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Morfoanatomia vegetal (interna) Biologia Geral e Botânica Morfoanatomia do corpo do vegetal externa RAIZ CAULE FOLHA RAIZ Raiz primária Funções: Absorção, armazenamento e condução e fixação Grande variedade na forma externa da raiz Sistema Pivotante x Sistema Fasciculado Diferenças importantes do ponto de vista agronômico TIPOS DE RAIZES Raiz de armazenamento: Raízes “escoras” e “tabulares” Raízes aéreas: Pneumatóforos: Haustórios: Hemiparasita x Holoparasita Raízes micorrízicas: Associação simbiótica: raízes e fungos Nódulos Fabáceas: bactérias nitrificantes fixam o nitrogênio atmosférico Nitrato: absorvido pelo sistema radicular/ transportado e convertido em nitrito e amônia e incorporados em aminoácidos CAULE • Órgão vegetativo • Funções: condução de água e sais minerais • Suporte para folhas e estruturas reprodutoras • Fotossíntese • Armazenamento • Reprodução assexuada: Relação com as folhas: Caules terrestres: Tronco: dicotiledôneas e gimnospermas Estipe: palmeiras, coqueiros Colmo: Típico de gramíneas Caule volúvel: sensibilidade/ Contato com substrato enrolam-se Muitas plantas trepadeiras não possuem caule volúvel GAVINHAS Caules subterrâneos: Rizomas Tubérculo: porção caulinar engrossada. Rico em substância de reserva Modificações caulinares Bulbos: sistema caulinar altamente especializado Cladódios: funções fotossintéticas e pode acumular água Estolão: Folha • É o órgão mais plástico • Apêndices ou órgãos que emergem do caule • Função primordial: fotossíntese • Formadas no ápice caulinar • A morfologia externa: útill aos botânicos e estudantes de Ciências Agrárias: Identificação Característica gerais de folhas: Angiospermas Dicotiledôneas: Monocotiledôneas: Lâmina ou limbo foliar: • Parte da folha plana ou expandida • Peciolada • Dicotiledôneas: • Séssil •Monocotiledôneas: Quanto a forma do limbo: Simples: Composta: Classificação: Alterna Oposta Decussado Espiralado Roseta Morfoanatomia vegetal (interna) As células meristemáticas Compreensão dos demais tecidos vegetais. Características das células meristemáticas: • Pequenas • Homogêneas • Parede celular primária e delgada • Núcleo volumoso • Vacúolos pequenos (ou ausentes) • Protoplastídeos Cópias exatas de células originais, possibilitando aumento no número de células do organismo proporcionando aumento do tecido, órgão e do organismo como um todo Célula Meristemática DIFERENCIAÇÃO E ESPECIALIZAÇÃO Célula indiferenciada O EMBRIÃO • As células que compõem o embrião denominam-se células embrionárias e possuem características meristemáticas. • Todas as células embrionárias têm capacidade de divisão e são totipotentes pois podem dar origem a todos os tipos de células que irão formar os tecidos adultos do novo vegetal. Os primeiros meristemas recebem nomes de acordo com os futuros tecidos que originarão; PROTODERME EPIDERME PROCÂMBIO TECIDOS VASCULARES PRIMÁRIOS MERISTEMA FUNDAMENTAL TECIDOS FUNDAMENTAIS Classificação dos meristemas: • Primários • Laterais (Secundários) TECIDO DE REVESTIMENTO EPIDERME • Raiz, caule, folha, flor, fruto e semente • Camada mais externa de células • Substituída pela periderme • Desprovida de espaços intercelulares • Cutícula (celulose/ camada com pequena quantidade de ceras / camada externa com presença de cutina) • Funções da Epiderme: 1) Proteção mecânica 2) Realização de trocas gasosas (estômatos) 3) Evita a perda de água 4) Reflexão da radiação incidente ANEXOS DA EPIDERME ESTÔMATOS TRICOMAS ACÚLEOS TECIDOS FUNDAMENTAIS PARÊNQUIMA • Encontrado em todos os órgãos; • Células vivas e nucleadas, paredes delgadas e formas simples e isodiamétricas; • Funções do parênquima: 1) Fotossíntese: parênquima clorofiliano. Principalmente nas folhas. 2) Respiração e trocas gasosas: assimilar CO2 e liberar O2 / capacidade de oxidar os compostos e produzirem ATP. 3) Armazenagem: armazenam substâncias que podem ser utilizadas para diversas finalidades. Carboidratos, lipídios, proteínas.... 