Apostila Fisiologia Vegetal UFSC

F i s i o l o g i a V e g e t a l F i s i o l o g i a V e g e t a l M aria T er ezin ha Si lvei ra P aul ilo A na M aria V ia na Á urea M aria Ran di Florianópolis , 2010. Catalogação na fon te elaborada na DECTI da Biblioteca Universitária da Universidade F ederal de Santa Catarina. Copyright © 2010 Univ ersidade F ederal de Santa Catarina. Biologia/Ea D/U F SC Nenhuma parte deste material poderá ser reproduzida, tr ansmitida e grav ada sem a prévia autorização , por escrito, da Universidade F ederal de Santa Catarina. P327f Pa uli lo , Ma ria T erezinha Silveira Fisiologia vegetal / Ma ria T erezinha Silveira Pa uli lo , Ana M aria V iana, Á urea Maria Randi. - Florianó polis : BIOLO GIA/EAD/UFSC, 2010. 182 p .: il., grafs., tabs., plan t as Inc lui ref erências ISBN 978-85-61485-28-3 1. M etabolismo . 2. Fisiologia veg etal. 3. Plantas \u2013 Desen volvim ento . I. V iana, Ana Ma ria. II. R andi, Á urea M aria. III. Tí tulo . CDU: 581.1 Comissão Edit orial Viviane Mara Woehl , Alexandre V er zani Nogueira Projet o Grá\ufb01co Ma terial impresso e on-line Coor denação Prof . Haenz Gutierrez Quintana Equipe Henrique Eduar do Carneiro da C unha, Juliana Chuan Lu , Laís Barbosa, Ricardo Goular t T redezini Straioto Equipe de Desen volviment o de Materiais Laboratório de No vas T ecnologias - LANTEC/CED Coor denação Geral Andrea Lapa Coor denação Pedagógica Roseli Z en Cern y Material Impresso e Hipermídia Coordenação Laura Martins Rodrigues, Thiago Rocha Oliveira Adaptação do Pr ojeto Grá\ufb01co Laur a Mar tins Rodrigues, Thiago Rocha Oliveira Diagramação Laura Martins Rodrigues Ilustrações Jean Menezes , Amanda Cristina Woehl, João Antônio Amante Machado , K allani Bonelli, Cristiane Amaral, Maiara Ornellas Ariño , Liane Lanzarin, Grazielle S. Xavier , T arik Assis Pinto , R afael Naravan Kienen Revisão gramatical Mirna Saidy Design Instrucional Coor denação V anessa Gonzaga Nunes Design Instrucional Cristiane Felisbino Silv a, Marisa Campos Santana Governo F ederal Presiden te da República Luiz Inácio L ula da Silva Ministro de Educação F ernando Haddad Secretário de Ensino a Distância Carlos Eduar do Bielschowky Coor denador Nacional da Universidade Aberta do Brasil Celso C osta Universidade F ederal de Santa Catarina Reitor Alvaro T oubes P rata Vic e-Reitor Carlos Alber to Justo da Silva Secretário de Educação à Distância Cícero Barbosa Pró-Reitora de Ensino de Gr aduação Y ara Maria Rauh Müller Pró-Reitora de P esquisa e Ex tensão Débora P eres Menezes Pró-Reitora de P ós- Graduação Maria Lúcia C amargo Pró-Reitor de Desen volvimento Humano e Social L uiz Henrique Vieira da Silva Pró-Reitor de Infra-Estrutura João Ba tista F urtuoso Pró-Reitor de Assuntos Estudan tis Cláudio José Amante Centr o de Ciências da Educação Wilson Schmidt Curso de Lic enciatura em Ciências Biológicas na Modalidade a Distância Diretora Unidade de Ensino Sonia Gonçalves C arobr ez Coor denadora de Curso Maria Márcia Imenes Ishida Coor denadora de T utoria Zenilda Laurita Bouzon Coor denação Pedagógica LANTEC/CED Coor denação de Ambiente Virtual Alice Cybis P ereira Apresentação ....................................................................................... 9 1. Relações hídricas ........................................................................... 13 1 . 1 In trodução ...................................................................................................................1 5 1 .2 Propriedades fís ic o- químicas d a água ................................................................ 1 8 1 .3 Movimentação da á gua .......................................................................................... 2 1 1 .4 O camin ho da águ a pela plan t a ............................................................................ 24 1 .5 O processo da tran spi ração é estritamen te dependent e da ana tom ia foli ar .................................................................................................. 2 7 1 .6 F atores am bien tais que a fetam a tra nspi ração ................................................. 29 Resum o .............................................................................................................................. 30 Referên cias ....................................................................................................................... 3 1 2. Nutrição mineral ........................................................................... 33 2. 1 I ntrod ução .................................................................................................................. 35 2.2 Métodos de estudo e m nutrição m ineral ........................................................... 3 5 2.3 Elemen tos es senci ais ............................................................................................... 36 2.4 Det ermin ação da c once ntra ção crítica de um e lement o minera l no tecido v e getal .................................................................................... 