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Transporte nas plantas

                         Biologia e Geologia
                               10º ano
Transporte nas plantas
Transporte nas plantas




                                Os pêlos radiculares
A água e os sais minerais são
                                 contribuem para o
    absorvidos pela raiz.
                                aumento da área de
                                     absorção.
Transporte nas plantas
 As plantas fazem a absorção de água e
    sais minerais necessários ao seu
desenvolvimento, através do seu sistema
     radicular, que por esse motivo é
permeável (não apresenta cutícula), muito
   ramificado e cuja área é aumentada
através da presença de pêlos radiculares.



                                    O CO2 é fixado durante a fase
                                       química da fotossíntese,
                                     entrando na planta através de
                                    estomas presentes nas folhas!!
                                     (pelos estomas pode também sair
                                           água – transpiração).
Transporte nas plantas
     As plantas precisam de distribuir a água os
 compostos orgânicos a todos os órgãos… e fazem-
no através de dois sistemas de transporte: o xilema e
                      o floema.
    Mas será que todas as plantas necessitarão de
        sistemas de transporte para o fazer??
                                              Plantas de pequenas
                                            dimensões que vivem em
                                            ambientes húmidos, não
                                           necessitam de sistemas de
                                            transporte (quase todas as
                                                 células realizam a
                                             fotossíntese e por difusão
                                           /osmose as substâncias são
                                                    distribuidas),
Transporte nas plantas




               SURGEM OS MEIOS
               DE TRANSPORTE!!
Transporte nas plantas


Plantas simples de pequenas
dimensões não necessitam de
 sistemas de transporte - são
  plantas avasculares (não
possuem tecidos condutores; nem
      xilema nem floema).               Plantas mais evoluídas de grandes
A água vai-se movimentando célula            dimensões necessitam de
 a célula por osmose. Os produtos          sistemas de transporte – são
resultantes da fotossíntese também         plantas vasculares (possuem
   se movimentam por difusão ou          tecidos condutores: xilema e floema;
 transporte ativo célula a célula – é   de outra forma o transporte por difusão
    que as distâncias são curtas.           seria demasiado lento e difícil).
Transporte nas plantas
Transporte nas plantas

       PLANTAS                          PLANTAS
     VASCULARES                       AVASCULARES



Contém tecidos especializados   Não contém tecidos especializados
no transporte de substâncias.     no transporte de substâncias.
Transporte nas plantas
                 QUEM É RESPONSÁVEL, NAS
                 PLANTAS, PELO TRANSPORTE
                     DAS SUBSTÂNCIAS?



  São tecidos complexos, formados por diferentes tipos de células
especializadas, estendem-se desde as raízes ao caule e chegam às
                             folhas.
                            Transporta SEIVA BRUTA (xilémica): água e
• XILEMA    Lenha ou tecido substâncias inorgânicas (das raízes até às
              traqueano     folhas) – movimento ascendente, por norma.

             Líber ou tecido   Transporta SEIVA ELABORADA (floémica):
• FLOEMA        floémico        água e substâncias orgânicas (das folhas
                                   até aos outros órgãos das plantas).
Transporte nas plantas

                    TRANSLOCAÇÃO
                   Movimento de água e
                solutos no interior da planta
                     através de tecidos
                 condutores ou vasculares.
Transporte nas plantas
A maioria das plantas apresenta
   um sistema de transporte
    constituídos por células
 especializadas que formam os
tecidos /vasos condutores ou
    vasculares; XILEMA e
           FLOEMA.




                                      Os tecidos
                                     condutores
                                    organizam-se
     Corte de um talo vegetal         em feixes
evidenciando os vasos condutores.    (conjuntos).
Transporte nas plantas

                 As nervuras das plantas
                correspondem aos vasos
                 condutores, os quais se
                encontram agrupados em
                   feixes vasculares.
Transporte nas plantas




