosos,</p><p>onde circulam substâncias fabricadas pelas células.</p><p>Aparelho de Golgi: tem a função de armazenar substâncias que a célula fabrica.</p><p>Ribossomos: grânulos responsáveis pela fabricação das proteínas celulares.</p><p>Mitocôndrias: local onde ocorre a respiração celular.</p><p>Lisossomos: contêm sucos digestivos, onde são digeridas partículas ou estru-</p><p>turas celulares desgastadas pelo uso.</p><p>Núcleo: central de informações da célula, onde se localizam os cromossomos</p><p>com os genes.</p><p>Carioteca ou membrana nuclear: envoltório membranoso que separa o</p><p>conteúdo nuclear do citoplasma.</p><p>Nucléolo: local de fabricação e armazenamento</p><p>temporário de ribossomos.</p><p>Centríolos (ausente em células de plantas superiores): exerce função no</p><p>esqueleto da célula e nos movimentos celulares.</p><p>Figura 2. Estrutura da célula vegetal.</p><p>Fonte: Colégio Web (2019, documento on-line).</p><p>Membrana</p><p>plasmática</p><p>Complexo</p><p>de Golgi</p><p>Cloroplasto</p><p>Retículo</p><p>endoplasmático</p><p>rugoso</p><p>Ribossomo</p><p>Parede celular</p><p>Citoplasma</p><p>Vacúolo</p><p>Mitocôndria</p><p>Peroxissomo</p><p>Núcleo</p><p>Introdução ao estudo vegetal4</p><p>Sabe-se que as plantas são organismos autotróficos, pois têm a capacidade</p><p>de produzir a própria energia, necessária para sua manutenção, a partir de</p><p>substâncias inorgânicas e de energia luminosa — esse processo é chamado</p><p>de fotossíntese. Por essa função, as plantas estão na base da maior parte das</p><p>cadeias alimentares terrestres, conforme Lacerda e Enéas Filho, Pinheiro</p><p>(2007). Todas elas possuem a mesma morfologia externa e realizam processos</p><p>similares. Apesar de cada uma se adaptar de forma diferente ao ambiente em</p><p>que vivem, algumas semelhanças podem ser citadas:</p><p> transformam a luz da energia solar em energia química, utilizando os</p><p>carboidratos, que são sintetizados a partir de CO2 e H2O;</p><p> as plantas são imóveis e, por isso, necessitaram evoluir para buscar</p><p>recursos como luz, água e nutrientes, que são essenciais para seu</p><p>desenvolvimento;</p><p> as plantas têm estrutura diferenciada para suportar sua massa e crescer</p><p>contra a força da gravidade, além de possuírem mecanismo contra</p><p>dessecação;</p><p> a interação das plantas é muito intensa com o ambiente, já que dependem</p><p>exclusivamente das condições ambientais para seu desenvolvimento.</p><p>Plantas são seres autotróficos, ou seja, produzem sua própria energia a partir da energia</p><p>solar. As plantas também apresentam fototropismo, que é o crescimento orientado</p><p>pela luz.</p><p>Funcionamento geral das plantas</p><p>O desenvolvimento das plantas depende de dois processos básicos: a fotos-</p><p>síntese e a respiração. Como vimos, a fotossíntese é o processo que utiliza a</p><p>luz solar como fonte de energia para sintetizar compostos orgânicos, como a</p><p>glicose, a partir de substâncias inorgânicas. Nesse processo, ocorre a síntese</p><p>de carboidratos e a liberação de oxigênio a partir de dióxido de carbono e</p><p>água, conforme mostra a Figura 3.</p><p>5Introdução ao estudo vegetal</p><p>Figura 3. Esquema da fotossíntese.</p><p>Fonte: BlueRingMedia/Shutterstock.com.