4) Cicatrização ou regeneração de ferimentos: características meristemáticas. O tecido pode se dividir e formar novas células Classific ação do Parênquima: 1) Parênquima fundamental: Nervura central e pecíolos das folhas; 2) Parênquima cortical: Estruturas primárias de caules e raízes, formam o córtex; 3) Parênquima medular: Encontrado na medula de caules e raízes; 4) Parênquima Assimilador: Rico em cloroplastídeos/ Síntese de carboidratos 5) Parênquima de reserva: Raizes, caules, pericarpo de frutos e sementes 6) Parênquima xilemático: componente do xilema / Parênquima ainda vivo 7) Parênquima floemático: componente do floema / Carregamento e descarregamento do floema 8) Parênquima aquífero: acumula água. Cactos, vegetais suculentos e tecidos de vegetais xerofíticos. Folhas de plantas da família Orchidaceae. 9) Parênquima aerífero: aerênquima. Plantas aquáticas. COLÊNQUIMA TECIDOS DE SUSTENTAÇÃO Protoplastos vivos: crescimento e divisão; Caules em crescimento e pecíolos de folhas; Parede celular primária; Localização: Sub-epidérmico; Formação dependente da presença de luz Função: sustentação ESCLERÊNQUIMA • Paredes secundárias com espessamento; • Tecido amplamente distribuído; • Espessamento (resistências às paredes celulares), aumentando a sustentação do órgão. • As células do esclerênquima podem ser de dois tipos: esclereídeos e fibras TECIDOS VASCULARES XILEMA • Tecido complexo, constituído por vários tipos diferentes de células; • Funções: condução e sustentação • Procâmbio origina o xilema primário Câmbio vascular: xilema secundário. • Componentes: Elementos traqueais/ Fibras / Células parenquimáticas Traqueídeos / Elementos de vaso FLOEMA • Procâmbio origina o floema primário Câmbio vascular: floema secundário • Função: tecido condutor de nutrientes orgânicos das plantas vasculares • Componentes do floema: Elementos crivados / células companheiras / Fibras / Células de parênquima Células crivadas e elementos de tubo crivado CRESCIMENTO PRIMÁRIO X CRESCIMENTO SECUNDÁRIO • Os meristemas apicais da raiz e do caule, são primários em origem, porque estão presentes na planta desde o embrião. Os meristemas secundários, quanto a origem, se formam a partir de tecidos primários já diferenciados e produzem os tecidos secundários. PROTODERME MERISTEMA FUNDAMENTAL PROCÂMBIO MERISTEMAS PRIMÁRIOS EPIDERME TECIDOS PRIMÁRIOS FLOEMA PRIMÁRIO XILEMA PRIMÁRIO PROCÂMBIO INDIFERENCIADO CÓRTEX FELOGÊNIO SÚBER FELODERMA XILEMA SECUNDÁRIO TECIDOS SECUNDÁRIOS MERISTEMA APICAL DESENVOLVIMENTO DE UMA RAIZ CILINDRO VASCULAR: PERICICLO CÂMBIO VASCULAR FLOEMA SECUNDÁRIO PERIDERME DESENVOLVIMENTO DE UM CAULE MERISTEMA APICAL PROTODERME MERISTEMA FUNDAMENTAL PROCÂMBIO MERISTEMAS PRIMÁRIOS EPIDERME TECIDOS FUNDAMENTAIS: TECIDOS PRIMÁRIOS FLOEMA PRIMÁRIO XILEMA PRIMÁRIO PROCÂMBIO INDIFERENCIADO CÓRTEX MEDULA FELOGÊNIO CÂMBIO INTERFASCICULAR SÚBER FELODERMA CÂMBIO FASCICULAR CÂMBIO VASCULAR XILEMA SECUNDÁRIO FLOEMA SECUNDÁRIO TECIDOS SECUNDÁRIOS Estrutura primária Estrutura secundária ESTRUTURA ANATOMICA DA FOLHA • Protoderme: Epiderme • Sistema Fundamental: mesofilo da lâmina foliar • Procâmbio: Sistema vascular SISTEMÁTICA: DIVERSIDADE DOS GRUPOS VEGETAIS Classificação dos seres vivos Designaçãodos organismos com nomes em latim, que são oficialmente reconhecidos por organizações internacionais de botânicos, bacteriologistas e zoólogos. Sistema Binomial Nomes polinomiais Nomes binomiais Carl Linnaeus “dois termos” Exemplo: Hymenaea courbaril Gênero Epípeto específico Cada espécie tem um espécime-tipo, geralmente um espécime de planta seca depositado em um museu, herbário, que é designado pelo autor que originalmente nomeou esta espécie. Algumas espécies consistem em duas ou mais raças, que são chamadas de subespécies ou variedades. Prunnus