1- NUTRIÇÃO MINERAL DAS PLANTAS:

1.1- Necessidades Nutricionais

As plantas utilizam a fotossíntese para produzir a matéria orgânica necessária para construir seus corpos e para obter energia metabólica. A fonte de energia utilizada pela fotossíntese é a luz solar. As matérias primas são o gás carbônico retirado do ar, a água e sais minerais proveniente do solo, eles fornecem todos os elementos químicos necessários à síntese das substâncias que compõem seu corpo e o funcionamento das células. Os produtos que serão formados são os glicídios (sacarose e amido) que podem ser convertidos posteriormente nos diversos tipos de substâncias que a planta necessitar, usados na nutrição, e gás oxigênio, que será liberado para o ambiente. A alguns elementos químicos que a plantas precisam em maior quantidade, sendo chamados de macroelementos, outros e quantidades menores, sendo denominados de microelementos. Os sais minerais fornecem tanto os macroelementos que são chamados com macronutrientes, quanto os microelementos que são chamados de micronutrientes.

Cada macronutriente possui a sua função, o carbono, oxigênio, hidrogênio, nitrogênio, enxofre e fósforo, eles são os principais componentes das moléculas orgânicas, o cálcio além de ser importante no metabolismo, ele também é essencial na construção da lamela média, o potássio é importante na regulação da pressão osmótica e o magnésio e um componente da clorofila e atua também como co-fator de várias enzimas. Já os micronutrientes geralmente atua como co-fator de enzimas.

Como os estudos dos nutrientes da para concluir que as plantas podem se desenvolver na ausência do solo, se as raízes estiverem mergulhadas em uma solução aquosa com os nutrientes minerais necessários. A aplicação desses conhecimentos foi possível desenvolver o método de cultivo a hidroponia, utilizada na produção comercial de hortaliças.

Se algum elemento químico faltar à planta pode apresentar sintomas de deficiência. Por exemplo, se faltar o magnésio as folhas ficarão amarelas, devido ocorrer diminuição na produção da clorofila. A falta de nitrogênio afetará drasticamente o crescimento da planta. Esse elemento e o mais abundante na atmosfera. Só que ele é encontrado na atmosfera na forma de gás e as plantas não consegue utilizá-lo, para ser utilizado por elas ele precisa estar na forma de íon amônia ou íon nitrato.

A morte e a decomposição na natureza devolvem os nutrientes retirados do solo pelas plantas, o que possibilita sua constante reciclagem. Nos campos de cultivo é diferente, pois as plantas são removidas todas ou em partes, na qual será utilizada pelas pessoas ou animais, dessa forma o solo vai ficando empobrecido em elementos químicos essenciais. Para que o solo não se torne inadequado para a agricultura esses elementos precisam ser repostos através da adição de substancias que os contenham como, adubo ou fertilizante, sendo de dois tipos orgânicos que são constituídos de restos ou partes de animais ou plantas como fezes e restos de alimentos, a medida que vão sendo decompostos os elementos essências vão sendo liberados, essa adubação da ao solo uma textura que favorece a retenção de água e a inorgânicos que são produzidos industrialmente contendo em geral sais minerais constituídos de nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K). Essa adubação possibilita calcular a quantidade necessária de cada elemento que deve ser fornecido para a planta. Isso é importante porque cada elemento influência de uma forma diferente no crescimento da planta. Por exemplo, o nitrogênio estimula o crescimento vegetativo vigoroso, com produção de muitas folhas.

É necessário saber a quantidade certa de adubo inorgânico que deve ser utilizado para não causar problemas ambientais, pois uma adubação excessiva pode levar a contaminação dos recursos hídricos com possíveis problemas à saúde humana e aos ecossistemas. Para que adubação seja eficiente é saber o grau de acidez do solo, antes de aplicar os fertilizantes, sendo necessário que o agricultor determine o PH do solo, e corrigi-lo, se necessário. O ph influência na absorção de determinados elementos químicos. A disponibilidade de água no solo é outro fator fundamental para o crescimento das plantas.

