Fisiologia Vegetal - Slides de Aula - Unidade II

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Unidade II
FISIOLOGIA VEGETAL
Profa. Emmanuelle Costa
Nutrição vegetal
 É o processo pelo qual um organismo obtém as substâncias e 
elementos necessários à sua sobrevivência e que lhes servem 
de alimento. No caso das plantas, a nutrição é autótrofa 
fotossintetizante, mas ainda assim, elas devem absorver do 
solo as substâncias (sais minerais) contendo elementos 
químicos indispensáveis.
A nutrição pode então ser:
 orgânica: produção de substâncias orgânicas 
via fotossíntese;
 mineral: absorção de sais minerais do solo, pela raiz.
Nutrição vegetal
Em 1838, definiu-se a lei do mínimo:
 Enunciava que “se apenas um dos elementos necessários 
para a nutrição das plantas falta, a planta sofrerá, a despeito 
de todos os outros elementos necessários para a produção 
vegetal estarem presentes em quantidade suficiente”.
 Considerou-se 15 elementos como importantes: O, C, N, S, P, 
Cl, K, Na, Ca, Mg, Al, Si, Fe e Mn.
Nutrição vegetal
Fonte: 
http://aquapeixes.for
umeiros.com/t479-
sinais-de-
deficiencia-nutritiva-
das-plantas
Nutrição vegetal
Fonte: http://anime-team.page.tl/modulo-03-_-
Nutri%E7%E3o-vegetal-e-fertilidade.htm
Macro e micronutrientes
No que diz respeito às quantidades requeridas, os elementos 
podem ser classificados em:
 Macroelementos: necessários em grandes 
quantidades, geralmente são os componentes das moléculas 
orgânicas e biomoléculas. 
 Exemplo: KNO3, que fornece K, N e O.
 Microelementos: necessários apenas em pequenas 
quantidades, geralmente são cofatores de enzimas. 
 Exemplo: H3BO3, fonte do elemento Boro.
Critérios de essencialidade
1. na ausência do elemento, a planta não completa 
o seu ciclo vegetativo;
2. o elemento não pode ser substituído por nenhum outro;
3. o elemento deve ter um efeito direto na vida da planta e não 
exercer apenas o papel de, com sua presença no meio,
neutralizar efeitos físicos, químicos ou biológicos 
desfavoráveis para o vegetal.
Importância dos nutrientes nas plantas
Estrutural
 O elemento faz parte da molécula de um ou mais compostos 
orgânicos. Exemplos: N – aminoácidos e proteínas; 
Mg –clorofilas.
Ativador enzimático
 O elemento está presente na fase dissociável da fração 
proteica da enzima; é necessária à atividade da mesma.
Constituinte de enzima
 Refere-se a elementos, geralmente, metais ou elementos de
transição (Mo), que fazem parte do grupo protético de enzimas 
e que são essenciais às atividades destas, como é o caso de 
Cu, Fe, Mn, Mo, Zn, Ni.
Importância dos nutrientes nas plantas
 Sequência de eventos biológicos em plantas deficientes 
de nutriente.
Fonte: 
http://www.
nutricaodep
lantas.agr.b
r/site/downl
oads/unesp
_jaboticabal
/apostila_nu
tricaoplanta
_fevereiro_
06.pdf
Redução da velocidade dos processos metabólicos
Paralisação/desarranjo dos processos biológicos
Nível molecular
Alteração de membranas, parece celular, organelas
Nível subcelular
Alteração/deformação das células
Nível celular
Alteração dos tecidos
Nível de tecido = sintoma (clorose/necrose)
Resistência a doenças induzidas pela nutrição 
de plantas
 Modificações anatômicas: células da epiderme mais grossa, 
lignificadas e/ou silificadas.
 Propriedades fisiológicas e bioquímicas: produção de 
substâncias inibidoras e repelentes.