</p><p>Energia</p><p>Dioxido de</p><p>carbono (CO2)</p><p>Água (H2O)</p><p>Oxigênio (O2)</p><p>Glicose</p><p>No processo de respiração aeróbica, os compostos biológicos são reduzidos</p><p>e oxidados de maneira controlada. É durante a respiração (Figura 4) que a</p><p>energia é liberada e armazenada em forma de ATP (trifosfato de adenosina),</p><p>que será utilizado em reações celulares para manutenção e desenvolvimento.</p><p>Figura 4. Esquema da respiração celular.</p><p>Fonte: BlueRingMedia/Shutterstock.com.</p><p>Energia</p><p>luminosa</p><p>Cloroplasto</p><p>Fotossíntese</p><p>MitocôndriaRespiração</p><p>celular</p><p>Energia química</p><p>(ATP)</p><p>Introdução ao estudo vegetal6</p><p>A fotossíntese é afetada por diversos fatores, como a temperatura e a</p><p>intensidade luminosa. O gás carbônico (CO2) é obtido da atmosfera, enquanto</p><p>a água (H2O) e os nutrientes são retirados do solo pela raiz. Na presença de</p><p>luz solar, a fotossíntese ocorre nos cloroplastos, especialmente em estruturas</p><p>como as folhas, conforme Taiz e Zeiger (2017).</p><p>Os fotoassimilados são compostos obtidos a partir da fotossíntese e são</p><p>redistribuídos pela planta em movimentos denominados simplasto e apoplasto.</p><p>No simplasto, ocorre o transporte por meio do floema pelo interior da célula,</p><p>atravessando as membranas. Já o apoplasto ocorre por meio do xilema, sendo</p><p>responsável pelo transporte de substâncias inorgânicas (água e nutrientes)</p><p>absorvidas pelas raízes. Esses solutos não entram nas células durante seu</p><p>movimento, sendo transportados pelos espaços nas paredes das células.</p><p>Para saber mais sobre o papel da fotossíntese e as considerações fisiológicas e ecoló-</p><p>gicas, leia o livro Fisiologia e desenvolvimento vegetal, de Taiz et al. (2016).</p><p>Crescimento e desenvolvimento vegetal</p><p>O crescimento celular é avaliado pelo aumento em tamanho ou em massa, ou</p><p>seja, o aumento em matéria seca. Para que ocorra o crescimento, é preciso que</p><p>a taxa de fotossíntese seja maior do que a respiração. Já o desenvolvimento</p><p>vegetal consiste em um processo de crescimento em que a planta passa por</p><p>várias fases fenológicas, que são as seguintes:</p><p>1. germinação das sementes;</p><p>2. crescimento vegetativo;</p><p>3. florescimento;</p><p>4. frutificação;</p><p>5. formação de semente;</p><p>6. senescência.</p><p>O crescimento e o desenvolvimento das plantas são controlados por inte-</p><p>rações complexas de fatores externos e internos ao vegetal. Dentre os fatores</p><p>7Introdução ao estudo vegetal</p><p>internos, conforme Pes e Arenhardt (2015), destacam-se os hormônios vegetais,</p><p>sendo os principais: auxina, giberelina, citocinina, ácido abscísico e etileno.</p><p>Existem dois tipos de controle do desenvolvimento vegetal. O controle</p><p>fisiológico, ou interno, é realizado pelas ações dos hormônios vegetais e</p><p>está diretamente relacionado ao desenvolvimento vegetal, podendo atuar</p><p>na inibição ou na indução do florescimento, no enraizamento de estacas, no</p><p>amadurecimento de frutos e na quebra de dormência de sementes e gemas.</p><p>Já o controle ambiental, ou externo, induz as plantas aos processos de desen-</p><p>volvimento e é influenciado diretamente pela luz solar, pela temperatura e</p><p>pela presença de água.