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Transporte nas plantas
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    Transporte nas plantas Transporte nas plantas Presentation Transcript

    • Margarida Barbosa Teixeira O TRANSPORTE NAS PLANTAS
    • Necessidade do sistema de transporte
      • As plantas sintetizam compostos orgânicos ao nível das folhas
      • necessitam de um sistema que assegure o transporte de água e sais minerais desde as raízes até às folhas.
      • Posteriormente, há necessidade de distribuir os compostos orgânicos produzidos até aos restantes tecidos vegetais.
      • necessitam de um sistema que assegure o transporte de compostos orgânicos por toda a planta.
    • Evolução das plantas A maior parte das plantas possui sistema de transporte
    • Evolução das plantas A maior parte das plantas possui sistema de transporte
      • As plantas vasculares desenvolveram um sistema condutor formado por dois tipos de vasos:
      • o xilema que transporta essencialmente água (99%)
      • e iões minerais (nitratos, sulfatos, fosfatos, potássio, sódio, cloro....) - seiva bruta .
      • o floema que transporta água (80%) e compostos orgânicos - seiva elaborada.
    • Evolução das plantas A maior parte das plantas possui sistema de transporte Translocação Movimento de solutos orgânicos e de solutos inorgânicos no interior das plantas através de tecidos condutores (xilema e floema).
    • Xilema, lenho ou tecido traqueano
      • Vaso especializado no transporte da água e dos iões minerais que constituem a seiva xilémica ou seiva bruta.
      • Os elementos condutores mais importantes são os vasos xilémicos:  
      • cada vaso xilémico é formado por células mortas colocadas topo a topo, cujas paredes transversais desapareceram;
      • as paredes laterais apresentam espessamentos de lenhina com aspectos diferentes.
    • Xilema, lenho ou tecido traqueano
    • Floema, líber ou tecido crivoso
      • Vaso especializado no transporte de água e compostos orgânicos, fundamentalmente sacarose (também contém, aminoácidos, nucleótidos, hormonas, ...), que constituem a seiva floémica ou seiva elaborada .
      • Os elementos condutores são os tubos crivosos, estes são :
      • formados por células crivosas, vivas, alongadas colocadas topo a topo;
      • as paredes transversais, com orifícios, constituem as placas crivosas.
      • Os tubos crivosos são rodeados por células de companhia (vivas).
    • Localização dos tecidos condutores
    • Entrada de água e solutos minerais para a raíz
      • A maior parte da água e de solutos necessários à planta são absorvidos pela epiderme e, particularmente, pelos pêlos radiculares.
      • Os pêlos radiculares – extensões das células da epiderme da raiz - tornam a área de absorção da raiz muito grande.
      • O meio intracelular das células da raiz é hipertónico relativamente à solução do solo.
    • Entrada de água e solutos minerais para a raíz
    • Entrada de água e solutos minerais para a raíz Através de um transporte célula a célula , a água e os solutos atingirão os tecidos vasculares.
    • Como ascende a água na planta? Partindo da impossibilidade de o líquido ascender, que tipo de acção deve ser exercida, sobre o líquido (de sucção = aspiração, ou de pressão = empurrão), em cada um dos locais ( A e B )?
      • Esta situação permite compreender o fundamento de duas hipóteses para explicar o movimento da seiva bruta:
      •  
      • A hipótese da tensão-coesão-adesão
      • (as folhas “sugam” ou “aspiram” a seiva bruta contida no xilema).
      • A hipótese da pressão radicular
      • (a raíz “pressiona” ou “empurra” a seiva bruta para cima).
    • Transporte no Xilema Hipótese da pressão radicular
      • A acumulação de iões nas células radiculares (por transporte activo), faz com que a concentração de solutos aumente (as células tornam-se hipertónicas)
      • a água entra na raiz por osmose.
      • A acumulação de água na raiz provoca uma pressão na raiz – pressão radicular - que força a água a subir
      • impele a seiva xilémica a subir
      • A hipótese da pressão radicular postula que existe uma pressão formada na raiz (pressão radicular) que impele a seiva bruta para cima.