1.2- Absorção de água e de sais minerais pelas plantas

A água e os sais minerais são absorvidos pelas raízes, principalmente nos pelos absorventes, depois de penetrar na epiderme a seiva bruta deslocam para a região central da raiz. Isso pode ser feito por duas rotas, a do apoplasto, que são através dos espaços externos as membranas celulares e a do simplasto que são através dos citoplasmas das células epidérmicas e corticais.

A água e se os sais minerais que se deslocam pelo apoplasto são barrados pelas estrais casparinas que impede que eles continuem a se deslocar extracelularmente pelo apoplasto. Para que a seiva bruta penetre no cilindro vascular, eles necessariamente precisam atravessar a membrana plasmática e pelo citoplasma das células endodérmicas. Essas estrias também dificulta o retorno, dos sais minerais que já entrou no cilindro. Uma vez no interior dele, os sais são bombeados para os traqueídes e para os elementos de vasos pela célula de transferência.

watch?v=3UZIu5spVo8 ABSORÇÃO DE ÁGUA

2- CONDUÇÃO DA SEIVA BRUTA

Três fenômenos que podem estar envolvidos no deslocamento da seiva bruta são capilaridade, pressão positiva da raiz e transpiração.

A capilaridade é um fenômeno físico resultante da coesão e adesão das moléculas de água. Quando estão dentro de um tubo capilar de pequeno calibre, as moléculas de água conseguem aderir ás paredes internas do tubo, provocando a elevação da coluna líquida em seu interior. A adesão do tubo ocorre devido a formação de pontes de hidrogênio entre as moléculas e as paredes do capilar. Como as moléculas de água ficam coesas entre se por causa das pontes de hidrogênio, elas em contato com as paredes do tubo arrastam consigo as localizadas mais ao centro, sem contato direto com as paredes do capilar, dessa forma, dentro do capilar, toda a coluna de água sobe. A altura que a coluna de água atinge vai depender do diâmetro do capilar, pois quanto menor for seu diâmetro, maior será a altura da coluna. À medida que o diâmetro aumenta menos moléculas de água aderem à parede em relação ao número das que são arrastadas para cima pelas forças de coesão. Dessa forma a capilaridade, sozinha, não é suficiente para levar a seiva ate a copa das árvores.

As raízes de algumas plantas tem a capacidade de empurrar a seiva elaborada para cima através de um fenômeno conhecido como pressão positiva da raiz. Mas atualmente acredita-se que esse fenômeno não desempenha um papel importante na subida seiva bruta no xilema. Pois muitas árvores não apresentam essa pressão positiva da raiz, e deslocamento é muito lento através desse mecanismo e não pode promover o grande movimento de água no xilema das árvores. Essa pressão ocorre geralmente quando o solo está encharcado e quando a planta não transpira isso ocorre geralmente á noite. Nessas condições, as plantas de pequeno porte precisam eliminar o excesso de água que chega as folhas, ocorrendo através de hidatódios, constituído a gutação.

2.1- Teoria da coesão-tensão

Segundo essa teoria, a seiva bruta é puxada desde as raízes até as folhas, devido a transpiração das folhas. Quando a folhas perdem água por evaporação, sua pressão osmótica é aumentada retirando água das células vizinhas, e elas tiram água das terminações dos vasos xilemáticos.

A sucção de água exercida pelas células puxa a seiva para cima, formando uma coluna de água nos vasos xilemáticos. A coluna da seiva fica tensionada, pela sucção das folhas, isso ocorre de um lado e do outro pela força da gravidade, mas a coluna não se rompe devido à coesão entre as moléculas de água. Os tubos xilemáticos não se rompem graças aos reforços de lignina presentes em suas paredes. Cálculos mostram que a tensão criada pela transpiração é suficiente para elevar uma coluna de água dentro de um vaso xilemático a cerca de 160m de altura.

http://www.youtube.com/watch?v=DavZlGLSh58 FISIOLOGIA DA TRANSPIRAÇÃO E FISIOLOGIA DO TRANSPORTE DAS SEIVAS