    VASOS         CANALIZAÇÃO
  CONDUTORES
Transporte nas plantas
Transporte nas plantas
                • Fibras lenhosas – células mortas
                que conferem suporte e resistência.
               • Traqueídos ou tracóides – células
               mortas, mais estreitas e alongadas –
                   também com espessamentos de
                lenhina. Podem ajudar na condução
                      da seiva bruta – sendo o seu
                 diâmetro inferior a probablidade de
                   formarem bolhas de ar é menor.
                    • Elementos do vaso – células
               mortas, dispostas topo a topo e sem
                    paredes transversais – formam
                    colunas contínuas! As paredes
                 laterais estão espessadas devido à
                  deposição de lenhina, que confere
                      rigidez a toda esta estrutura.
Transporte nas plantas
Transporte nas plantas
              • Fibras liberinas – células mortas
             que conferem suporte e resistência.
                • Placa crivosa – as células dos
             tubos crivosos são vivas, alongadas
               e colocadas topo a topo! As suas
             paredes transversais têm orifícios e
              denominam-se placas crivosas (isto
               permite a manutenção da pressão
                     durante o transporte).
             • Células de companhia – células
                 vivas e com núcleo – estão
               associadas às células dos tubos
                  crivosos, ajudando no seu
                        funcionamento!
Transporte nas plantas
Transporte nas plantas
                                                       • Captação de água
                                                        e solutos do meio.
                                                       • Transporte dessas
                                                       substâncias célula a
                                                       célula até atingirem
                                                          o xilema da raiz.
                                                          • Subida dessas
                                                       substâncias desde o
                                                         xilema da raiz até
                                                            ao xilema dos
                                                                órgãos
                                                           fotossintéticos.
                                                           • Saída dessas
Movimento da água desde os pelos radiculares até aos substâncias para o
 vasos xilémicos situados no cilindro central da raiz.     mesófilo foliar.
Transporte nas plantas
                      Células epidérmicas
                            da raiz
                                      As plantas necessitam de absorver
                                      muitos sais minerais, Então, estes
                                     são absorvidos por difusão simples
                                      e transporte ativo (de tal forma que,
                                       por vezes, as células da epiderme da
                                      raiz têm maiores concentrações de sal
                                                   que o solo)!!!

                Pêlo radicular       Células da epiderme da raiz ficam
 * (Nunca se chega a estabelecer      HIPERTÓNICAS em relação ao
    um equilíbrio pois devido ao     solo, logo vai haver tendência para
constante transporte ativo de iões   a entrada de água (esta é absorvida
    para a raiz esta mantém-se                  por osmose). *
            hipertónica).
Transporte nas plantas

Entrada de iões por
 transporte ativo




Após a entrada de iões por transporte ativo, a célula fica mais
  HIPERTÓNICA e a água tende também a entrar para o seu
interior, por osmose! O mesmo acontece nas células seguintes.
Transporte nas plantas
                       A manutenção de um
                       gradiente osmótico,
                      desde as células mais
                       periféricas da raiz até
                       ao xilema, provoca a
                      passagem de água por
                     osmose até aquele vaso
                              condutor.
                     A deslocação da água e
                         sais minerais da
                        epiderme da raiz ao
                     xilema, faz-se por duas
                                vias:
        GRADIENTE         • APOPLASTO;
       OSMÓTICO DE         • SIMPLASTO.
      CONCENTRAÇÂO   http://biotic.no.sapo.pt/
                       swf/absrcaoagua.swf
Transporte nas plantas
                   Chegado ao xilema, água e sais minerais
                     – seiva bruta – terão de efetuar um
                   movimento ascendente (contra a força da
                     gravidade). Se as plantas forem de
                    pequena dimensão o problema não se
                                  coloca …

                   Mas como explicar estes movimentos
                      no xilema em plantas que têm
                     dezenas de metros de altura …?

No nosso caso temos uma bomba que põe os fluidos a
      circular – o coração … mas e nas planta?
     Provavelmente existirão forças em jogo …
Transporte nas plantas
              Estima-se que uma única árvore
               adulta com cerca de 15 metros de
             altura tenha cerca de 177 000 folhas,
            com uma área de superfície foliar total
                           de 675 m2.
                 Durante um dia de Verão, essa
               árvore perde para a atmosfera 220
           litros de água por hora, por evaporação
                           nas folhas.
              Para evitar o murchamento, a cada
              hora o xilema precisa de transportar
             220 litros de água das raízes para as
                             folhas.
Transporte nas plantas

  TEORIA DA PRESSÃO RADICULAR



   TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO-
            COESÃO
Transporte nas plantas
            TEORIA DA PRESSÃO
                    RADICULAR
Segundo esta teoria, a ascensão da seiva bruta no xilema deve-se à
               existência de uma pressão na raiz.