persica var. persica Prunnus persica var. nectarina Outros grupos taxonômicos: Os Maiores Grupos de Organismos Categoria Nome Descrição Reino Plantae Organismos terrestres, clorofila a e b Divisão Anthophyta Plantas vasculares com sementes e flores Classe Monocotyledonae Embrião com um cotilédone Ordem Commelinales Monocotiledôneas com folhas fibrosas Família Poaceae Monocotiledônea com caule oco Gênero Zea Gramínea robusta Espécie Zea mays Milho MILHO Sistemática: Descrever a biodiversidade e compreender as relações filogenéticas entre os organismos. Taxonomia: identificação, denominação e classificação das espécies. Cladística: método utilizado para classificar os organismos. Identifica grupos monofiléticos que possam ser definidos pela posse de atributos exclusivos que reflitam uma origem evolutiva comum. Cladograma: representação gráfica Fotossíntese Processo complexo Energia Interior dos cloroplastos Luz (clorofila) gás carbônico (difusão) Todo o processo ocorre em duas fases: Diferentes locais e exigência de luz Primeira fase: Fase clara/ Tilacóides Segunda fase: Fase escura/ Estroma ou matriz Esquema de um cloroplasto Primeira fase: Compostos energéticos: NADPH e ATP Segunda fase: Produtos consumidos (em um conjunto de reações a partir da fixação do gás carbônico, para a produção de glicose 1 Folha: o local da Fotossíntese • Estrutura interna: xilema, floema, tecidos de sustentação (fibras e esclereídes) e tecido parenquimático (clorênquima). • Clorênquima: pode ou não estar dividido em dois tipos de parênquimas/ Presença de cloroplastos. • Revestindo a folha: epiderme / estômatos (transpiração e trocas gasosas) 2 Cloroplasto: usina produtora de matéria orgânica • Organela que possui “vida própria” Está claro, que pelo menos, parte da fotossíntese ocorre no interior dos tilacóides pois é nesse local que a energia luminosa é absorvida e transformada em compostos de alta energia. 3 A luz • Sol • Energia eletromagnética, transportada em “pacotes” de energia chamados fótons ou quanta Ondas de menor comprimento carregam mais energia que as de maior comprimento Einstein (E) ou microwatt (µW) 4 A luz e as clorofilas As clorofilas a e b são capazes de absorver energia, porém os comprimentos de onda nos quais a absorção é maior situam-se na faixa do azul e do vermelho Toda energia captada é transferida para uma clorofila a Quando um pigmento absorve luz: 1) Energia dissipada na forma de calor 2) Fluorescência 3) Energia capturada para formação de ligações químicas (fotossíntese) 5 Fase Clara (Reações dependentes de luz) a) Absorção de energia para a fotossíntese A fim de que a energia luminosa possa ativar o sistema fotossintético, ele deve afetar a estabilidade química das moléculas envolvidas no processo. Possibilitar uma reação química Em geral, a energia radiante na região do ultravioleta: muito elevada / decomposição das moléculas; Infravermelho: não possui energia suficiente para causar diminuição na estabilidade das ligações químicas; Quantum (energia suficiente) molécula excitando-a b) Unidade Fotossintética • A conversão de energia radiante em energia química: tilacóides • Os pigmentos das clorofilas envolvidos na absorção de energia estão agrupados nas membranas dos tilacóides em unidades denominadas fotossistemas Quando ambas as moléculas de clorofila do centro de reação absorvem energia, um de seus elétrons é disparado para um nível mais elevado de energia e transferido para outra molécula, aceptora, que inicia o fluxo de elétrons • De acordo com evidências atuais, existem dois tipos de fotossistemas: I e o II c) Cadeia de elétrons da fotossíntese O modelo que explica a maneira pelo qual os dois fotossistemas trabalham em conjunto é denominado cadeia eletrônica ou “esquema Z” da fotossíntese. Fotofosforilação acíclica A energia total produzida é de 12 ATP e 12 NADPH (baseando- se na passagem de 12 pares