3- NUTRIÇÃO ORGÂNICA DAS PLANTAS: FOTOSSÍNTESE

As substancias orgânicas, são produzidas por meio da fotossíntese em células dotadas de cloroplastos, que estão presentes nas folhas.

http://www.youtube.com/watch?v=rlskDcUl4Qc FOTOSSINTESE - INTRODUÇÃO

3.1- Trocas gasosas pelos estômatos

O CO2 importante para fotossíntese entra na nas folhas através de uma estrutura epidérmicas denominadas de estômatos ( do grego stoma, boca). Cada estômato possuem duas células ricas em cloroplastos chamadas células-guarda, essas células são circundadas pelas células acessórias ou subsidiárias, elas e as demais células das epidérmicas não têm cloroplastos. Entre as células-guarda possui um orifício chamado de ostíolo, ele é responsável em regular as trocas gasosas.

A abertura e o fechamento do estômato dependem do grau de turgescia das células-guarda. Quando as células absorve água ela fica túrgida fazendo com que o ostíolo se abra, quando as mesmas perde água ficando flácidas, o ostíolo fecha-se.

Ao abrir o estômato o gás carbônico entra, com isso a planta passa a perder uma maior quantidade de água, fazendo a taxa de transpiração aumentar. A transpiração é a perda de água na forma de vapor que ocorre pela superfície corporal das plantas e animais. Nas plantas mesmo com os estômatos fechados ocorrer certa taxa de transpiração pela cutícula das folhas, denominadas transpiração cuticular. Já quando o estômato se abre soma-se a transpiração cuticular a perda d’água pelos estômatos é chamada de transpiração estomática.

http://www.youtube.com/watch?v=9wA0jBYsc_Q ABERTURA ESTOMÁTICA

3.1.1- Fatores ambientais que afetam a abertura dos estômatos

A abertura dos estômatos depende de vários fatores, principalmente da luminosidade, da concentração de gás carbônico e da quantidade de água disponível.

Luminosidade: A maioria das plantas abre os estômatos assim que amanhece fechando-os ao anoitecer, assim percebe-se que a luz é muito importante para que os estômatos se abram, permitindo que o gás carbono entre para que ocorra o processo fotossintético.

Concentração de gás carbônico: Os estômatos abrem-se quando a planta é submetida às baixas concentrações de gás carbônico e fecham-se quando a concentração desse gás se eleva.

Suprimento hídrico: Se falta água para as plantas, os estômatos se fecham, mesmo com a luz disponível para a fotossíntese e com baixa concentração no mesófilo. Os movimentos do estômato de deve a entrada e a saída de íons de potássio (K+). Em presença luz ou sob-baixa concentração de gás carbônico, os íons potássio são bombeados para o interior das células acessórias para o interior das células-guarda, aumentando a concentração de íons na célula, ele faz com que as células-guarda absorvam água das células acessórias por osmose, tornando a célula turgida abrindo o ostíolo, quando esse processo acontece ao contrario as células estomáticas cedem água para as células acessórias, tornando flácidas fazendo o ostíolo.

Recentemente foi descoberto que o ácido abscísico, também está envolvido no fechamento dos estômatos. Ele parece ser o fator que determina o fechamento do estomático na falta de água. A perde de água parece não ter feito diretamente sobre o fechamento estomático, uma vez que os estômatos se fecham bem antes de as células das folhas se murcharem. A explicação é que, quando começa a faltar água na folha, o acido abscísico entra, penetrando na célula-guarda, estimulando a saída de íons K+, isso faz com que os estômatos se fechem.

3.1.2- fatores que afetam a fotossíntese

A fotossíntese é afetada pela concentração de CO2 na atmosfera, a temperatura e a intensidade e o comprimento de onda da luz.

3.1.3- Relação entre fotossíntese e respiração

Parte dos produtos da fotossíntese utilizados pelas plantas como fonte de energia para o funcionamento de suas células ocorre por meio da respiração celular.