  A pressão radicular é uma força que
impele a água e solutos nela dissolvidos
 e deve-se à constante entrada de água
 por osmose (e de solutos por difusão e
    transporte ativo) para as células.
Transporte nas plantas
     TEORIA DA PRESSÃO
        RADICULAR
                    Segundo esta teoria a
                absorção radicular é o motor
                  do transporte ascendente.
                  A acumulação de água na
                  raiz provoca uma pressão
                radicular (pressão positiva da
                raiz) que força a água a subir.
Transporte nas plantas
             TEORIA DA PRESSÃO
                       RADICULAR
                Baseia-se na observação de dois factos:

     EXSUDAÇÃO CAULINAR                         GUTAÇÃO
        “choro” das plantas
                          Ao cortar a
                       extremidade de
                          uma planta,
                         observa-se a
                         saída de um      Formação de pequenas gotas*
                        líquido (seiva     nas margens das folhas – a
                            bruta).       água ascendeu até lá devido a
*Existem células especializadas nas folhas forças que se geraram nos
    que conseguem expelir a água em         órgãos inferiores (raízes).
        excesso – os hidátodos.
Transporte nas plantas
         TEORIA DA PRESSÃO
                 RADICULAR




A manutenção de um gradiente de concentrações de solutos
entre o solo e a raiz provoca um pressão osmótica que força a
                       água a entrar na raiz.
Transporte nas plantas
          TEORIA DA PRESSÃO
                   RADICULAR
          COMO SE GERA ESTA PRESSÃO?

   Uma acumulação de iões (por difusão simples
e transporte ativo) aumenta o potencial osmótico
               nas células da raiz.


                  Ocorre entrada de água (por osmose) para o
                  interior das células da raiz (ABSORÇÃO).

  A acumulação de água nas células provoca uma pressão na
  raiz que faz com que a água e os sais minerais subam pelo
                           xilema.
Transporte nas plantas
           TEORIA DA PRESSÃO
                   RADICULAR
                         CRÍTICAS

        A pressão radicular medida em várias plantas não é
suficientemente grande para elevar a água até ao ponto mais alto
                         de uma árvore.
  A maioria das plantas não apresenta gutação nem exsudação.
   as plantas das zonas temperadas não apresentam exsudação
nos planos de corte efetuando até, por vezes, absorção de água.
  Existem determinadas coníferas (ex.: Pinheiro) que apresentam
                     pressão radicular nula.

CONCLUSÃO: a pressão radicular não é o principal fenómeno
      responsável pela subida da água no xilema.
Transporte nas plantas
 TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO-
             -COESÃO
          Pressupõe que a transpiração e a absorção estão
                          relacionadas.



TRANSPIRAÇÃO
   • Água perdida
      pela planta
     (através dos
  estomas) sob a
  forma de vapor!
• É provocada pela
    energia solar.
Transporte nas plantas
 TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO-
             -COESÃO


         DURANTE O DIA …
… A transpiração excede a absorção.

       DURANTE A NOITE …
…A absorção excede a transpiração.
Transporte nas plantas
 TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO-
             -COESÃO
                      Que fenómenos são
                  desencadeados pela perda de
                      água nas folhas por
                         transpiração?

                 1 Ao perder água por transpiração
                  gera-se uma deficiência de água
                    nas folhas, o que diminui o seu
                     potencial hídrico (aumenta o
                   potencial de soluto, bem como o
                          potencial osmótico).

                2 As células das folhas ficam agora
                hipertónicas e, por isso, sai água do
                    xilema para o mesófilo foliar!
Transporte nas plantas
 TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO-
             -COESÃO
                      Que fenómenos são
                  desencadeados pela perda de
                      água nas folhas por
                         transpiração?

                3 Toda uma coluna de água sobe
                    agora pelo xilema (existe uma
                “tensão” negativa – “força que suga”
                   – devido ao défice de água nas
                  folhas) … como um combóio em
                que cada molécula de água é como
                   uma carruagem unida a outras!