38 2.5. A gent es quelant es .................................................................................................. 39 2.6. F unção dos nutrien tes e s int omas de de\ufb01ciênc ia ............................................ 4 1 2.6. 1 Nitr o gêni o ...................................................................................................... 4 1 2.6.2 Fó sfor o ............................................................................................................4 2 2.6.3 Po tás si o .........................................................................................................42 2.6. 4 Enx ofr e ............................................................................................................43 2.6.5 Cá lcio ..............................................................................................................43 2.6.6 Ma gnés io ...................................................................................................... 44 2.6. 7 Fer ro ............................................................................................................... 4 4 Sumário 2.6.8 Boro ................................................................................................................ 44 2.6. 9 Cobre ...............................................................................................................4 5 2.6. 1 0 Zin c o .............................................................................................................. 4 5 2.6. 1 1 Mang anês ................................................................................................... 46 2.6. 1 2 Molibd ênio .................................................................................................. 46 2.6. 1 3 Clor o ............................................................................................................. 4 6 2.6. 1 4 Níquel ........................................................................................................... 46 Resum o .............................................................................................................................. 48 Referên cias ....................................................................................................................... 4 8 3. Assimilação e \ufb01xação biológica do nitrogênio .......................... 51 3. 1 Introdução .................................................................................................................. 53 3.2 Origem do ni trogêni o das pro teí nas ................................................................... 53 3.3 Organ ismo s que fazem a \ufb01xaçã o biológica do ni trogêni o............................. 55 3. 4 Fixação s imbi ótica do n itrogên io em legum inosas ......................................... 5 5 3.5 Bioquí mica da \ufb01xa ção do nitrogê nio .................................................................. 56 3.6 Destid o da amôni a formad a a partir da \ufb01xação do nit rogênio ..................... 58 3. 7 Nitrogênio \ufb01xado no s nódulos ............................................................................. 58 3.8 Assim ila ção do nitrogê nio em pla ntas q ue não fazem a ssociação s imbi ótica ....................................................................... 60 Resum o .............................................................................................................................. 6 1 Referên cias ....................................................................................................................... 6 1 4. Absorção de nutrient es minerais pelas raíz es de plantas ........ 63 4. 1 Introd ução .................................................................................................................. 65 4.2 Mecanis mos de absor ção de nutri ent es pelas ra ízes ....................................... 66 4.3 T rans por te e red istribui ção dos nut rient es ........................................................ 7 0 Resum o .............................................................................................................................. 7 1 Referên cias ....................................................................................................................... 72 5. F otossínt ese ................................................................................... 75 5. 1 Introdução .................................................................................................................. 77 5.2 A ener gia sola r .......................................................................................................... 78 5.3 O mecani smo da fo to ssín te se ............................................................................... 80 5. 4 Princípios bá sic os de capt ura de luz pelos pigme nto s fot oss int etizan tes ................................................................... 82 5.5 Fixa ção do carbono at mosféric o pelo processo f ot ossi nt étic o ..................... 