 Capacidade de resposta da planta ao ataque dos parasitas: 
aumentando as barreiras mecânicas e síntese de 
compostos tóxicos.
Absorção dos micronutrientes
 decomposição das rochas;
 reciclagem da matéria orgânica;
 mobilização da vida do solo;
 do aumento do espaço enraizado;
 arejamento do solo através da sua boa agregação; 
 água no solo;
 temperatura em torno de 25 graus (acima de 32 graus a planta 
não absorve mais água).
Interatividade
As plantas necessitam de diversos elementos químicos para 
realizarem o seu crescimento por completo. A respeito do assunto, 
assinale a alternativa correta:
a) Os elementos essenciais são divididos em macronutrientes e 
micronutrientes. 
b) Os elementos mais abundantes na planta são P, Na e Si, que 
representam mais de 900 g.kg-1 da massa seca de uma planta.
c) Os macronutrientes são de maior importância que os 
micronutrientes para o crescimento das plantas. 
d) A adição de elevada quantidade de Na ao solo pode levar à 
deficiência de P nas plantas, como resultado de uma 
interação antagônica. 
e) O, C, H e N são considerados tóxicos, pois podem 
impedir o crescimento das plantas.
Propriedades da água
 É uma molécula polar: dissolve bem substâncias polares.
Fonte: Taiz & Zeiger (2002)
Propriedades da água
 Forma pontes de hidrogênio. 
 Coesão: atração mútua entre 
as moléculas.
 Adesão: atração das moléculas 
a materiais sólidos.
Fonte: Taiz & Zeiger (2002)
Propriedades da água
 Alto calor específico: quantidade de energia é necessária 
para aumentar a temperatura da água. Na maior parte do 
planeta a água é líquida.
 Alto calor latente de vaporização: permite que as plantas 
liberem calor em situações de insolação alta. 
O movimento da água
 Movimento – diferenças de energia potencial (água – potencial 
hídrico).
 Potencial Hídrico (w ).
 É a energia com a qual a água se deslocará (movimento).
O valor do potencial hídrico da água pura e livre contida em 
reservatório, à pressão e temperatura ambiente:
 w = 0 (estado padrão da água).
O movimento da água
ψw ψw
Maior potencial Menor potencial
Fonte: Hamachi, L.
O movimento da água
Componentes do potencial hídrico (ψw ):
 Potencial osmótico (ψs): devido à osmose.
 Potencial gravitacional (ψg): devido à força gravitacional.
 Potencial de pressão (ψp): pressão hidrostática, na célula 
chama-se pressão de turgor.
 Fórmula: ψw = ψs + ψg + ψp.
O movimento da água
Nas células:
Fonte: Taiz & Zeiger (2002)
Célula túrgida
Água destilada
Solução de 
sacarose 0,3 M
Célula flácida Célula túrgida
O movimento da água
Fonte: Taiz & Zeiger (2002)
Na planta:
 Na planta, o movimento 
da água depende da 
diferença de potencial 
hídrico entre o solo, os 
órgãos do vegetal 
e a atmosfera.
Linha do 
solo
Xilema
Através da raiz
Solo
Espaços intercelulares foliares
O movimento da água
Principal componente que determina o transporte da água do 
solo para a planta:
Fonte: Taiz & Zeiger (2002)
O movimento da água
 Teoria de Dixon ou Coesão – Tensão – Transpiração.
 Folhas exercem uma força de sucção que garante a ascensão 
de uma coluna de água no interior do xilema desde as raízes, 
conforme ocorre a transpiração.
Fonte: Taiz
& Zeiger
(2002)
Interatividade
Qual a razão de os vasos, nos quais cultivamos plantas terrestre 
ornamentais, possuírem um orifício no fundo para drenar o 
excesso de água?
a) Elevar o pH da solução do solo e assim permitir uma melhor 
nutrição das plantas.
b) Diminuir a velocidade da decomposição da matéria orgânica 
do solo.
c) Evitar o crescimento demasiado das raízes e a consequente 
necessidade de transplante do vegetal.
d) Evitar uma quantidade excessiva de nutrientes disponíveis 
à planta.
e) Permitir a presença de espaços arejados no solo,
com oxigênio suficiente para a respiração das raízes.