de elétrons da água para o NADP) Fotofosforilação cíclica Não há fotólise da água, liberação de O2 e nenhum NADPH é formado. O único produto é o ATP. São produzidos 6 ATP. Ao final da primeira fase: 18 ATP e 12 NADPH a partir de 12 pares de elétrons ETAPA FOTOQUÍMICA X ETAPA BIOQUÍMICA Primeira fase: dependente de luz/ interior dos tilacóides Segunda fase: Independe de luz / matriz Compostos energéticos: NADPH / ATP Absorção de energia luminosa e transporte de elétrons Serão consumidos a partir da fixação de gás carbônico para a produção de glicose SOJA ARROZ TRIGO CENTEIO Eucariontes fotossintetizantes: redução do CO2 a carboidratos: pelo mesmo mecanismo básico: Ciclo fotossintético de redução do CO2 Melvin Calvin e colaboradores (1950) O c aminho de fixação do c o₂ via pentose- fosfato (c ic lo de c alvin benson) Carboxilação do aceptor de CO2 , ribulose 1-5 bifosfato, formando duas moléculas de ácido 3-fosfoglicérico, o primeiro intermediário estável do Ciclo de Calvin Redução do ácido 3 fosfoglicérico, formando gliceraldeído 3-fosfato, um carboidrato Regeneração do aceptor de CO2, ribulose 1-5 bifosfato a partir do gliceraldeído 3-fosfato REDUÇÃO DO CARBONO ATMOSFÉRICO As plantas C3 apresentam cloroplastos semelhantes distribuídos por todo mesofilo e o ciclo de Calvin ocorre em todos esses cloroplastos FOTORRESPIRAÇÃO Consumo de oxigênio e liberação de dióxido de carbono na presença de luz O substrato inicial é a ribulose bifosfato que é um aceptor tanto para o O2 quanto para o CO2 A oferta de CO2/O2 direciona o comportamento da enzima ribulose bifosfato carboxilase / oxigenase como catalisadora de carboxilação (fotossíntese) ou de oxidação (fotorrespiração) VIA C4 OU CICLO HATCH-SLACK O ciclo de Calvin não é a única maneira das plantas fixarem carbono. Nesse ciclo o primeiro composto formado possui 4 carbonos: ácido oxalacético Cana-de açúcar Milho Anatomia foliar Plantas C3: cloroplastos semelhantes Plantas C4: dois tipos de cloroplastos Células do mesofilo / Bainha vascular Grãos de amido Anatomia foliar tipo Kranz Grana pouco desenvolvidos Ciclo de Clavin Não ocorre a fase clara Eficiência das plantas C4 •Evoluída nos trópicos, estão bem adaptadas à altas temperaturas e umidade relativa baixa. •Em condições de falta de água, os estômatos estão fechados para evitar a perda de água. • As células do mesofilo são ricas em PEPcase. Assim, há uma produção alta de ácido málico ou aspártico, o que significa que nas células da bainha vascular há liberação de grande quantidade de CO2 provenientes destes ácidos. Diante dessa alta concentração de CO2 a Ribulose bifosfato carboxilase/oxigenase (Rubisco) fica num ambiente com menor concentração de O2, ocorrendo poucas reações de fotorrespiração aumentando a eficiência da fotossíntese Fixação do c arbono nas plantas c am B R OMeliac eae O R c hidac eae CACT ac eae Respiração Processo pelo qual a energia química doscarboidratos é transferida para o ATP, tornando-se assim, disponível para as necessidades imediatas de energia da célula. Moléculas de carboidratos: sacarose ou amido Etapa preliminar: Hidrólise Glicose Pode ser usada como fonte de energia tanto em condição aeróbica (presença de 02) quanto em condição anaeróbica (ausência de 02) Produções máximas de energia: condições aeróbicas Respiração três etapas distintas: Glicólise / Ciclo de Krebs / Cadeia transportadora de elétrons Glicólise: sequências de reações que convertem a glicose em piruvato, havendo produção de energia sob a forma de ATP Onde ocorre? •Em todas as células vivas, desde bactérias até células eucarióticas(animais e vegetais) •Citoplasma Uma molécula de glicose é convertida em duas moléculas de piruvato, sendo o rendimento energético de duas moléculas de ATP e duas moléculas de NADH Glicose + 2 NADᶧ +2 ADP + 2 Pi 2 piruvato + 2NADH+ 2Hᶧ + 2 ATP +2H2O •O piruvato é um intermediário –chave no metabolismo