</p><p>O ciclo de desenvolvimento das plantas se dá de diferentes formas, depen-</p><p>dendo do tipo de planta:</p><p> Plantas anuais: completam o ciclo de vida em menos de um ano. Produ-</p><p>zem fruto uma vez e morrem, sendo classificadas como monocárpicas.</p><p> Plantas bienais: completam o ciclo em menos de dois anos e em mais</p><p>de um ano. Produzem fruto uma vez e morrem, sendo classificadas</p><p>como monocárpicas.</p><p> Plantas perenes: ciclo superior a dois anos. Essas plantas produzem</p><p>semente anualmente e são classificadas como policárpicas, ocorrendo</p><p>na maioria das frutíferas. O comportamento das folhas nas estações</p><p>de outono/inverno é uma característica dessas plantas, que podem ser:</p><p>■ Decíduas ou caducifólias: perdem as folhas no outono/inverno.</p><p>■ Perenes ou sempre verdes: mantêm as folhas no outono/inverno.</p><p>No link a seguir, está disponível uma interessante leitura complementar sobre a defesa</p><p>das plantas ao ataque dos insetos, que ilustra a necessidade de se entender sobre a</p><p>fisiologia de plantas.</p><p>https://goo.gl/44k8kZ</p><p>Introdução ao estudo vegetal8</p><p>COLÉGIO WEB. Diferenças entre a célula vegetal e animal. [S. l.], 2019. Disponível em:</p><p>https://www.colegioweb.com.br/biologia/diferencas-entre-celula-vegetal-e-animal.</p><p>html. Acesso em: 13 fev. 2019.</p><p>LACERDA, C. F.; ENÉAS FILHO, J.; PINHEIRO, C. B. Fisiologia vegetal [apostila]. Fortaleza, 2007.</p><p>Disponível em: http://www.fisiologiavegetal.ufc.br/apostila.htm. Acesso em: 13 fev. 2019.</p><p>PES, L. Z; ARENHARDT, M. H. Fisiologia vegetal. Santa Maria, RS: Colégio Politécnico</p><p>da UFSM, 2015. Disponível em: http://estudio01.proj.ufsm.br/cadernos_fruticultura/</p><p>terceira_etapa/arte_fisiologia_vegetal.pdf. Acesso em: 13 fev. 2019.</p><p>TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologia vegetal. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.</p><p>Leituras recomendadas</p><p>AMBIS, J. M.; MARTHO, G. R. Fundamentos da biologia moderna. 2. ed. São Paulo: Mo-</p><p>derna, 1998.</p><p>CUTLER, D. F.; BOTHA, T.; STEVENSON, D. W. Anatomia vegetal: uma abordagem aplicada.</p><p>Porto Alegre: Artmed, 2011.</p><p>RODRIGUES, J. D. Identidade dos seres vivos: como a planta consegue produzir seu próprio</p><p>alimento? Universidade Estadual Paulista, Botucatu, 2008. Disponível em: http://www2.</p><p>ibb.unesp.br/Museu_Escola/3_identidade/3-identidade_funcoes_fotossintese2.htm.</p><p>Acesso em: 16 dez. 2018.</p><p>TAIZ, L. et al. Fisiologia e desenvolvimento vegetal. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2016.</p><p>9Introdução ao estudo vegetal</p><p>Dica do professor</p><p>O amadurecimento dos frutos é essencial para o comércio, e os hormônios vegetais são de extrema</p><p>importância nesse processo fisiológico.</p><p>Nesta Dica do Professor, você verá como esse processo ocorre nos frutos.</p><p>Aponte</p><p>a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/758eeb8518d49c535b9626603ca31dbe</p><p>Exercícios</p><p>1) A célula vegetal é uma das estruturas responsaveis por todo o processo fisiológico que</p><p>ocorre nas plantas. Qual das estruturas a seguir ocorre somente na célula vegetal?</p><p>A) Membrana plasmática.</p><p>B) Mitocôndrias.</p><p>C) Parede celular.</p><p>D) Núcleo.</p><p>E) Ribossomos.