Principais fatores ambientais que afetam o 
crescimento vegetal
Alguns fatores estão diretamente relacionados ao crescimento 
do vegetal. Quer seja pelo excesso ou a carência. Dentre os 
fatores podemos destacar:
1. luz;
2. temperatura (alta ou baixa);
3. disponibilidade de água;
4. salinidade;
5. gases (oxigênio e gás carbônico).
Fator ambiental:luz - fotoperiodismo
 Por que a luz é uma fator ambiental no crescimento 
do vegetal?
 A luz pode afetar diversos processos da planta, além de ser 
fonte de energia para a fotossíntese.
 Provavelmente, é o fator ambiental mais importante na 
sinalização para o crescimento da planta.
Três características principais da luz têm efeito biológico:
 qualidade; 
 direção;
 quantidade.
Fator ambiental: luz - fotoperiodismo
De que maneira a direção da luz pode influenciar?
 A direção da luz pode influenciar no crescimento orientado 
das plantas, que resulta em curvatura: fototropismo.
Fonte: 
http://redmosquito-
neto.blogspot.com.br/20
10_07_01_archive.html
Fator ambiental: luz - fotoperiodismo
 Fotoperíodo crítico: (FPC) corresponde ao valor em horas de 
iluminação, que determina a floração ou não de uma planta.
 O fotoperíodo crítico é específico de cada espécie.
I. Plantas de dia curto: florescem quando a duração do 
período iluminado é inferior ao seu fotoperíodo crítico.
II. Plantas de dia longo: florescem quando a duração do período 
iluminado é maior que o seu fotoperíodo crítico.
III. Plantas indiferentes: a floração não depende do fotoperíodo.
Fator ambiental: luz - fotoperiodismo
 Fotoperíodo crítico da 
espécie = 11 hs.
 Floresce quando submetida 
a um período de luminosidade
inferior ao seu fotoperíodo
crítico.
Fonte: 
cienciasdavidaedaterra25.blogspot
.com.br/2012_04_01_archive.html
Fator ambiental: luz - fotoperiodismo
 Interrompendo o período noturno por um breve período 
luminoso, a planta de dia curto não floresce, pois, na verdade, 
ela necessita é de uma “noite longa” contínua.
 Interrompendo o período noturno por um breve período 
luminoso, a planta de dia longo floresce, pois, como ela 
necessita de “noite curta” para florescer, a interrupção 
da noite longa faz com que a noite se torne curta para 
planta e então ela floresce.
Fator ambiental: luz - fotoperiodismo
Plantas de dia curto (noite 
longa). Florescem no final do 
verão ou durante o outono.
Plantas de dia longo (noite 
curta). Florescem no final da 
primavera ou início do verão.
Fonte: http://mundoardido.com/forum/viewtopic.php?p=46
Fator ambiental: luz – fitocromo: tipos de resposta
Há dois tipos de respostas:
 rápidas: envolvem eventos bioquímicos 
(ex.: reações enzimáticas);
 lentas: envolvem eventos morfológicos e de crescimento (ex.: 
indução floral).
Fotoperiodismo: interrupção da noite
1. A interrupção do período escuro com um flash de luz 
vermelha (660nm) inibe a floração da planta de dia curto.
2. Um flash de luz vermelha seguido de um flash de vermelho 
longo (730nm), reverte o efeito.
3. Uma sequência de flashs com a luz vermelha, por último, 
inibe a floração.
4. Uma sequência de flashs com vermelho longo, por último, 
permite a floração, como se a noite não tivesse 
sido interrompida.