energético celular, podendo ser utilizado em várias vias metabólicas. O principal fator ambiental que determina a via a ser seguida é a disponibilidade de oxigênio. •Na presença de oxigênio o piruvato é completamente oxidado a dióxido de carbono. •A via aeróbica resulta na oxidação completa da glicose e numa produção de ATP. •As reações ocorrem em duas etapas: o ciclo de Krebs e a cadeia transportadora de elétrons, ambos ocorrendo nas mitocôndrias das células. As mitocôndrias são envolvidas por duas membranas: mais interna (cristas). Circundado pelas cristas encontra-se a matriz (apresenta moléculas envolvidas na respiração) Membrana externa: passagem livre de pequenas substâncias Membrana interna: piruvato e ATP Etapa preliminar: piruvato é oxidado e descarboxilado A molécula de três carbonos do piruvato é oxidada e descarboxilada para formar o grupo acetil de dois carbonos que se liga a coenzima A para formar acetil CoA. A oxidação da molécula de piruvato é acoplada à produção de NADH a partir do NADᶧ . A acetil CoA é a forma pelo qual os átomos de carbono derivados da glicose entram no ciclo de Krebs. Ciclo de Krebs • Também conhecido pelo ciclo do ácido tricarboxílico (TCA) porque é iniciado com a formação de um ácido orgânico (citrato) que apresenta três grupos de ácido carboxílico. O ciclo de Krebs sempre começa com acetil CoA, o seu único substrato real. Ao entra no ciclo de Krebs os dois átomos de carbono do grupo acetil combinam-se com um composto de 4 carbonos (oxalacetato) para produzir um composto de seis carbonos (citrato). A coenzima A é liberada e se combina com um novo grupo acetil. Ao longo do ciclo dois dos seis átomos de carbono são oxidados até CO2 e um oxalato é regenerado, fazendo com que complete um ciclo. No decorrer dessas etapas, uma parte da energia liberada é utilizada para converter ADP em ATP (1 molécula por ciclo), e outra para converter NAD em NADH (3 moléculas por ciclo). Uma molécula de FADH2 é formada a partir do FAD a cada volta no ciclo. O OXIGÊNIO não está diretamente envolvido no ciclo de Krebs, os elétrons e os prótons removidos durante a oxidação do carbono são todos aceitos pelo NAD e FAD Cadeia transportadora de elétrons A molécula de glicose encontra-se agora completamente oxidada. Parte da sua energia foi utilizada para produzir ATP. A maior parte da energia, entretanto, ainda permanece nos elétrons removidos dos átomos de carbono. Estes elétrons foram transferidos para carreadores NADᶧ e FAD encontrando-se num nível alto de energia. Na cadeia transportadora de elétrons eles são transportados para níveis mais baixos de energia até o oxigênio. A energia liberada é utilizada para formar ATP: Fosforilação oxidativa NADH e FADH2 irão transferir os elétrons para o O2 através de uma série de transportadores presentes nas cristas mitocondriais. Ocorre a oxidação do NADH a NADᶧ e FADH a FAD. Os prótons são liberados na matriz da mitocôndria e bombeados para fora da matriz. Os elétrons são conduzidos por uma série de proteínas transportadoras até o O2. O O2 se ligará a prótons formando H2O (que será utilizada pela célula). Para formar ATP: a enzima ATPsintase tem um canal por onde passam os prótons até a matriz mitocondrial. O fluxo de prótons por esse canal faz com que a enzima gire, promovendo a fosforilação do ADP em ATP, produzindo, assim, energia. Regulação do crescimento e do desenvolvimento: Hormônios vegetais • Uma planta para crescer precisa: luz, dióxido de carbono, água e minerais, incluindo nitrogênio; • Desenvolvimento normal depende da interação de vários fatores internos e externos; • Fatores externos: luz, temperatura, comprimento do dia, gravidade Principais fatores internos: são químicos Hormônios vegetais: substâncias orgânicas que desempenham uma importante função na regulação do crescimento; Podem ou não atuar no próprio tecido Ativos em quantidades