Fisiologia Vegetal: Germinação, Dormência e Respiração

Germinação

Quais as funções da água no processo de germinação?

É o fator ambiental que exerce maior influência sobre o processo de germinação. A absorção de água resulta na reidratação dos tecidos e consequente intensificação da respiração e atividades metabólicas. Proporciona um aumento de volume da semente, provocando o rompimento da casca e facilitando a emergência do eixo hipocótilo-radicular. Tem a função de amolecer os tegumentos e provocar o aumento de volume do embrião e dos tecidos de reserva, para romper a casca; favorecer a penetração de oxigênio na semente; e diluir o protoplasma para sua ativação.

Explique o controle hormonal do processo germinativo.

O processo germinativo é controlado praticamente por todos os grupos de hormônios vegetais, como citocininas, auxinas, giberelinas, ácido abscísico (abscisina), etileno e inibidores.

• Giberelinas: são secretadas pelo tecido embrionário e têm o papel de induzir a síntese de RNAm nas células de reserva para iniciar a síntese de enzimas.
• Auxinas: atuam diretamente no crescimento do embrião até a emergência plena da plântula, pois têm como principal ação a promoção da elongação das células filhas após a divisão celular, sendo responsáveis também pelo aumento da elasticidade da parede celular.
• Citocininas: estão envolvidas na síntese de proteínas e na divisão celular do embrião.
• Etileno: também é promotor da germinação de algumas sementes e atua na formação do gancho plumular nas sementes de emergência epígea.
• Ácido Abscísico (Abscisina): inibe algumas enzimas associadas à germinação; tem ação oposta à das giberelinas e promove a síntese de algumas enzimas durante a formação da semente.
• Inibidores: são compostos que inibem a germinação, como o ácido abscísico, ácido chiquímico, ácido cumárico, ácido cinâmico, entre outros.

Diferencie dormência e quiescência quanto às causas e formas de quebra.

Dormência

A dormência é a não germinação de sementes devido a causas internas, como a presença de substâncias inibidoras, embriões imaturos e tegumentos impermeáveis à água e gases. É um mecanismo de sobrevivência da semente no solo, pois só germina quando as condições externas são favoráveis para o desenvolvimento da nova planta. A causa da dormência pode ser agrupada em duas categorias: a dormência embrionária e a dormência imposta pela testa.

• Na dormência embrionária, existe algum fator que impede o crescimento do embrião.
• Na dormência imposta pela testa, a germinação ocorrerá após a remoção da testa.

A quebra da dormência pode ocorrer com a ação da luz, temperatura baixa, temperatura alta, fogo e água.

Quiescência

Quiescência é quando as sementes não encontram condições externas favoráveis para a germinação, porém apresentam condições intrínsecas normais e permanecem em estado de repouso. Assim, todas as sementes armazenadas estão em quiescência, pois falta o fator água, desencadeador do processo germinativo.

Por que a chuva após a maturação da semente é prejudicial à sua qualidade?

Pois ela pode se deteriorar. Se a semente absorver água, ocorrerá o amolecimento dos tegumentos, o que provocará o aumento no volume do embrião e favorecerá a germinação da semente. Este processo é prejudicial e irreversível para a qualidade da semente.

Quais os fatores que influenciam no vigor das sementes?

Os principais fatores que influenciam no vigor das sementes são:

• Vigor das plantas ascendentes: Plantas antecessoras fracas produzirão materiais deficientes em reservas nutritivas, resultando em mau desenvolvimento embrionário. Plantas fortes e de qualidade transmitirão essas características para a semente.
• Condições climáticas: Se, na hora da maturação da semente, a proporção de umidade e temperatura atmosférica for desfavorável, a semente será prejudicada. Caso contrário, será de boa qualidade e com bom vigor.
• Maturidade da semente: Quando ocorre uma maturação incompleta, a semente germinará, mas será fraca e não terá resistência às condições desfavoráveis do meio. Em plantas que tiveram uma maturação completa, a semente terá um bom vigor e responderá bem às condições adversas.
• Condições de armazenamento: A semente deve estar com baixa umidade (seca) e as condições de umidade e temperaturas devem ser baixas, para manter o embrião inativo até o momento desejado.
• Danificações causadas por máquinas: Serão prejudiciais quando a máquina estiver mal regulada e a semente estiver muito seca ou com excesso de umidade. Frequentemente, isso resulta em danos mecânicos que podem atingir o embrião ou o endosperma.

