Fisiologia Vegetal - Slides de Aula - Unidade I

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Unidade I
FISIOLOGIA VEGETAL
Profa. Emmanuelle Costa
Fotossíntese: estruturas envolvidas
Célula 
clorofilada
Membrana do tilacóide
Esquema da 
molécula de 
clorofila
Folha
Granum
Parede 
celular
Cloroplasto
Membrana externa
Membrana 
interna
Tilacóide
Granum
Estroma
DNA
Núcleo
Vacúolo
Cloroplasto
Tilacóide
Complexo antena
Fonte: http://web.educom.pt/pr1305/plantas_fotossintese
A fotossíntese e a energia: como as plantas 
aproveitam a energia solar para se desenvolverem?
 As plantas verdes possuem uma substância, a clorofila, 
capaz de absorver a radiação luminosa. A energia absorvida 
é usada para transformar o gás carbônico do ar (CO2) e a água 
(absorvida pelas raízes) em glicose (um açúcar), através de 
um processo chamado fotossíntese. O açúcar produzido 
é utilizado de várias maneiras. A glicose (o açúcar que é 
produzido pela planta) sofre muitas transformações, nas quais 
ocorre liberação de energia, que o vegetal utiliza para 
diversas funções.
Etapas da fotossíntese
Fase I: Reações luminosas
Membrana tilacoide:
 A energia solar é capturada e armazenada temporariamente 
em pequenas moléculas especializadas.
Fase II: Reações de fixação de carbono
Estroma:
 Essas moléculas são usadas no processo de fixação de 
carbono (produção de açúcar a partir do CO2).
Etapas da fotossíntese
Etapa Fotoquímica ou Fase de Claro
1. Ocorre nas lamelas dos tilacoides.
2. Depende diretamente da luz.
3. Está relacionada com a fotólise e fotofosforilação.
Etapa Química ou Fase de Escuro
1. Ocorre no estroma.
2. Depende indiretamente da luz.
3. Está relacionada com o Ciclo de Calvin-Benson.
Fotossistemas II e I
Complexo da antena:
 Complexos proteicos de membrana que ligam centenas de 
moléculas de clorofila e pigmentos acessórios (carotenoides), 
orientando-as na membrana do tilacoide. Responsável pela 
transferência de energia ressonante de um pigmento a 
outro até chegar no centro de reação.
Centro de reação:
 Par especial de moléculas de clorofila que imediatamente 
transfere os seus elétrons excitados para uma cadeia 
vizinha de aceptores de elétrons.
Reações luminosas
Fonte: Taiz & Zeiger (2002) 
Reações da fase de escuro
 Chamado de Ciclo de Calvin-Benson (C3).
 Síntese de glicose a partir da redução de CO2.
 Consumo de NADPH e ATP, produzidos tanto na fase “clara” 
quanto em reações de oxidação de compostos orgânicos.
Reações da fase de escuro
Fonte: 
https://pt.slideshare.net/
MESTRADOAMBIENTAL
/seminrio-processo-
fotossinttico-em-
plantas-mac
Interatividade
Durante o processo de fotossíntese, a absorção da energia luminosa 
pelo complexo antena, localizado nos centros de reações 
Fotossistema II (P680) e Fotossistema I (P700) faz com que a clorofila 
seja excitada e eleve o elétron (liberados pela molécula de H2O) para 
um patamar energético mais alto e seja capturado por proteínas que 
fazem parte de uma cadeia transportadora. Durante esse processo de 
transporte, podemos afirmar que ocorre:
a) Formação de quantidades elevadas do aceptor NADP+ a partir da 
captura de elétrons e prótons.
b) Transferência dos elétrons entre moléculas organizadas em ordem 
decrescente de energia.
c) Fotólise de moléculas de CO2 que liberam elétrons e cedem o 
carbono para a formação da glicose.
d) Quebra da molécula de água a partir da conversão de ATP em ADP, 
com liberação de prótons.
e) Fixação da molécula de CO2 pela enzima Ribulose 1,5-bifosfato.
Fatores que afetam a fotossíntese
Fonte: sesi.webensino.br
Fotorrespiração: 
ciclo-oxidativo do 
Carbono C2
Funções da 
enzima RuBisCo:
1. Catálise da 
carboxilação e/ou 
oxigenação da 
RuBP.
2. Ocorre competição 
entre CO2 e O2.
Fonte: Taiz & Zeiger (2002) 
Fotorrespiração: ciclo-oxidativo do Carbono C2
Fonte: Hamachi, L.
Por que existe a fotorrespiração? 
 A fotorrespiração contribui para a dissipação de ATP que tem 
poder redutor e evita danos sobre o aparelho fotossintético 
(foto-oxidação e fotoinibição), sob condições de excesso 
de energia (por exemplo, alta intensidade de luz e baixa 
concentração interna de CO2, como ocorre em plantas 
expostas a estresse hídrico – estômatos fechados). 