pequenas Reguladores químicos: “percebido” pelo tecido alvo; o mesmo hormônio pode desencadear diferentes respostas em tecidos diferentes Cinco classes de hormônios vegetais são reconhecidos: Auxinas, Citocininas, Etileno, Ácido abscísico e Giberelinas AUXINAS Triptofano: precursor do AIA Locais de síntese: ápice de sistemas caulinares, primórdios foliares e folhas jovens e sementes em desenvolvimento Transporte das auxinas: Tanto em sistemas caulinares quanto em raízes é lento. Transporte unidirecional Caules e folhas: basípeto Raizes: acrópeto Transportada através das células do parênquima do floema e células do parênquima que circundam o sistema vascular. Transporte ativo: requer energia. De célula à célula EFEITOS DA AUXINA Dominância Apical Exemplo: feijão (Phaseolus vulgaris): quando a extremidade da parte aérea é removida, as gemas laterais iniciam o crescimento. Entretanto, quando uma auxina é aplicada, o crescimento das gemas laterais é inibido. Diferenciação celular Calo (massa de células indiferenciadas) Câmbio vascular Em plantas lenhosas a auxina promove a atividade do câmbio vascular. Formando tecido vascular secundário Crescimento radicular Formação de raízes adventícias em estacas Aumento do AIA inibe a formação da raiz primária Fototropismo e Gravitropismo Diminui o AIA: senescência e abscição de flores, folhas e frutos Auxina: Tropismo Tropismo: crescimento vegetal orientado, em resposta a um estímulo direcional FOTOTROPISMO: •Influenciado pela luz •As auxinas produzidas no ápice são ativamente transportadas para o lado oposto à luz •As células alongam-se mais rapidamente do que no lado exposto à luz Gravitropismo •Em raízes na posição horizontal, o fluxo de auxina é maior na face encostada ao solo •Como resultado, as células na face oposta alongam-se mais e a curvatura é para baixo •O contrário ocorre na parte aérea CITOCININAS • Locais de síntese: regiões meristemáticas, crescimento contínuo (raízes, folhas jovens, frutos em formação e sementes) • Transporte: xilema • Efeitos fisiológicos da citocinina: •Estimula a divisão celular • Expansão de folhas e cotilédones • Regula a morfogênese • Indução de calogênese em meio de cultura juntamente com a auxina • Inibição do alongamento do caule e raiz • Crescimento de gemas laterias • Retarda a senescência foliar • Estímulo da síntese de clorofila: desenvolvimento de cloroplastos GIBERELINAS Histórico... • Descoberto durante estudos de uma doença em arroz, provocada por um fungo (Gibberella fujikuroi) • Existem mais de 125 tipos de Giberelinas • Locais de síntese: tecidos jovens do sistema caulinar e folhas, embriões de sementes jovens, frutos e raízes, sementes em germinação •Transportada: via xilema •Efeitos fisiológicos: • Quebra de dormência em sementes • Alongamento de caules • Quebra da juvenilidade Transição da fase juvenil para a fase adulta: florescimento Aplicação de giberelinas leva à formação de estruturas reprodutivas em plantas jovens de algumas espécies Produção de frutos sem sementes (partenocárpicos) ÁCIDO ABSCÍSICO (ABA) •Locais de síntese: Em todas as partes da planta: desde o ápice caulinar até o radicular •É encontrado: na seiva do xilema e floema Cloroplasto, citossol, vacúolo, apoplasto •Níveis elevados em condições de estresse hídrico e durante a maturação de sementes • Regula a maturação de sementes • Síntese de proteínas de reserva em sementes • Promove a tolerância a dessecação e a dormência em sementes • Inibe o crescimento da parte aérea • Promove a senescência foliar • Dormência de gemas • Fechamento estomático • Tolerância a estresses diversos (salinidade, frio, hídrico) Efeitos Fisiológicos: Fechamento estomático: • Déficit hídrico • ABA aumenta nas folhas • Estômatos se fecham • Redução da transpiração ETILENO • Único fitohormônio gasoso • Estrutura química C2H4 • Precursor Aminoacido metionina Funções Fisiológicas: • Promove a maturação de frutos climatérios • Quebra de dormência de sementes e gemas • Induz floração em bromeliaceae • Alongamento de entre-nós em condições de alagamento • Aumenta a taxa de senescência foliar Amadurecimento de frutos climatérios Frutos não-climatéricos: Apresentam um declínio lento e constante de sua taxa respiratória após colheita. Produzem baixas quantidades de etileno Induz a abscisão: Folhas, frutos e flores EXERCÍCIOS 1) Escreva a equação simplificada da respiração 2) Como são armazenadas as moléculas de carboidratos geradoras de energia nas plantas? 