O que é deterioração de sementes?

É o oposto de vigor, sendo toda e qualquer mudança degenerativa e irreversível na qualidade fisiológica após a semente ter atingido o seu nível máximo de qualidade. Portanto, à medida que a semente perde o seu vigor, aumenta a sua deterioração.

Explique as fases da germinação de sementes.

1. Fase de hidratação ou embebição: O primeiro processo que ocorre na germinação é a absorção de água. O teor de água na semente aumenta para 50-60% de seu peso. Ocorre a ativação de enzimas pela hidratação, incluindo as lipases existentes nas sementes secas. A entrada de água na semente e a geração de pressão de turgescência são responsáveis pelo rompimento do tegumento, propiciando a emissão da radícula e do caulículo.
2. Fase de mobilização ou digestão das reservas: O primeiro processo de utilização de reservas nutritivas é a hidrólise das mesmas, catalisada por enzimas indispensáveis ao metabolismo energético, tais como as enzimas respiratórias, presentes nas sementes secas em níveis altos e que precisam apenas de hidratação para se tornarem ativas. Ocorre a transformação de compostos insolúveis em solúveis: conversão do amido em glicose; conversão dos óleos em ácidos graxos e glicerol; e conversão das proteínas em aminoácidos.
3. Fase de respiração: A respiração de uma semente em fase de germinação é mais ativa do que em qualquer órgão de uma planta. A respiração é um processo de liberação de energia no qual parte das reservas armazenadas é transformada em substâncias mais simples, como CO₂ e H₂O, e há liberação de energia. A energia livre é usada, em parte, pela plântula para a formação dos novos compostos dos quais a planta se compõe.
4. Fase de assimilação/crescimento do embrião: Ocorre o crescimento da radícula (geotropismo positivo) e, mais tarde, da plúmula (geotropismo negativo). Os tecidos de reserva da semente morrem (endosperma e perisperma). Acontece alta atividade metabólica, mas de curta duração. Os cotilédones podem morrer rapidamente ou tornar-se verdes e persistirem por mais algum tempo. O crescimento se deve ao aumento de células já formadas e à produção de novas células nos pontos de crescimento.

Por que no trigo ocorre a germinação da espiga quando chove alguns dias durante a maturação?

Pois a semente acaba entrando em contato com a água, o que acarretará no rompimento da sua dormência, levando o grão a inchar e ocasionando a germinação.

Respiração

Justifique a alta taxa respiratória em meristemas, raízes, flores e frutos.

• Raízes: Estão abaixo do solo, não possuem clorofila e não realizam fotossíntese. Devido a isso, a atividade respiratória é intensa, utilizando como substrato açúcares produzidos na fotossíntese e transportados via floema, na forma de sacarose. Ocorre uma diminuição na intensidade respiratória quando os fatores ambientais não são favoráveis à fotossíntese, o que reflete numa menor absorção de nutrientes.
• Flores: Num curto período de tempo, há necessidade de uma grande quantidade de energia para a síntese de componentes celulares essenciais para a divisão celular, visando a formação de grãos de pólen e óvulos.
• Frutos: O processo de desenvolvimento do ovário para a formação de frutos, a partir da fecundação, requer energia para a síntese dos componentes estruturais, bem como das reservas, suprido pela respiração dos glicídios produzidos nas folhas vizinhas. Na fase de formação do fruto, há uma intensa divisão celular, acompanhada de uma alta atividade respiratória, que declina nas fases seguintes do desenvolvimento do fruto até a senescência.
• Meristemas: São tecidos de crescimento e mantêm uma alta taxa respiratória para que ocorra a divisão celular.

O que são frutos climatéricos e não climatéricos?

Frutos climatéricos são aqueles que apresentam uma taxa respiratória maior e, consequentemente, são mais perecíveis. Já os não climatéricos são frutos que apresentam uma taxa respiratória menor e são menos perecíveis.

Relacione a intensidade respiratória de plantas com os fatores ambientais.