    • Transporte no Xilema Hipótese da pressão radicular Nestes casos a pressão radicular é suficientemente elevada, permitindo que a água ascenda e seja libertada quer pelas folhas quer pelo caule seccionado. A hipótese da pressão radicular é suportada pela observação de fenómenos de gutação e de exsudação Gutação Exsudação
    • Transporte no Xilema Hipótese da pressão radicular A figura representa um procedimento experimental em que é seccionado o caule da planta do género Coleus acima da raiz. A pressão radicular faz subir a seiva xilémica no tubo.
    • Transporte no Xilema Hipótese da pressão radicular
      • A pressão radicular medida em várias plantas não é suficientemente grande para elevar a água até ao ponto mais alto de uma árvore grande;
      • A maioria das plantas não apresenta gutação nem exsudação;
      • As plantas das zonas temperadas não apresentam exsudação nos planos de corte, efectuando até, por vezes, absorção de água;
      • Existem determinadas plantas (algumas Gimnospérmicas, denominadas Coníferas) que possuem uma pressão radicular nula.
      • A hipótese da pressão radicular não é suficiente para explicar a subida da seiva xilémica em numerosas espécies vegetais, especialmente nas de grande porte.
    • Transporte no xilema Hipótese da tensão-coesão-adesão
      • A molécula de água é um dipólo.
      • Formação de pontes de hidrogénio entre as moléculas de água.
      • Elevada coesão molecular.
      • Elevada adesão às paredes dos vasos xilémicos.
      • Coluna contínua de água no xilema entre as folhas e a raiz.
    • Transporte no xilema Hipótese da tensão-coesão-adesão
      • Por diminuição do potencial de água nas células clorofilinas do mesófilo, a concentração do soluto nessas células aumenta, aumentando assim a pressão osmótica.
      • As células do mesófilo ficam hipertónicas em relação ao xilema.
      • Nas células do mesófilo cria-se uma pressão negativa (força de sucção) a que se dá o nome de tensão .
      • Novas moléculas de água passam do tecido vascular (xilema) para as células do mesófilo.
      Quando as células do mesófilo da folha perdem água por transpiração:
    • Transporte no xilema Hipótese da tensão-coesão-adesão
      • A ascensão de água no caule cria um défice de água no xilema da raiz, fazendo com que :
      • a água passe das células da raiz para o xilema da raiz,
      • as células da raiz fiquem hipertónicas (reduzido potencial hídrico), relativamente à solução do solo,
      • ocorra um fluxo de água do solo (onde o potencial de água é elevado) para o interior das células da raiz.
      Quando as células do mesófilo da folha perdem água por transpiração:
    • Transporte no xilema Hipótese da tensão-coesão-adesão Devido a forças de coesão e de adesão , as moléculas de água mantêm-se unidas umas às outras, formando uma coluna contínua e aderindo às paredes dos vasos xilémicos. Quando as células do mesófilo da folha perdem água por transpiração: O movimento de moléculas de água no mesófilo da folha faz mover toda a coluna hídrica e, quanto mais rápida for a transpiração ao nível das folhas, mais rápida se torna a ascensão da seiva xilémica ao longo do caule.
    • Transporte no xilema Hipótese da tensão-coesão-adesão Quando as células do mesófilo da folha perdem água por transpiração:
      • A saída de água pelas folhas (transpiração) causa uma tensão na parte superior da planta, o que provoca a ascensão de água .
      • As moléculas de água tendem a ligar-se umas às outras , por pontes de hidrogénio – força de coesão .
      • As moléculas de água têm ainda a capacidade de aderir a outras substâncias constituintes das paredes do xilema – adesão .
    • Transporte no xilema Hipótese da tensão-coesão-adesão Relação entre a transpiração e a absorção radicular A teoria da tensão-coesão-adesão explica a absorção radicular e a ascensão da seiva xilémica desde a raiz até às folhas com base na existência de uma transpiração estomática ao nível das folhas.
    • Controlo da transpiração Mecanismo de abertura e fecho dos estomas As plantas possuem estruturas – estomas – que permitem o controlo da transpiração e da quantidade de gases absorvidos e libertados (trocas gasosas).