                 4 Por fim, ocorre absorção de água
                           ao nível da raiz.
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  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO-
              -COESÃO
       A transpiração põe em movimento uma coluna contínua e
        ascendente de água e soluto através de toda a planta!
  (A seiva bruta é como que “sugada” e haverá tendência para uma maior
                          absorção radicular) …
 Como a molécula de água é
   polar, facilmente se criam
ligações químicas (pontes de
    hidrogénio) entre várias
 moléculas de água, o que as
   mantém unidas umas às
outras (coesão) e “agarradas”
     às paredes do xilema
            (adesão).
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  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO-
              -COESÃO




  A água, por ser uma molécula polar,
 apresenta uma grande capacidade de
coesão (entre si) e adesão (“agarra-se
  às paredes” …é por este motivo que
  um copo cheio de água tem bordos
           arredondados!).
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                   Deste modo a evaporação ao
                       nível da folha causa o
                    movimento de toda a coluna
                        de água, tanto mais
                    rapidamente quanto maior
                   for a taxa de transpiração!!!
                  Este processo apenas funciona se
                  a corrente não for quebrada, o que
                    pode acontecer por interposição
                  de bolhas de ar. Se a corrente não
                  for reestabelecida, o vaso xilémico
                  deixa de ser funcional. Neste caso
                    a seiva bruta pode passar para
                    outros elementos dos vasos ou
                  traqueídos e o transporte contínua!
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As características do xilema ajudam a que
 este processo seja extremamente eficaz,
  pois a ausência de conteúdo celular
   não cria obstáculos ao movimento da
 coluna de água; a parede relativamente
  espessa dos vasos xilémicos impede o
    colapso dos mesmos e o diâmetro
reduzido dos elementos dos vasos facilita
           a adesão e a coesão.
        EFEITO DE CAPILARIDADE
  Quanto mais reduzido for o diâmetro dos
vasos, mais alta é a coluna de água que sobe     EFEITO DE
                naturalmente.                  CAPILARIDADE
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                      É estebelecida uma
                      corrente contínua de
                        água no xilema,
                      entre as raízes e as
                      folhas, denominada
                          corrente de
                         transpiração.
                      O movimento de água
                       no xilema tem início
                       na parte superior da
                       planta só depois se
                       propagando para a
                          parte inferior!!
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       ALGUMAS EVIDÊNCIAS …
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                       CONCLUSÕES…

   A transpiração cria uma força de tensão que “puxa” a seiva
    bruta (se sai água tem de entrar outra para a substituir).

 Como há forças de adesão e de coesão, há toda uma coluna de
 seiva bruta/ água e sais minerais que se movimenta no sentido
                           ascendente.

 Quanto mais rápida for a transpiração, mais rápida será a subida
       de seiva bruta e a sua absorção ao nível da raiz.
       http://www.youtube.com/watch?v=At1BJJDcXhk&feature=related
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                           CRÍTICAS…
    Segundo este modelo, a coluna de água não pode ser
                     interrompida.

 … No entanto, em dias de vento ou devido ao congelamento da
  seiva bruta em zonas muito frias, pode ocorrer a formação de
    bolhas de ar … e a coluna é interrompida, mas as plantas
                      sobrevivem na mesma!!
Explicação possível: ocorre um transporte lateral e a seiva passa
para o vaso xilémico / traqueídos que estão imediatamente ao lado
           … ou a pressão radicular dá uma “ajuda”…
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              O CONTROLE DA TRANSPIRAÇÃO…
A água é um líquido precioso e nem sempre abundante no meio e, por isso, as
       plantas tem necessidade de controlar os índices de transpiração
(principalmente as plantas adapatadas ao ambiente terrestre e que vivem em
                            climas mais secos)!!
 PRESENÇA
DE CUTÍCULA
                   As plantas
                 possuem uma
                   substância
               impermeabilizante
                nas suas folhas e
                   caules – a
                                       Os estomas são estruturas existentes na
                    cutícula.
                                    epiderme dos órgãos aéreos das plantas e que
                                     permitem as trocas gasosas com o exterior.
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      O CONTROLE DA TRANSPIRAÇÃO
      Controle da abertura dos estomas
                              Os estomas são muito
                                  importantes pois
                                 absorvem CO2! Se
                            estiverem sempre abertos
                                sairá muita água por
                               transpiração! Para os
                            estomas estarem abertos
                              as suas células guarda
                            tem de estar túrgidas! Em
                               solos muito secos, os
                                  estomas fecham!!
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 TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO-
             -COESÃO
     O CONTROLE DA TRANSPIRAÇÃO…
      Controle da abertura dos estomas




       http://biotic.no.sapo.pt/swf/estoma.swf
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    Hipótese do fluxo de massa




