Fisiologia Vegetal: Fixação de Nitrogênio, Embriogênese e Hormônios

1. Defina fixação biológica de nitrogênio (N). É a fixação do N₂ atmosférico em amônio através da simbiose entre plantas (leguminosas) e bactérias (Rhizobium e Bradyrhizobium).

6. Descreva como ocorre o processo de nodulação em espécies leguminosas. Quando falta nitrogênio no solo, ocorre a troca de sinais entre a planta e a bactéria. A planta excreta flavonóides (betaína) que ativam a proteína nodD da bactéria, induzindo a transcrição e síntese de fatores de nodulação: lipoquitina (oligossacarídeo) que é excretada para a planta. Na presença de lipoquitina, o pelo radicular cresce e encurva, prendendo a colônia de bactérias, ocorrendo a ligação da bactéria ao pelo radicular. Em seguida, ocorre a dissolução da parede e ligação à membrana plasmática. O complexo de Golgi na base do pelo lança vesículas, ocorrendo uma invaginação da membrana plasmática em direção à base do pelo. A bactéria acompanha a invaginação da membrana plasmática e se divide, formando um fio de conexão em direção ao córtex. Na célula do córtex, a bactéria é "pinçada", formando o simbiossomo.

7. Por que a fixação de nitrogênio deve ser realizada em condições anaeróbicas e quais são as barreiras que impedem a entrada de oxigênio nos nódulos? Porque o complexo enzimático nitrogenase é irreversivelmente inativado pelo oxigênio. As barreiras são:

• Relação superfície/volume pequeno do nódulo;
• Células internas do nódulo compactas;
• Camada de células vazias em torno das células infectadas da planta;
• Citocromo c oxidase (oxida cit c e reduz o O₂ a H₂O);
• Leghemoglobina → oxileghemoglobina;

10. Quais são os fatores responsáveis pela má nodulação em leguminosas?

• Competição com bactérias nativas;
• Inoculação com estirpes não adaptadas às condições climáticas locais;
• Má qualidade de certos inoculantes comerciais;
• Adubação nitrogenada;
• Uso de quantidade insuficiente de inoculante;
• Demora entre inoculação e plantio;
• Falta de correção do pH e nutrientes do solo.

13. O que é embriogênese e onde ela ocorre? Embriogênese é o processo que dá início ao crescimento e desenvolvimento vegetal. Ocorre no interior do saco embrionário do óvulo.

14. Descreva quais os estádios de desenvolvimento do embrião durante o processo de embriogênese. Os estádios de desenvolvimento do embrião durante o processo de embriogênese são quatro:

Estádio globular: Após a formação do zigoto, ocorre uma série de divisões celulares, gerando um embrião globular com aproximadamente oito células.

Estádio de coração: Rápida divisão celular em duas regiões em cada lado do futuro ápice da parte aérea.

Estádio de torpedo: Forma-se como resultado do alongamento celular ao longo do eixo embrionário.

Estádio de maturação: O embrião e a semente perdem água e tornam-se metabolicamente quiescentes ao entrarem em dormência.

18. O que são meristemas e como ocorrem suas atividades na planta? Meristemas são uma população de células pequenas e isodiamétricas com características embrionárias, que desempenham importante papel no crescimento e desenvolvimento vegetal. Os meristemas iniciam suas atividades após o término da embriogênese e início da germinação das sementes, autoperpetuando-se.

21. Diferencie meristema primário de meristema secundário. O tecido meristemático primário tem como função o crescimento longitudinal. Ele é o primeiro meristema a aparecer nas extremidades da radícula e dos cotilédones da semente, chama-se Meristema apical e é formado por células iguais, com múltiplos vacúolos envoltos nas suas paredes celulares finas. Mas estas células vão se diferenciando em três tipos de meristema primário, enquanto que o outro meristema, o secundário, consiste em um crescimento latitudinal (largura, espessura, etc), e é popularmente conhecido como sistema secundário lateral. As células deste mostram-se o oposto das do meristema primário, com núcleo periférico, vacúolo central e volumoso, parede celular espessa e há diferença no tamanho das suas células. Origina-se na desdiferenciação, ocorrendo somente nas gimnospermas e angiospermas.

29. Quais os locais de síntese e o sentido de transporte das auxinas na planta? Os locais de síntese são os meristemas apicais, folhas jovens e sementes, e o sentido de transporte das auxinas nas plantas é do ápice para a base (basípeta).

33. Quais os principais efeitos da auxina nas plantas?

• Retardam a senescência em alguns órgãos vegetais;
• Estimulam o desenvolvimento dos frutos;
• Podem estimular a formação de raízes laterais e adventícias;
• Podem estimular a formação de raízes em segmentos nodais;

34. Quais os locais de síntese e o sentido de transporte das citocininas na planta? Os locais de síntese são as raízes, folhas jovens, embrião em desenvolvimento e frutos, e o sentido de transporte das citocininas são da raiz para a parte aérea (forma acrópeta).

35. Quais os principais efeitos das citocininas nas plantas?

• Estimula a divisão celular;
• Diferenciação entre parte aérea e radícula;
• Estimula o crescimento de brotos laterais e a expansão foliar;
• Diferenciação de cloroplastos;
• Retarda a senescência foliar;

37. Quais os principais funções das giberelinas em plantas?

• Promovem a frutificação e a floração;
• Promovem a divisão e a alongação celular;
• Podem inibir gemas e raízes adventícias;

39. Descreva o mecanismo de atuação da giberelina durante a germinação de sementes. As giberelinas atuam da seguinte forma na germinação das sementes:

• As giberelinas são sintetizadas pelo embrião e liberadas no endosperma amiláceo por meio do escutelo;
• As giberelinas difundem-se para a camada de aleurona;
• As células da camada de aleurona são induzidas a sintetizar e a secretar α-amilase e outras hidrolases no endosperma;
• O amido e outras macromoléculas são degradadas a moléculas menores;
• Os solutos do endosperma são absorvidos pelo escutelo e transportados para o embrião em crescimento.

40. Quais os locais de síntese, como é o transporte e qual a principal ação do etileno na planta? Os locais de síntese são qualquer tecido, sementes ou frutos em maturação, e o sentido de transporte do etileno é através dos espaços intercelulares.

46. Descreva o mecanismo de atuação do ácido abscísico no controle estomático.

• Durante o estresse hídrico, a leve alcalinização da seiva do xilema facilita a dissociação do ABAH em ABA^-;
• Devido ao ABA^- não atravessar facilmente as membranas, mais ABA chega até as células-guarda sob condições do estresse hídrico;
• A seiva ácida do xilema facilita a absorção pelas células do mesofilo de forma indissociada do ABA (ABA^-);

O transporte de ABA ocorre antes que a redução do potencial hídrico Ψ_w do solo possa causar alguma mudança mensurável na condição hídrica da folha. Assim, acredita-se que o ABA possa atuar como um sinalizador que antecipa o estresse hídrico na folha.