Metabolismo C4
Fonte: Taiz & Zeiger (2002) 
Metabolismo CAM
Fonte: Taiz & Zeiger (2002) 
Plantas C3
1. RuBisCo fixa CO2.
2. Forma Gliceraldeído-3-fosfato (3C).
3. Em dias ensolarados e secos, também realiza fotorrespiração 
(reação com oxigênio).
 Exemplos: trigo, rosa, soja, arroz.
Plantas C4
1. Mantém a razão CO2/O2 elevada (fotorrespiração reduzida), 
CO2 é fixado com o auxílio do fosfoenolpiruvato e forma 
ácido oxaloacetato (C4).
2. Maior eficiência do uso da água (quantidade de água para 
fixar carbono).
3. Separação física entre mecanismo auxiliar de fixação e 
Ciclo de Calvin.
 Exemplos: milho, cana, orquídea, gramíneas.
Plantas CAM
1. Abrem seus estômatos à noite.
2. CO2 é fixado em forma de oxaloacetato e ácido málico.
3. Durante o dia o ácido málico fornece CO2 ao Ciclo de Calvin.
4. Maior eficiência do uso da água (quantidade de água para 
fixar carbono).
5. Separação temporal entre mecanismo auxiliar de fixação e 
Ciclo de Calvin.
 Exemplos: cactáceas, abacaxi.
Interatividade
As plantas CAM são vegetais muito bem adaptados ao seu ambiente, onde 
encontramos uma condição de alta luminosidade, grandes amplitudes 
térmicas e baixa umidade ou estresse hídrico caracterizado pela seca. Com 
base nas características dessas plantas e de seu habitat, podemos afirmar 
que esse mecanismo é eficiente porque permite que os estômatos fiquem:
a) Fechados durante o dia, sem prejudicar a captação de CO2, evitando a 
perda hídrica.
b) Abertos durante o dia, sem a perda de CO2 pelo calor e permitindo à 
planta captar um pouco da baixa umidade existente no ar.
c) Abertos dia e noite, havendo, assim, captação de CO2 durante a noite e 
de luz durante o dia para a realização da fotossíntese.
d) Abertos durante a noite, para que a planta possa se livrar do excesso de 
água retirada do solo sem ser danificada por animais em busca de água.
e) Fechados durante o dia, evitando, assim, uma perda de O2, o que seria 
muito prejudicial para as plantas em condições de clima tão drásticas.
Hormônios vegetais
 Os fitormônios, como também são chamados os hormônios 
vegetais, são substâncias orgânicas atuantes nos diferentes 
órgãos das plantas: raiz, caule, folhas, flores e frutos, 
responsáveis pelo crescimento e desenvolvimento do vegetal.
 Responsáveis pela transdução de sinais (estimulante 
ou inibitório).
 Fonte – alvo.
 Compostos orgânicos produzidos em baixa concentração.
Hormônios vegetais
Fonte: Neil et al. (2005)
Hormônios vegetais – Auxinas (AIA)
 Primeiro hormônio vegetal estudado.
 Obs.: agem no crescimento da planta.
 Origem: a partir do aminoácido triptofano.
 Transporte: polar, unidirecional por difusão.
 A auxina é obrigatória para a vida da planta.
Hormônios vegetais – Auxinas (AIA)
 Sintetizado em meristemas apicais, folhas e tecidos jovens.
 A resposta às auxinas varia conforme concentração, 
localização e outros fatores.
 Normalmente, auxinas promovem o crescimento em tamanho 
das células.
 Iniciam a produção de outros hormônios ou reguladores 
de crescimento.
 Estímulos externos.
 Percepção – Transdução – Resposta.
Fonte: Taiz & Zeiger (2002)
Hormônios vegetais – Auxinas (AIA): 
movimentos vegetais
Better
growth
Slower
growth
Extra
auxin Less
auxin
Hormônios vegetais – Auxinas (AIA): 
movimentosvegetais
 Tropismos: as auxinas controlam os tropismos, que são 
movimentos de curvatura da planta em resposta a um 
determinado estímulo.
 Fototropismo: tipo de tropismo em que a fonte estimuladora 
do movimento da planta é a luz:
 caule: fototropismo positivo;
 raiz: fototropismo negativo.
 Gravitropismo (geotropismo): tipo de tropismo em que a fonte 
estimuladora do movimento é a força gravitacional:
 caule: gravitropismo negativo;
 raiz: gravitropismo positivo.
Hormônios vegetais – Citocininas C4H5N3O
 O papel essencial da citocinina é regular a divisão celular, 
portanto, importante para o crescimento da planta.
 A citocinina proporciona a ocorrência de um crescimento 
controlado e organizado da forma e da estrutura das 
plantas superiores. 
 Além disso, elas também provocam a diferenciação dos 
grupos de células que formam os tecidos e que se tornarão as 
diferentes partes das plantas. 
 Assim como as auxinas, são obrigatórias para a vida 
das plantas.