3) Qual é a etapa preliminar à respiração? 4) Qual o nome do processo onde a energia é extraída sem envolvimento de oxigênio? 5) Quais são as etapas da respiração? 6) Explique o que é glicólise, onde ocorre e qual produto é formado 7) Qual molécula entra no ciclo de Krebs? 8) Sobre o ciclo de Krebs responda: a) Quais moléculas energéticas são produzidas? b) O que acontece com a coenzima A? c) De onde vem o gás carbônico produzido? 9) Quais são os principais transportadores de elétrons na CTE? 10) O que acontece com os prótons liberados na matriz da mitocôndria? 11) Diferencie macronutrientes de micronutrientes 12) Defina absorção, translocação e redistribuição 13) Qual nutriente é responsável por: a) Formação de ácidos nucléicos e nucleotídeos b) Constituinte da molécula de clorofila c) Formação de proteínas Nutrição Mineral A análise elementar da matéria seca da planta mostra que cerca de 90% do total de elementos corresponde ao C, O e H; o restante, aos minerais. Ar – C (como CO2) Água – H e O Solo – os demais = elementos minerais O solo é o meio menos importante no fornecimento de elementos às plantas; porém o mais modificável. ELEMENTOS ESSENCIAIS Somente a análise química da planta não é suficiente para o estabelecimento da essencialidade de um elemento. As plantas absorvem do solo, sem muita discriminação, os elementos essenciais, os benéficos e os tóxicos. ”Todos os elementos essenciais devem estar presentes nos tecidos das plantas, mas nem todos os elementos presentes são essenciais”. Além do C, O e H, treze elementos (minerais) são considerados essenciais para o desenvolvimento das plantas: MACRONUTRIENTES: N, P, K, Ca, Mg e S MICRONUTRIENTES: B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo e Zn ELEMENTOS ESSENCIAIS E BENÉFICOS EM PLANTAS Elementos minerais essenciais Elementos minerais benéficos Elementos não minerais essenciais Os macronutrientes têm, em geral, seus teores expressos em percentagem (%) e os micronutrientes em partes por milhão (ppm) REAÇÕES ENTRE NUTRIÇÃO MINERAL, FERTILIDADE DO SOLO E ADUBAÇÃO A adubação pode ser definida como a adição de elementos (nutrientes) de que a planta necessita para viver, com a finalidade de obter colheitas compensadoras de produtos de boa qualidade nutritiva ou industrial, provocando-se o mínimo de perturbação no ambiente. 1) qual? 2) quanto? 3) quando? 4) como? 5) pagará? 6) efeito na qualidade do produto? 7) efeito na qualidade do ambiente? Algumas definições são necessárias: Absorção – processo pelo qual o elemento M passa do substrato (solo, solução nutritiva) para uma parte qualquer da célula; Transporte ou translocação – é a transferência do elemento, em forma igual ou diferente da absorvida, de um órgão ou região de absorção para outro qualquer (p. ex. da raíz para a parte aérea). Redistribuição – é a transferência do elemento de um órgão ou região de acúmulo para outro ou outra em forma igual ou diferente da absorvida (p. ex, de uma folha para um fruto; de uma folha velha para uma nova). A absorção iônica é caracterizada por: Seletividade – certos elementos minerais são absorvidos preferencialmente; Acumulação – a concentração dos elementos, de modo geral, é muito maior no suco celular do que na solução externa; Genótipo – existem diferenças entre espécies de plantas nas