Durante o dia, a planta faz fotossíntese, consumindo gás carbônico e produzindo gás oxigênio; a maior parte desse gás é eliminada para atmosfera através dos estômatos. Ao mesmo tempo em que faz a fotossíntese, a planta também respira; nesse processo, ela utiliza parte do gás oxigênio que está sendo produzido na fotossíntese. Ao respirar, a planta libera gás carbônico, que é imediatamente utilizado para a fotossíntese. Durante a noite, ela deixa de fazer fotossíntese, mas não de respirar, absorvendo gás oxigênio acumulado no mesófilo e acumulando o gás carbônico produzido na respiração. Esse gás carbônico acumulado é rapidamente consumido na fotossíntese, assim que amanhece.

Ponto de compensação luminosa: Sob determinada intensidade luminosa, as taxas de fotossíntese e de respiração se equivalem, e a planta não realiza trocas gasosas com o ambiente isso acontece por que todo o gás oxigênio liberado na fotossíntese é utilizado na respiração e todo gás carbônico produzido na respiração é utilizado na fotossíntese. A intensidade luminosa em que isso acontece é chamada de ponto de compensação fótica ou luminosa. Essa compensação varia nas diferentes espécies de plantas. Plantas heliófilas, só conseguem viver em intensidade luminosa alta, Plantas umbrófilas só conseguem viver em menor intensidade de luz.

3.1.4- Plantas com metabolismo CAM

As plantas CAM são adaptadas a climas secos, ela mantém seus estômatos fechados durante o dia e abrindo-os durante a noite, pois a temperatura cai e a taxa de evaporação tende a diminuir. Essas plantas captam gás carbônicos durante a noite, convertendo-o em ácidos orgânicos que ficam acumulados das células do mesófilo. Pela manhã, os estômatos se fecham e a planta para de realizar trocas gasosas com o ar atmosférico, os ácidos produzidos durante a noite, vão sendo degradando liberando gás carbônico utilizado na fotossíntese.

http://www.youtube.com/watch?v=zqb4nYgdrLo CICLO DAS PLANTAS CAM

4- CONDUÇÃO DA SEIVA ELABORADA

A hipótese de malpighi diz que substâncias orgânicas produzidas nas folhas são transportadas para as raízes pelas camadas mais externas do caule. A remoção de um anel de casca interrompido os vasos floemáticos e bloqueia o fluxo da seiva elaborada.

A seiva acumula-se na região imediatamente acima do anel, o que provoca o crescimento dos tecidos e o inchaço da região. Quando se faz uma operação semelhante no caule principal, a planta morre, pois suas raízes deixam de receber o alimento enviado pelas folhas.

As substâncias orgânicas deslocam-se, pelo floema, das células onde são produzidas ou armazenadas que são as células exportadoras para as células onde serão utilizadas que são as células consumidoras, elas não realizam fotossíntese.

Na semente em germinação, a principal fonte de exportação de seiva elaborada para o embrião é o cotilédone, que envia substâncias para a radícula e o caulículo. As folhas mais jovens envia seiva para as extremidades do caule em crescimento, as folhas mais velhas enviam essa seiva para as raízes e as de idade intermediaria a enviam para esses dois locais. Na fase reprodutiva, esse padrão de distribuição é alterado e a maioria das células produtoras e armazenadas envia substâncias para os frutos e sementes em formação.

4.1- Mecanismo de transporte pelo floema

A hipótese mais aceita é do fluxo de massa, o deslocamento da seiva elaborada pelo floema resulta de um desequilíbrio osmótico ente a fonte e o destino das substâncias orgânicas.

O transporte da seiva elaborada ocorre devido a um fluxo gerado por um gradiente de pressão, que por sua vez é gerado pela diferença de potencial osmótico entre células produtoras e células consumidoras de substâncias orgânicas. Essa diferença osmótica, por sua vez, decorre do bombeamento ativo, com gasto de ATP, de moléculas orgânicas das células produtoras ou armazenadoras para o interior dos elementos floemáticos e destes para as células consumidoras. Ao longo de seu deslocamento pelos elementos do floema, as substâncias orgânicas são distribuídas para as células consumidoras, alimentando-as.