Hormônios vegetais – Citocininas C4H5N3O
Promovem:
1. divisão celular;
2. citocinese;
3. gemas laterais.
Impedem:
1. senescência foliar.
 Trabalham em conjunto com auxina.
 Citocininas e auxinas são antagonistas.
Hormônios vegetais – Citocininas C4H5N3O
Fonte: Taiz & Zeiger, (2002)
Interatividade
Cultivando-se uma plantinha em ambiente escuro provido de 
uma pequena abertura, de modo a permitir uma iluminação 
unilateral, verifica-se que o vegetal cresce inclinando-se 
em direção à fonte luminosa. Tal curvatura é explicada pela:
a) Maior concentração de clorofila na face iluminada.
b) Ausência de um tecido de sustentação, suficientemente 
desenvolvido, capaz de manter o vegetal em sua posição normal.
c) Maior concentração de auxina na face iluminada, provocando 
seu maior crescimento e consequente inclinação do vegetal.
d) Maior atividade meristemática na face iluminada resultante da 
presença de pigmentos.
e) Distribuição desigual de auxina nas faces iluminada e escura do 
vegetal, ocorrendo maior concentração na face escura. 
Hormônios vegetais – Giberelina (ácido giberélico) 
I. Promove o crescimento dos frutos partenocárpicos.
II. Promove o alongamento caulinar.
III. Realiza a mobilização das reservas da semente 
para o embrião.
IV. Quebra a dormência em sementes e gemas (primavera).
Hormônios vegetais – Giberelina (ácido giberélico) 
Ácido giberélico:
 Moléculas grandes, não são sintetizadas (produção através de 
um fungo).
 Mais de 100 GA (ex.: GA1, GA2....). 
 Nas plantas: 15.
Local de produção:
 meristemas apicais (radiculares e caulinares);
 folhas jovens;
 embriões;
 frutos;
 tubérculos.
Hormônios vegetais – Giberelina (ácido giberélico) 
Fonte: Taiz & Zeiger (2002)
Hormônios vegetais – ácido abscísico (ABA) 
 Ácido abscísico: ABA (1967).
 Ao contrário de outros hormônios vegetais, como a auxina, o 
ácido abscísico é um inibidor do crescimento das plantas. 
Essa inibição ocorre no sentido de proteger a planta.
 Além disso, o ácido abscísico provoca o fechamento dos 
estômatos, favorecimento da síntese de reserva em sementes 
e do transporte de fotossintetizados das folhas para as 
sementes em desenvolvimento.
Hormônios vegetais – ácido abscísico (ABA) 
 O hormônio recebeu essa denominação porque, de início, se 
pensou que ele fosse o principal responsável pela abscisão 
foliar, fenômeno de queda das folhas de certas árvores, fato 
que ocorre no outono. Hoje, embora se saiba que o ácido 
abscísico não é o responsável por esse fenômeno, 
seu nome permaneceu. 
Hormônios vegetais – ácido abscísico (ABA) 
Ácido abscísico (ABA):
1. promove a dormência em gemas e sementes (inverno);
2. promove o fechamento estomático (falta de água no solo);
3. induz o envelhecimento de folhas, frutos e flores.
Fonte: Taiz & Zeiger (2002)
Hormônios vegetais – gás etileno
Etileno (gás eteno – C2H4):
I. promove a germinação em plantas jovens;
II. promove o amadurecimento dos frutos;
III. promove o envelhecimento celular (senescência);
IV. estimula a floração;
V. promove a abscisão foliar (queda das folhas). 
Hormônios vegetais – gás etileno
Sintetizado em:
 frutos e sementes;
 flores;
 caules e folhas;
 raízes.
Resposta ao estresse físico: seca, excesso de luz, frio.
Modelo de controle hormonal da abscisão foliar 
 Fase de manutenção da folha – esta fase é anterior à 
percepção do sinal que inicia a abscisão da folha. 
 Fase de indução da queda – a redução ou reversão do 
gradiente de auxina da folha para o caule, normalmente 
associada com a senescência, torna a zona de abscisão 
sensível ao etileno. 
 Fase de queda – as células sensibilizadas da zona de abscisão 
respondem às baixas concentrações de etileno endógeno pela 
produção e secreção de celulases e outras enzimas 
degradantes da parede celular, resultando na queda 
da folha. 
Modelo de controle hormonal da abscisão foliar 
Fonte: Taiz & Zeiger (2002)
Hormônios vegetais – interação
Fonte: Taiz & Zeiger (2002)
Interatividade
Os frutos de exportação devem chegar ao destino saudáveis 
e perfeitos. Para evitar seu amadurecimento antes de chegar 
ao destino, devem ser colocados em ambientes com baixa 
temperatura na presença de CO2‚ evitando com isso a liberação 
do seguinte hormônio responsável pelo amadurecimento: 
a) Auxina. 
b) Giberelina. 
c) Etileno. 
d) Citocinina. 
e) Ácido abscísico. 
ATÉ A PRÓXIMA!