características de absorção. Funções dosMacronutrientes NITROGÊNIO • Aspectos Gerais N é o nutriente mineral mais exigido pelas plantas. A atmosfera, que possui aproximadamente 79 % de N na forma de N2, principalmente, é a fonte natural do elemento para a biosfera. Mas, o N2 é uma fonte natural gasosa e não diretamente aproveitado pelas plantas. Para tal, há necessidade de uma transformação prévia para formas combinadas, N-NH4+ (amônio) e N-NO3- (nitrato). Fixação biológica, fixação industrial Função: constituinte de macromoléculas e enzimas Em sua falta ou insuficiência, o crescimento da planta é retardado e as folhas mais velhas tornam-se verde-amareladas. FÓFORO Aspectos Gerais O fósforo (P) é, dos macronutrientes, um dos menos exigidos pelas plantas. Trata-se do nutriente mais usado em adubação no Brasil. Nas regiões tropicais e subtropicais, como acontece no Brasil, é elemento cuja falta no solo limita a produção. Componentes de nucleotídeos, ácidos nucléicos, ATP A taxa de crescimento das plantas é reduzida desde os primeiros estádios de desenvolvimento. As folhas mais velhas adquirem coloração arroxeada, em razão do acúmulo do pigmento antocianina. Embora o K+ seja, de maneira geral, o segundo nutriente mais exigido pelas culturas, o mesmo não se encontra nos solos em teores tão limitantes quanto o de fósforo. É, depois do fósforo, o nutriente mais consumido como fertilizante pela agricultura brasileira. A deficiência de potássio torna lento o crescimento das plantas; as folhas novas afilam e as velhas apresentam amarelecimento das bordas, tornando-se amarronzadas e necrosadas. O amarelecimento geralmente progride das bordas para o centro das folhas. POTÁSSIO CÁLCIO O Ca no solo tem sua origem primária nas rochas ígneas, estando contido em minerais como a dolomita, calcita, feldspatos, que ocorrem também em rochas sedimentares e metamórficas. Atua na regulação metabólica Deficiência: Flacidez dos tecidos da extremidade dos frutos, que evolui para uma necrose deprimida, seca e negra. O sintoma é conhecido como podridão estilar ou "fundo-preto". A deficiência de magnésio causa inicialmente uma cor verde-pálido nas bordas, passando após para uma clorose marginal nas folhas mais velhas, e com o decorrer do tempo a clorose avança para dentro, entre as nervuras. O amarelecimento começa pelas folhas basais e, com o aumento dos sintomas de deficiência, as folhas jovens também são atingidas Constituinte da molécula de clorofila MAGNÉSIO ENXOFREPara as plantas, a fonte primária de enxofre são as rochas ígneas, nas quais o elemento ocorre, em geral, em pequenas proporções como sulfato. A atmosfera é outra fonte adicional de S que aparece na forma de SO2, oriundo da queima de combustíveis fósseis, atividade vulcânica e de outros produtos orgânicos Os sintomas de deficiência de enxofre são semelhantes aos de nitrogênio, ou seja, as folhas apresentam coloração verde- amarelada. Entretanto, as folhas novas são as primeiras a serem afetadas. As plantas deficientes geralmente apresentam o caule lenhoso, duro e de pequeno diâmetro. MICRONUTRIENTES Boro: Plantas deficientes em boro podem apresentar grãos leves, bem como maior queda de florada, entre outros Cloro: A deficiência se manifesta murcha dos ápices foliares, seguida por clorose e necrose generalizadas. Cobre: Os sintomas de deficiência ocorrem nas folhas novas, que permanecem alongadas, deformadas Ferro: Sintomas de deficiência são presença do verde muito claro nas folhas, com estreita faixa verde ao redor das nervuras, inicialmente nas folhas mais novas. Zinco: A deficiência de zinco afeta o crescimento de ramos e de folhas, havendo formação de internódios curtos, com o aparecimento de folhas miúdas na extremidade dos ramos Manganês: A deficiência leva a diminuição da fotossíntese e da produtividade; Manchas cloróticas
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