85 Pl an t as C3 ................................................................................................................8 5 Pl an t as C 4 ................................................................................................................8 5 Pl an t as CAM ........................................................................................................... 88 5. 6 Fot orres piração ......................................................................................................... 89 5. 7 Fa tor es que af etam a fot oss ínt ese ....................................................................... 90 Resum o .............................................................................................................................. 9 2 Referên cias ....................................................................................................................... 9 4 6. T ranspor te no \ufb02oema ................................................................... 97 6. 1 Introdução .................................................................................................................. 99 6.2 Carregamen to no \ufb02oem a ....................................................................................... 99 6.3 Descarregament o do \ufb02oema............................................................................... 1 02 6.4 T ransporte de su bstância s pelo \ufb02oema ............................................................ 1 0 2 Resum o ............................................................................................................................ 1 04 Referên cias ..................................................................................................................... 1 05 7. Regulação do crescimento e do desen volvimento ................. 107 7 . 1 Introdução ................................................................................................................ 1 09 7 .2 Mec ani smo de ação d os hormônio s ...................................................................1 1 0 7 .3 A descober ta dos cinc o primeiros grupos de ho rmônios v egetais ............. 1 1 2 7 .3. 1 Auxi nas.......................................................................................................... 1 1 2 7 .3. 2 Giber elin as ................................................................................................... 1 1 2 7 .3.3 Citoc ini nas ................................................................................................... 1 1 4 7 .3.4 E til eno ........................................................................................................... 1 1 4 7 .3.5 Ácido ab sc ís ico ............................................................................................ 1 1 5 7 .4 Locai s de sín tese e t rans por te de hormôn ios ...................................................1 1 6 7 .5 Principai s efeit os \ufb01s iológic os de auxin as ...........................................................1 1 8 7 .6 Princ ipais ef eito s \ufb01si ológico s de giberel ina s .................................................... 1 22 7 .7 Pri ncipa is efei tos \ufb01 siológi cos de c itoci nina s ..................................................... 1 23 7 .8 Principa is efei tos \ufb01 siológic os do etileno ........................................................... 1 25 7 .9 P rinci pais ef eito s \ufb01siol ógicos d o ácido ab scís ico ............................................. 1 28 Resum o ........................................................................................................................... 1 30 Referên cias ..................................................................................................................... 1 3 1 Bibliogr a\ufb01a reco mendad a .......................................................................................... 1 32 8. F otomorfogênese ....................................................................... 135 8. 1 Introdução ................................................................................................................ 1 37 8.2 Os principai s fot orrecep tor es .............................................................................. 1 38 8. 2. 1 Os \ufb01t ocr omos ..............................................................................................1 38 8. 2.2 Pig men to s que ab sor ve m luz az ul ......................................................... 1 43 Resum o ............................................................................................................................ 1 4 7 Referên cias ..................................................................................................................... 1 48 Bibliogr a\ufb01a reco mendad a ......................................................................................... 1 48 9. Flor ação ........................................................................................ 151 9 . 1 Intr odução ................................................................................................................ 