5- HORMÔNIOS VEGETAIS

O desenvolvimento e o crescimento das plantas é regulado por hormônios vegetais, ou fitormônios. Eles são substâncias orgânicas produzidas em determinadas regiões da planta, de onde migram para os locais onde exercem seus efeitos.

Já foram identificadas cinco categorias principais de hormônios vegetais, responsáveis pelo controle da divisão celular, do crescimento celular e da diferenciação das células; são eles auxinas, giberelinas, citocininas, ácido abscísico e etileno.

AUXINAS: foram as primeiras substâncias a ser identificadas como fitormônios, controlam o desenvolvimento das gemas laterais, os tropismos, o desenvolvimento de frutos etc. A auxina desloca-se da faca iluminada para a não iluminada, o que faz as células desse lado se alongarem mais que na face iluminada. Isso leva o caule em direção à fonte de luz. As auxinas são produzidas na extremidade dos coleóptilos de gramíneas e nas pontas dos caules de diversas plantas, sua produção ocorre também em meristemas, em folhas jovens, frutos e sementes. Elas deslocam-se dos meristemas em direção à base de folhas e caule e à ponta das raízes. Um dos principais efeitos das auxinas é causar o alongamento das células recém-formadas a partir dos meristemas, promovendo o crescimento de raízes e de caules. A sensibilidade das células às auxinas varia nas diferentes partes da planta. O caule e menos sensível que a raiz. Em certas espécies de plantas, se forem aplicadas auxinas no ovário, este se desenvolve em fruto mesmo sem ocorrer fecundação. As plantas que o ovário produz quantidade suficiente para estimular o desenvolvimento do fruto mesmo sem a formação de sementes. Se eliminarmos a gema apical, mas aplicarmos em seguida auxinas na região cortada, o desenvolvimento das gemas laterais continua inibido, demonstrando que esse hormônio é responsável pela inibição. As auxinas também estão relacionadas à queda de folhas velhas ou danificadas, de flores e de frutos. Ao envelhecer, folhas, flores e frutos produzem cada vez menos auxinas, cuja presença é necessária para evitar a abscisão.

CITOCININAS: As citocininas são chamadas assim porque em associação com auxinas, estimulam a divisão celular, são abundantes em locais da planta em que a grande proliferação celular, como sementes em germinações, frutos e folhas em desenvolvimento e pontas de raízes. Ainda não se sabe os locais em que são produzidas, mas parece ser na extremidade da raiz e também não se sabe como as citocininas se deslocam na planta, acredita-se que seja pelo xilema. Esses dois hormônios têm efeitos antagônicos: as auxinas que descem pelo caule inibem o desenvolvimento das gemas laterais, enquanto as citocininas provenientes das raízes estimulam as gemas a se desenvolverem. Elas também retardam o envelhecimento da planta. Ramos e flores cortadas e colocadas em água envelhecem rapidamente pela falta desses hormônios.

ÁCIDO ABSCÍSICO: O ácido abscísico é um inibidor do crescimento das plantas. Tudo indica que sua produção ocorra nas folhas, na coifa e no caule, e que seu transporte ocorra pelos vasos condutores de seiva. A concentração desse ácido abscísico nas sementes e nos frutos é alta, mas ainda não está claro se esse hormônio é produzido nesses órgãos ou apenas transportado para eles. Ele também é responsável pelas alterações que a planta sofre quando submetido a condições adversas, outro efeito desse ácido é causar a dormência de sementes, impedindo sua germinação prematura, ele também promove o fechamento estomático em resposta ao estresse hídrico.