• Oxigênio (O₂): A liberação de CO₂ na respiração está associada ao consumo de O₂. Entretanto, se o teor de oxigênio num determinado tecido for menor que 3%, a liberação de CO₂ poderá ser grande, devido à respiração anaeróbia produzir etanol e CO₂. Em condições aeróbias, a eficiência respiratória é máxima.
• Temperatura: A respiração, por ser um processo enzimático, está na dependência da temperatura, cujo aumento provoca uma aceleração no processo catabólico. A taxa respiratória pode duplicar para cada 10°C de aumento da temperatura. Quando a temperatura desce abaixo de 0°C, a taxa respiratória diminui gradualmente até se tornar imperceptível. A intensidade máxima é alcançada a temperaturas de 35 a 45°C.
• Dióxido de Carbono (CO₂): O aumento da concentração de CO₂ nos tecidos vegetais provoca a diminuição da taxa respiratória. Por essa razão, são utilizadas altas concentrações de CO₂ para uma melhor conservação in natura de produtos vegetais, como frutos. Sob condições de campo, a variação do teor de CO₂ no ambiente é pequena; no entanto, no interior de um tecido vegetal e no solo, a concentração de gás carbônico pode elevar-se e afetar a respiração.
• Disponibilidade de Água no Solo: Pequena variação no teor de umidade dos tecidos vegetais bem hidratados não tem influência na taxa respiratória da parte aérea. Entretanto, quando as folhas e outros órgãos da planta se aproximam do ponto de murcha, observa-se um aumento na taxa respiratória. Esse fenômeno está relacionado com a hidrólise do amido e açúcares simples pela enzima fosforilase, aumentando a disponibilidade de substrato respiratório nas células.

Qual a influência da respiração na produtividade vegetal?

Quanto maior a taxa respiratória, maior o consumo de fotoassimilados para manter a planta, resultando em uma menor quantidade de fotoassimilados estocada e diminuindo, relativamente, a produção.

Que funções tem a respiração no desenvolvimento das plantas?

É responsável pela degradação de parte dos fotoassimilados para suprimento de energia da célula ou pela formação de compostos intermediários para a biossíntese de outros constituintes protoplasmáticos ou de reserva, atuando no crescimento e na absorção de nutrientes. Produz ATP em condições aeróbicas, sendo que a quantidade de energia liberada dependerá do substrato degradado.

Qual é a influência da respiração na conservação de produtos de origem vegetal?

A respiração está diretamente ligada às condições de conservação, influenciando mais nos frutos climatéricos, onde há uma alta taxa respiratória, tornando o produto mais perecível. No caso dos não climatéricos, a taxa respiratória é inferior na pós-colheita, determinando uma maior conservação.

Quais as funções mais importantes da via pentose-fosfato?

É uma via alternativa (sem função energética primária). Forma trioses e hexoses que são facilmente desviadas para a via glicolítica. Sua principal função é produzir:

• NADPH + H no citoplasma;
• Ribose-fosfato;
• Eritrose-4-fosfato.

Qual a importância do Ciclo de Krebs na respiração das plantas?

Sua principal função é a produção das coenzimas NADH e FADH₂, essenciais para a cadeia transportadora de elétrons e, consequentemente, para a produção de energia (ATP) para a continuação dos processos celulares.

Qual a importância do Ciclo do Glioxilato nas plantas?

Sua principal função é converter duas moléculas de Acetil-CoA a succinato.

Por que é mais fácil conservar um fruto de limão do que a uva, do ponto de vista fisiológico?

Ambos os frutos realizam respiração após a colheita. O limão classifica-se no grupo dos frutos não climatéricos, ou seja, tem uma atividade respiratória pós-colheita muito baixa, o que o leva a conservar-se por um período de tempo maior. Já a uva está no grupo dos frutos climatéricos, apresentando uma atividade respiratória maior após a colheita, o que acarretará em uma deterioração mais acelerada em relação ao limão.

Por que em regiões de maior altitude ocorrem maiores rendimentos nas culturas?

Isso está relacionado com a perda de fotoassimilados pela respiração, que é maior em temperaturas mais altas. Em regiões de maior altitude, onde durante a noite a temperatura é mais amena, a perda de fotoassimilados é menor, o que levará a um rendimento maior em relação a regiões mais baixas. Outro fator é que, nesses locais, devido à temperatura ser mais amena, a velocidade de decomposição da palhada é menor, o que resulta em uma porcentagem maior de matéria orgânica no solo.