</p><p>2) O fototropismo é um processo fisiologico que as plantas fazem ao procurarem orientação</p><p>através da luz para seu crescimento. Para que esse fenômeno ocorra, há ação de um</p><p>hormônio vegetal. Que hormônio é esse?</p><p>A) Etileno.</p><p>B) Ácido abscísico.</p><p>C) Citocinina.</p><p>D) Auxina.</p><p>E) Giberelina.</p><p>3) Nem todas as espécies de plantas respondem da mesma forma aos efeitos abióticos aos</p><p>quais são expostas. Por exemplo, quando falamos da exposição a luz, existem plantas de "dia</p><p>curto" e plantas de "dia longo", como é o caso da formação de tubérculos em variedades de</p><p>batatas, que, quando iluminadas por 20 horas, não apresentam formação de tubérculos, mas,</p><p>quando iluminada por 10 horas, há uma formação satisfatória deles. Isso significa que a</p><p>formação de tubérculos esté sujeita a:</p><p>A) fotoperiodismo.</p><p>B) fotossíntese.</p><p>C) fotonastia.</p><p>D) fototropismo.</p><p>E) fotoindução.</p><p>4) Dona Maria foi à feira e comprou uma dúzia de bananas, mas elas estavam verdes. O</p><p>feirante, para garantir a venda, deu a ela uma banana madura e disse para colocá-las</p><p>próximas a ela, que logo amadureceriam. Os frutos maduros liberam que tipo substância?</p><p>A) Oxigênio.</p><p>B) Vapor de água.</p><p>C) Etileno.</p><p>D) Gás carbônico.</p><p>E) Giberilina.</p><p>5) As plantas têm seu desenvolvimento através de fases fenológicas. Sabe-se que todas essas</p><p>fases têm importância no seu desenvolvimento. Qual dessas fases representa o</p><p>envelhecimento ou a morte da planta?</p><p>A) Frutificação.</p><p>B) Senescência.</p><p>C) Florescimento.</p><p>D) Germinação de sementes.</p><p>E) Crescimento vegetativo.</p><p>Na prática</p><p>Na comercialização de frutos, um fator de extrema importancia é a maturação. Algumas pesquisas</p><p>apontam que um grau perfeito de maturação pode aumentar em até 33%, criando uma fidelização</p><p>do cliente com produtos de qualidade e melhores preços.</p><p>Você vai entender um pouco mais sobre esses mecanismos com o seguinte problema trazido pelo</p><p>produtor.</p><p>Aponte a câmera para o</p><p>código e acesse o link do</p><p>conteúdo ou clique no</p><p>código para acessar.</p><p>https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/65d2a9ef-4ead-4cfc-8390-688d18289adc/2cd5b755-b24d-4b5d-a1a5-f665c649868a.png</p><p>Saiba +</p><p>Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:</p><p>Anatomia vegetal - Uma abordagem aplicada</p><p>Neste livro, são abordadas as caraterísticas aprofundadas de cada estrutura vegetal.</p><p>Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!</p><p>Efeito da adubação com nitrogênio, fósforo e potássio no</p><p>desenvolvimento, na produção e na qualidade de frutos do</p><p>abacaxi ‘vitória’1</p><p>Este artigo aborda a adubação de solo com a produção de frutas.</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>Aumento da temperatura faz trópicos emitirem mais carbono</p><p>Este texto reflete sobre as temperaturas, que têm ultrapassado o limite máximo para a realização</p><p>eficiente da fotossíntese em florestas tropicais.</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>http://www.scielo.br/pdf/rbf/v35n3/a27v35n3.pdf</p><p>https://oeco.org.br/noticias/27429-aumento-da-temperatura-faz-tropicos-emitirem-mais-carbono/#:~:text=A%20eleva%C3%A7%C3%A3o%20na%20temperatura%20em,temperatura%20no%20ciclo%20de%20carbono.</p>