                        E isso ocorre muito rapidamente,
                       logo a difusão não será o processo
                          responsável pelo movimento.
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         Hipótese do fluxo de massa
                                            Malphigi retirou um anel à
                                             volta de uma árvore, nas
                                              condições indicadas na
                                           figura, e reparou que, com
                                              o passar do tempo, ela
                                               continuava viva, mas
                                           apareceu uma tumescência
                                             imediatamente acima do
                                             corte. Passadas algumas
                                            semanas a àrvore morreu.

• Em qual (A ou B) ocorreu a interrupção na translocação da seiva
                             floémica?
               • A figura C corresponde a A ou B?
    • Apresente uma hipótese explicativa do aparecimento da
                        tumescência em C?
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            Hipótese do fluxo de massa




Apesar da interrupção do fluxo floémico a parte inferior da planta sobrevive
algum tempo, graças às reservas de alimento aí localizadas, mas quando
              essas reservas se esgotam, acaba por morrer.

O floema tem uma posição periférica em relação ao xilema. Ao ser cortado aquele
anel foi removido o floema mas não xilema – a planta continuou a absorver água e
a conduzi-la até às zonas aéreas através do xilema, onde foi usada para a realização
    da fotossíntese. Daí resultarem açúcares, que não chegaram à raiz porque o
             “trânsito” estava interrompido. Sem eles, a planta morre!!
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    Hipótese do fluxo de massa

                                    É difícil estudar o
                                      mecanismo de
                                   transporte da seiva
                                  eleborada pois esta
                                   circula em células
                                   vivas do floema e
                                  qualquer introdução
                                  mecânica ou artificial
                                     perturba aquelas
                                          células.
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    Hipótese do fluxo de massa
                            A análise desta relação de
                               parasitismo permitiu
                                   concluir que:

                                 1 A seiva circula sobre
                                pressão: entrou no tubo
                            digestivo dos afídeos e sai pelo
                            seu ânus – existe uma pressão
                              de turgescência no floema!!
                              2 A seiva elaborada, além da
                              água e dos açúcares. Pode
                               ainda conter em menores
                            concentrações hormonas, iões,
                                 aminoácidos, lípidos!!
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            Hipótese do fluxo de massa
                               MODELO FÍSICO de MÜNCH




       A           B            A          B            A          B



Um recipiente é cheio com uma solução concentrada de sacarose e o outro
com água. Os recipientes são ligados por um tubo e mergulhados numa tina
  com água. O que se verifica é que há entrada de água para o recipiente
contendo sacarose, isto causa um aumento tal de pressão que a solução se
  desloca no tubo até ao recipiente B, arrastando consigo a sacarose. No
 recipiente B a água vai novamente para a tina. Este fluxo para quando as
  concentrações se igualam nos recipientes A e B, mas se for adicionada
              sacarose no recipiente A este fluxo nunca para.
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                   Hipótese do fluxo de massa
                       MODELO FÍSICO de MÜNCH      Devido à maior
                                                  concentração de
                      Floema                   sacarose, entra maior
    Órgãos
                                   Órgãos de quantidade de água em A
fotossintéticos
                                    reserva   do que em B – aumenta
                                                 a pressão em A e a
                                              solução desloca-se até
                                                   ao recipiente B
                                                arrastando consigo a
                                                sacarose! No floema
                                              acontece um fenómeno
                                                    semelhante!!!

      MAS DE ONDE VEM ESTA ÁGUA??
Transporte nas plantas
    Hipótese do fluxo de massa
    Elevada concentração de sacarose
                                        O transporte no floema
                                      deve-se a um gradiente de
                                       concentração de açúcares
                                     que se estabelece entre uma
                                     fonte (órgão da planta onde
                                      o açúcar é produzido) e um
                                      local de consumo (órgãos
                                        da planta onde o açúcar
                                          será consumido ou
                                        permanece em reserva.