1 53 9 . 2 Indução d a \ufb02oração pelo fot operíodo .............................................................. 1 5 5 9 . 3 Indução da \ufb02o ração pela v ernal ização .............................................................. 1 60 9 .4 Hormônios en volvidos co m \ufb02oração ................................................................. 1 6 1 Resum o ............................................................................................................................ 1 62 Referên cias ..................................................................................................................... 1 6 4 Bibliogr a\ufb01a reco mendad a .......................................................................................... 1 6 4 10. Germinação de sementes ........................................................ 167 1 0. 1 Introdução .............................................................................................................. 1 69 1 0.2 Formação e estrut ura das sem ent es ............................................................... 1 69 1 0.3 F at ores nece ssários à germ inaçã o ................................................................... 1 73 1 0.4 E ven tos m etabólic os dura nt e a germin ação ................................................. 1 7 5 1 0.5 Dormência e con trole da germina ção............................................................. 1 77 1 0.5. 1 Dormênci a impo st a p elo s te cido s ex tr aembr ioná rio s ou exógena ...............................................................1 78 1 0.5.2 Dormênci a do embr ião ou en dógena ................................................ 1 7 9 Resum o ............................................................................................................................ 1 8 1 Referên cias ..................................................................................................................... 1 82 Bibliogr a\ufb01a reco mendad a .......................................................................................... 1 82 Apr esentação O objetivo geral da Fisiologia V egetal é o conheciment o dos processos re- lacionados à vida das plantas. As plantas germinam, crescem, desenvolvem- se, tornam-se adultas, reproduzem-se e morrem. Desde quando uma planta começ a a existir como zigoto, até a sua mor te, o que pode ocorr er dentro de um ano ou vários milênios, dependendo da espécie, vários processos ocorr em dentro dela. Água e solutos movem-se através de caminhos especiais em vá- rias dir eções dentr o das plantas; milhar es de reações químicas oc orrem dentro de cada célula vegetal , transformando água, sais minerais, oxigênio e carbo- no do ambiente em substâncias, tecidos e órgãos . Mudanças qualitativas no crescimento vão ocorrendo , levando à formação de \ufb02ores, frutos e sementes. Um dos objetivos especí\ufb01cos da Fisiologia V egetal é o estudo de todos estes proc essos. Como o ambiente exer ce um papel fundamental sobre o funcionamento de uma planta, modi\ufb01cando as respostas \ufb01siológicas e mesmo in\ufb02uenciando di- retamente o desenvolviment o , outro objetivo especí\ufb01co da Fisiologia Vegetal é conhecer o efeito do ambiente como regulador e controlador dos processos que ocorr em nas plantas. Há uma tendência em considerar as plantas como algo inerte, passivo e inativo . Entretanto , as plantas enfrentam os mesmos problemas que os ani- mais em relação a como obter nutriente e água, como sobreviver em condi- ções ambientais ex tremas e como garantir a reprodução e a sobrevivência da pró xima geraç ão. O fat o de as plantas pr oduzirem seu pr óprio alimento (ser es autotró\ufb01c os) e suas necessidades básicas \u2013 luz, gás carbônico , água e sais mi- nerais \u2013 estarem por toda par te, condicionou sua evoluç ão como organismos sésseis, não havendo pressão seletiva para a mobilidade destes organismos, como ocorr eu com os animais, mas, assim como estes, as plantas estão sem- pre monitor ando seu ambiente e respondendo aos sinais ambientais. Apr esentação Como para os animais, a luz é também um meio de informação para as plantas, e estas contêm sensores ópticos (pigmentos) que perc ebem e respon- dem à direç ão da luz, à sua cor (i.e., os c omprimentos de onda nela c ontidos) e à sua duração . As plantas são sensíveis ao toque, com algumas respostas tão rápidas quanto os movimentos animais. Elas também respondem à direção da gravidade e per cebem mudanças de temper atura. Os sinais ambientais que variam regularmente ao longo do ano - como duraç ão do dia ou épocas chu- vosa e seca \u2013 são também por elas perc ebidos, o que as possibilita sincroniz ar seu ciclo de vida com os ciclos sazonais de seu ambiente . O estudo da \ufb01siologia das plantas permite observar todos estes aspectos . Este livro mostrar á esse fascinante mundo dos processos vegetais , os quais estão incluídos nos diversos c apítulos que o compõe . Maria T erezinha Silveira P aulilo Ana Maria Viana Áurea Maria Randi

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