    • Controlo da transpiração Mecanismo de abertura e fecho dos estomas
      • Quando a célula-guarda está turgida, a água exerce pressão sobre a parede celular, pressão de turgescência.
      • Como a parte da parede celular encostada às células vizinhas é menos espessa do que a que delimita o ostíolo, deforma-se mais facilmente, provocando a abertura do estoma.
      • Se as células guarda perdem água, a pressão de turgescência diminui e o estoma retoma a sua forma original, aproximando-se as células guarda e, em consequência, o ostíolo fecha.
    • Controlo da transpiração Mecanismo de abertura e fecho dos estomas
    • Controlo da transpiração Mecanismo de abertura e fecho dos estomas
      • A enzima fosforilase:
      • em condições alcalinas catalisa a hidrólise do amido (glícido insolúvel) em glicose (glícido solúvel)
      • a célula-guarda fica hipertónica;
      • a entrada de água torna-a túrgida O estoma abre
      • em condições ácidas a fosforilase fica inactiva
      • a concentração de glicose baixa
      • a célula-guarda fica hipotónica
      • a perda de água torna-a plasmolisada O estoma fecha
      Luz, pH, CO2 e a concentração de iões regulam a turgescência das células-guarda e consequentemente a abertura/fecho dos estomas.
      • A entrada de iões K+ (por transporte activo) nas células guarda, torna-as hipertónicas o que conduz à entrada de água,
      • as células-guarda ficam túrgidas O estoma abre
    • Controlo da transpiração Mecanismo de abertura e fecho dos estomas Luz, pH, CO2 e a concentração de iões regulam a turgescência das células-guarda e consequentemente a abertura/fecho dos estomas.
    • Transporte no Floema Hipótese do fluxo de massa A hipótese da pressão radicular postula que o transporte no floema ocorre devido à existência de um gradiente de concentração de sacarose entre uma fonte onde a sacarose é produzida e um local de consumo ou de reserva .
      • A glicose elaborada nos órgãos fotossintéticos é polimerizada em sacarose;
      • A sacarose passa, por transporte activo, para o floema;
      • (as células companheiras produzem ATP)
    • Transporte no Floema Hipótese do fluxo de massa
      • A sacarose passa, por transporte activo, para o floema;
      • Aumenta a pressão osmótica nas células crivosas, ficando superior à das células envolventes (incluindo as células do xilema);
      • A água desloca-se do xilema para as células vizinhas e destas para as células crivosas;
      • Aumenta a pressão de turgescência nas células crivosas;
      • A seiva atravessa as placas crivosas, passando para as células seguintes (sempre das células com maior pressão osmótica para as células de menor pressão osmótica);
    • Transporte no Floema Hipótese do fluxo de massa
      • A sacarose passa para as células de consumo ou de reserva, possivelmente por transporte activo;
      • Ao diminuir a pressão osmótica nas células crivosas, a água sai das células crivosas, por osmose, para as células vizinhas;
      • Nos órgãos de consumo ou de reserva a sacarose é geralmente convertida em glicose, que pode ser utilizada na respiração ou na construção de novos compostos ou então polimerizar-se em amido, que fica em reserva.
    • Transporte no Floema Hipótese do fluxo de massa
      • À medida que se alimentam, parte da seiva é libertada pelo ânus.
      • Se, quando o afídeo se está a alimentar, se cortar o estilete, verifica-se que a seiva floémica continua a sair durante alguns dias.
      • A seiva floémica encontra-se, nos tubos crivosos, a grande pressão .
      Os afídeos ou pulgões são insectos que se alimentam de seiva floémica. Introduzem as peças bocais pontiagudas até ao floema, extraindo grande quantidade de substâncias orgânicas.
    • Transporte no Floema Hipótese do fluxo de massa
      • Experimentalmente foi retirado um anel completo à volta de uma árvore.
      • Ao fim de algum tempo apareceu uma tumescência acima do corte.
      • Passadas algumas semanas a árvore morreu.
      • Ao retirar o anel foi retirado o floema, mantendo-se o xilema (mais interno).
      • A seiva floémica ficou retida na tumescência não permitindo que as células da raiz obtivessem alimento.
      • O movimento da seiva floémica faz-se sob pressão.
    • Transporte nas plantas - Síntese