    Baixa concentração de sacarose
Transporte nas plantas
         Hipótese do fluxo de massa
                                   1     A glicose é transformada em
                                  sacarose antes de entrar nas células
                                   companheiras por transporte ativo,
                                     passando depois para o floema,
                                  onde será transportada dos locais de
                                        produção para os locais de
                                                 consumo.
                                      2 A sacarose entra no floema
                                      aumentando a concentração de
                                   soluto (diminui o potencial hídrico e
                                     aumenta a pressão osmótica nas
                                  células floémicas) e, por isso, a água
                                    (vinda do xilema) entra para o seu
                                  interior por osmose – aumentando a
                                         pressão de turgescência.
Transporte ativo da sacarose das células do mesófilo para o floema
Transporte nas plantas
    Hipótese do fluxo de massa
                        3    O aumento da pressão de
                            turgescência faz com que o
                          conteúdo dos tubos crivosos
                        (FLUXO DE MASSA) atravesse as
                           placas crivosas ocorrendo um
                          movimento das zonas de maior
                        pressão para as de menor pressão
                       de turgescência (daí a seiva circular
                       sob pressão, tal como se previu com
                               a análise dos afídeos).

                        4 A sacarose sai do floema (por
                          transporte ativo e passa para as
                       células dos órgãos de reserva onde é
                         convertida em amido ou glicose. A
                       água também sai do floema e diminui
                             a pressão de turgescência.
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    Hipótese do fluxo de massa
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Transporte nas plantas