Estômatos abertos Estômatos fechados

ETILENO: É uma substância gasosa produzida em diversas partes da planta e que se distribui, ao que tudo indica, difundindo-se nos espaços entre as células. Seu principal efeito é induzir o amadurecimento dos frutos. Outro feito do etileno é participar da abscisão das folhas, juntamente com a auxina. Na região de clima temperado, a concentração de auxina nas folhas de certas plantas diminui no outono, o que causa a produção de etileno, responsável direto pela queda das folhas.

http://www.youtube.com/watch?v=4iEcBo1fdUE&hd=1 HORMÔNIOS

6- CONTROLE DOS MOVIMENTOS NAS PLANTAS

Quando a planta cresce em direção à fonte de estímulo, fala-se em tropismo positivo; quando o crescimento ocorre em direção oposta à fonte de estímulo, fala-se em tropismo negativo. Há três tipos básicos de tropismo: o fototropismo, que é o crescimento em resposta á luz; gravitropismo ou geotropismo, que é o crescimento em resposta à gravidade; tigmotropismo, que é o crescimento em resposta ao contato físico. Além desse, pode-se falar também em hidrotropismo, que é o movimento orientado para a água, em quimiotropismo, que é o movimento orientado por determinadas substâncias.

Os movimentos que ocorrem em resposta a um estímulo, mas cuja direção independe da orientação do fator estimulante, são denominados nastismos. Os movimentos násticos não envolvem o crescimento da planta. Exemplos de natismo são abertura e o fechamento de flores e folhas m respostas à luz, e as mudanças no estado de turgor das células.

http://www.youtube.com/watch?v=Bx_Gv0rGV14&hd=1 MOVIMENTOS DAS PLANTAS

6.1- Tropismos

Os caules tendem a crescer em direção à fonte de luz, apresentado portanto, fototropismo positivo. Esse crescimento é resultado da ação direta de auxinas sobre o alongamento celular.

As raízes crescem em direção ao solo, apresentando, portanto, gravitropismo positivo, ou geotropismo positivo. Os caules apresentam gravitropismo negativo, pois crescem em sentido oposto ao da força gravitacional.

6.2- movimentos e turgor celular ( nastismo)

Certos tipos de movimentos em plantas estão relacionados a alterações relativamente rápidas no turgor de determinadas células.

7- FITOCROMOS E DESENVOLVIMENTOS

A capacidade de as plantas responderem a estímulos luminosos está relacionada com uma proteína , o fitocromo, presente em suas células. Uma molécula de fitocromo pode assumir duas formas, isto é, podem tranformar-se uma na outra: o fitocromo Pr e o fitocromo Pfr.

Como a luz solar contém tanto o comprimento de onda correspondente ao vermelho quanto ao vermelho-longo, durante o dia as plantas apresentam as duas formas de fitocromos ( Pr e Pfr), com certa predominância do Pfr. Á noite, o fitocromo Pfr converte-se espontaneamente em fitocromo Pr. Dependendo da duração do período de escuridão, essa conversão pode ser total, de modo que a planta, ao fim de uma longa noite de inverno, pode apresentar apenas fitocromo Pr.

Os fitocromos estão envolvidos, entre outros processos fisiológicos, na germinação das sementes de certas espécies de planta. Algumas sementes precisam de um estímulo luminoso para germinar, enquanto outras não necessitam de luz para a germinação.

A germinação que necessitam de estímulos luminosos para germinar são chamadas de fotoblásticas positivas. As que não precisam de luz para germinar são denominados fotoblásticas negativas.

O crescimento que ocorre na ausência de luz enquanto jovem planta está sob o solo, é chamada de estiolamento.

A floração de diversas plantas ocorre em épocas específicas do ano. Garner e Allard verificaram que a influência do fotoperiodismo na floração variava entre as espécies e que havia três tipos básicos de plantas quanto ao comportamento de floração como: plantas de dia-curto são as que florescem quando a duração do período iluminado é inferior a um determinado número de horas, denominado fotoperíodo crítico. Em geral, essas plantas florescem no inicio da primavera ou do outono, exemplo, morangueiro e o crisântemo. Plantas de dia-longo florescem quando a duração do período iluminado é superior ao fotoperíodo crítico. Em geral, essas plantas florescem no verão, exemplos, íris, a alface e por fim as plantas indiferentes são aquelas cuja floração independe do foto período. Nesse caso, a floração ocorre em resposta a outros tipos de estímulos, exemplo, tomateiro, feijão-de-corda.

Hoje se sabe que não é realmente o período de iluminação que importa no fotoperíodo, mas o período continuo de escuridão em relação ao período de iluminação.