5. Existem ainda plantas neutras, que são indiferentes 
à duração do fotoperíodo.
Interatividade
O estômato é uma estrutura encontrada na epiderme foliar, 
constituída por duas células denominadas células-guarda. 
Estas absorvem água quando há grande concentração de íons 
potássio em seu interior, o que leva o estômato a se abrir. 
Se o suprimento de água na folha é baixo, ocorre saída de íons 
potássio das células-guarda para as células vizinhas, assim as 
células-guarda tornam-se:
a) Flácidas, provocando o fechamento do estômato. 
b) Flácidas, provocando a abertura do estômato. 
c) Flácidas, não alterando o comportamento do estômato. 
d) Túrgidas, provocando o fechamento do estômato. 
e) Túrgidas, provocando a abertura do estômato.
Fotoperiodismo e outros eventos
 Brotação de gemas dormentes.
 Abscisão foliar no outono.
 Formação de bulbos ao final da estação de crescimento.
 Germinação de alguns tipos de sementes.
Ausência de luz: estiolamento
O foto-controle da síntese de clorofila:
 Plantas crescidas no escuro apresentam alongamento 
excessivo do caule, os primórdios foliares não se expandem 
e algumas vezes o gancho apical não se desfaz.
 Cinco minutos diários de luz vermelha (660nm) são suficientes 
para minimizar alguns desses sintomas, indicando a 
participação do fitocromo.
Fotoblastia: importância ecológica 
 Evita que plantas de sementes pequenas germinem em 
local muito sombreado, que impossibilita a sobrevivência 
das plântulas.
 Plantas de sombra geralmente têm sementes neutras e ricas 
em reservas
Temperatura baixa
 Reduz a atividade enzimática como um todo e pode 
causar diferentes injúrias, dependendo da espécie 
e sua tolerância ao frio.
 Sementes recalcitrantes de espécies tropicais, geralmente, 
não podem ser armazenadas a temperaturas abaixo 
de 10-15ºC.
Temperatura baixas, mas sem congelamento (0-10ºC) podem 
induzir respostas biológicas em espécies adaptadas:
 indução da floração (vernalização);
 quebra de dormência de sementes 
embebidas (estratificação).
Temperatura alta
Temperatura elevada pode induzir:
 dormência secundária de sementes (termodormência);
 danos celulares;
 aumento da transpiração;
 interrupção do crescimento; 
 inibição da fotossíntese antes da respiração.
 A temperatura limite para causar morte e o tempo de 
exposição variam entre espécies e órgãos.
 O etileno está envolvido na superação da termodormência de 
sementes de alface.
Vernalização
 Definição: promoção da floração devido à exposição a baixas 
temperaturas ou chilling.
 O ápice do caule é o local de percepção do estímulo pelo frio.
 A necessidade de vernalização é controlada geneticamente. O 
gene FLC é um potente repressor da floração. O tratamento de 
frio inibe a expressão desse gene e libera a floração.
 A aplicação de giberelina pode substituir a exposição ao frio.
Interação entre luz e temperatura
Principal interação
 Fotoperíodo – alternância de temperatura.
 Para algumas espécies, a vernalização deve ser seguida do 
fotoperíodo adequado para induzir a floração.
 Provavelmente, a vernalização é necessária para que o 
meristema apical se torne competente a responder aos sinais 
que induzem a floração.
Interatividade
Qual das alternativas abaixo, corresponde a uma planta de dia 
curto, com fotoperíodo crítico igual a 10 horas e uma planta de 
dia longo com fotoperíodo crítico igual a 14 horas, 
respectivamente? 
 Tempo de exposição por dia / Comportamento
a) 15 horas Não floresce/ Floresce
b) 8 horas Floresce/Floresce
c) 9 horas Não Floresce/Floresce
d) 11 horas Não Floresce/Floresce
e) 13 horas Floresce/Não Floresce
ATÉ A PRÓXIMA!