  • 1. Transporte nas plantas Biologia e Geologia 10º ano
  • 3. Transporte nas plantas Os pêlos radiculares A água e os sais minerais são contribuem para o absorvidos pela raiz. aumento da área de absorção.
  • 4. Transporte nas plantas As plantas fazem a absorção de água e sais minerais necessários ao seu desenvolvimento, através do seu sistema radicular, que por esse motivo é permeável (não apresenta cutícula), muito ramificado e cuja área é aumentada através da presença de pêlos radiculares. O CO2 é fixado durante a fase química da fotossíntese, entrando na planta através de estomas presentes nas folhas!! (pelos estomas pode também sair água – transpiração).
  • 5. Transporte nas plantas As plantas precisam de distribuir a água os compostos orgânicos a todos os órgãos… e fazem- no através de dois sistemas de transporte: o xilema e o floema. Mas será que todas as plantas necessitarão de sistemas de transporte para o fazer?? Plantas de pequenas dimensões que vivem em ambientes húmidos, não necessitam de sistemas de transporte (quase todas as células realizam a fotossíntese e por difusão /osmose as substâncias são distribuidas),
  • 6. Transporte nas plantas SURGEM OS MEIOS DE TRANSPORTE!!
  • 7. Transporte nas plantas Plantas simples de pequenas dimensões não necessitam de sistemas de transporte - são plantas avasculares (não possuem tecidos condutores; nem xilema nem floema). Plantas mais evoluídas de grandes A água vai-se movimentando célula dimensões necessitam de a célula por osmose. Os produtos sistemas de transporte – são resultantes da fotossíntese também plantas vasculares (possuem se movimentam por difusão ou tecidos condutores: xilema e floema; transporte ativo célula a célula – é de outra forma o transporte por difusão que as distâncias são curtas. seria demasiado lento e difícil).
  • 9. Transporte nas plantas PLANTAS PLANTAS VASCULARES AVASCULARES Contém tecidos especializados Não contém tecidos especializados no transporte de substâncias. no transporte de substâncias.
  • 10. Transporte nas plantas QUEM É RESPONSÁVEL, NAS PLANTAS, PELO TRANSPORTE DAS SUBSTÂNCIAS? São tecidos complexos, formados por diferentes tipos de células especializadas, estendem-se desde as raízes ao caule e chegam às folhas. Transporta SEIVA BRUTA (xilémica): água e • XILEMA Lenha ou tecido substâncias inorgânicas (das raízes até às traqueano folhas) – movimento ascendente, por norma. Líber ou tecido Transporta SEIVA ELABORADA (floémica): • FLOEMA floémico água e substâncias orgânicas (das folhas até aos outros órgãos das plantas).
  • 11. Transporte nas plantas TRANSLOCAÇÃO Movimento de água e solutos no interior da planta através de tecidos condutores ou vasculares.
  • 12. Transporte nas plantas A maioria das plantas apresenta um sistema de transporte constituídos por células especializadas que formam os tecidos /vasos condutores ou vasculares; XILEMA e FLOEMA. Os tecidos condutores organizam-se Corte de um talo vegetal em feixes evidenciando os vasos condutores. (conjuntos).
  • 13. Transporte nas plantas As nervuras das plantas correspondem aos vasos condutores, os quais se encontram agrupados em feixes vasculares.
  • 14. Transporte nas plantas VASOS CANALIZAÇÃO CONDUTORES
  • 16. Transporte nas plantas • Fibras lenhosas – células mortas que conferem suporte e resistência. • Traqueídos ou tracóides – células mortas, mais estreitas e alongadas – também com espessamentos de lenhina. Podem ajudar na condução da seiva bruta – sendo o seu diâmetro inferior a probablidade de formarem bolhas de ar é menor. • Elementos do vaso – células mortas, dispostas topo a topo e sem paredes transversais – formam colunas contínuas! As paredes laterais estão espessadas devido à deposição de lenhina, que confere rigidez a toda esta estrutura.
  • 18. Transporte nas plantas • Fibras liberinas – células mortas que conferem suporte e resistência. • Placa crivosa – as células dos tubos crivosos são vivas, alongadas e colocadas topo a topo! As suas paredes transversais têm orifícios e denominam-se placas crivosas (isto permite a manutenção da pressão durante o transporte). • Células de companhia – células vivas e com núcleo – estão associadas às células dos tubos crivosos, ajudando no seu funcionamento!
  • 20. Transporte nas plantas • Captação de água e solutos do meio. • Transporte dessas substâncias célula a célula até atingirem o xilema da raiz. • Subida dessas substâncias desde o xilema da raiz até ao xilema dos órgãos fotossintéticos. • Saída dessas Movimento da água desde os pelos radiculares até aos substâncias para o vasos xilémicos situados no cilindro central da raiz. mesófilo foliar.
  • 21. Transporte nas plantas Células epidérmicas da raiz As plantas necessitam de absorver muitos sais minerais, Então, estes são absorvidos por difusão simples e transporte ativo (de tal forma que, por vezes, as células da epiderme da raiz têm maiores concentrações de sal que o solo)!!! Pêlo radicular Células da epiderme da raiz ficam * (Nunca se chega a estabelecer HIPERTÓNICAS em relação ao um equilíbrio pois devido ao solo, logo vai haver tendência para constante transporte ativo de iões a entrada de água (esta é absorvida para a raiz esta mantém-se por osmose). * hipertónica).
  • 22. Transporte nas plantas Entrada de iões por transporte ativo Após a entrada de iões por transporte ativo, a célula fica mais HIPERTÓNICA e a água tende também a entrar para o seu interior, por osmose! O mesmo acontece nas células seguintes.
  • 23. Transporte nas plantas A manutenção de um gradiente osmótico, desde as células mais periféricas da raiz até ao xilema, provoca a passagem de água por osmose até aquele vaso condutor. A deslocação da água e sais minerais da epiderme da raiz ao xilema, faz-se por duas vias: GRADIENTE • APOPLASTO; OSMÓTICO DE • SIMPLASTO. CONCENTRAÇÂO http://biotic.no.sapo.pt/ swf/absrcaoagua.swf
  • 24. Transporte nas plantas Chegado ao xilema, água e sais minerais – seiva bruta – terão de efetuar um movimento ascendente (contra a força da gravidade). Se as plantas forem de pequena dimensão o problema não se coloca … Mas como explicar estes movimentos no xilema em plantas que têm dezenas de metros de altura …? No nosso caso temos uma bomba que põe os fluidos a circular – o coração … mas e nas planta? Provavelmente existirão forças em jogo …
  • 25. Transporte nas plantas  Estima-se que uma única árvore adulta com cerca de 15 metros de altura tenha cerca de 177 000 folhas, com uma área de superfície foliar total de 675 m2.  Durante um dia de Verão, essa árvore perde para a atmosfera 220 litros de água por hora, por evaporação nas folhas.  Para evitar o murchamento, a cada hora o xilema precisa de transportar 220 litros de água das raízes para as folhas.
  • 26. Transporte nas plantas  TEORIA DA PRESSÃO RADICULAR  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO- COESÃO
  • 27. Transporte nas plantas  TEORIA DA PRESSÃO RADICULAR Segundo esta teoria, a ascensão da seiva bruta no xilema deve-se à existência de uma pressão na raiz. A pressão radicular é uma força que impele a água e solutos nela dissolvidos e deve-se à constante entrada de água por osmose (e de solutos por difusão e transporte ativo) para as células.
  • 28. Transporte nas plantas  TEORIA DA PRESSÃO RADICULAR  Segundo esta teoria a absorção radicular é o motor do transporte ascendente.  A acumulação de água na raiz provoca uma pressão radicular (pressão positiva da raiz) que força a água a subir.
  • 29. Transporte nas plantas  TEORIA DA PRESSÃO RADICULAR Baseia-se na observação de dois factos: EXSUDAÇÃO CAULINAR GUTAÇÃO “choro” das plantas Ao cortar a extremidade de uma planta, observa-se a saída de um Formação de pequenas gotas* líquido (seiva nas margens das folhas – a bruta). água ascendeu até lá devido a *Existem células especializadas nas folhas forças que se geraram nos que conseguem expelir a água em órgãos inferiores (raízes). excesso – os hidátodos.
  • 30. Transporte nas plantas  TEORIA DA PRESSÃO RADICULAR A manutenção de um gradiente de concentrações de solutos entre o solo e a raiz provoca um pressão osmótica que força a água a entrar na raiz.
  • 31. Transporte nas plantas  TEORIA DA PRESSÃO RADICULAR COMO SE GERA ESTA PRESSÃO? Uma acumulação de iões (por difusão simples e transporte ativo) aumenta o potencial osmótico nas células da raiz. Ocorre entrada de água (por osmose) para o interior das células da raiz (ABSORÇÃO). A acumulação de água nas células provoca uma pressão na raiz que faz com que a água e os sais minerais subam pelo xilema.
  • 32. Transporte nas plantas  TEORIA DA PRESSÃO RADICULAR CRÍTICAS A pressão radicular medida em várias plantas não é suficientemente grande para elevar a água até ao ponto mais alto de uma árvore. A maioria das plantas não apresenta gutação nem exsudação. as plantas das zonas temperadas não apresentam exsudação nos planos de corte efetuando até, por vezes, absorção de água. Existem determinadas coníferas (ex.: Pinheiro) que apresentam pressão radicular nula. CONCLUSÃO: a pressão radicular não é o principal fenómeno responsável pela subida da água no xilema.
  • 33. Transporte nas plantas  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO- -COESÃO Pressupõe que a transpiração e a absorção estão relacionadas. TRANSPIRAÇÃO • Água perdida pela planta (através dos estomas) sob a forma de vapor! • É provocada pela energia solar.
  • 34. Transporte nas plantas  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO- -COESÃO DURANTE O DIA … … A transpiração excede a absorção. DURANTE A NOITE … …A absorção excede a transpiração.
  • 35. Transporte nas plantas  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO- -COESÃO Que fenómenos são desencadeados pela perda de água nas folhas por transpiração? 1 Ao perder água por transpiração gera-se uma deficiência de água nas folhas, o que diminui o seu potencial hídrico (aumenta o potencial de soluto, bem como o potencial osmótico). 2 As células das folhas ficam agora hipertónicas e, por isso, sai água do xilema para o mesófilo foliar!
  • 36. Transporte nas plantas  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO- -COESÃO Que fenómenos são desencadeados pela perda de água nas folhas por transpiração? 3 Toda uma coluna de água sobe agora pelo xilema (existe uma “tensão” negativa – “força que suga” – devido ao défice de água nas folhas) … como um combóio em que cada molécula de água é como uma carruagem unida a outras! 4 Por fim, ocorre absorção de água ao nível da raiz.
  • 37. Transporte nas plantas  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO- -COESÃO A transpiração põe em movimento uma coluna contínua e ascendente de água e soluto através de toda a planta! (A seiva bruta é como que “sugada” e haverá tendência para uma maior absorção radicular) … Como a molécula de água é polar, facilmente se criam ligações químicas (pontes de hidrogénio) entre várias moléculas de água, o que as mantém unidas umas às outras (coesão) e “agarradas” às paredes do xilema (adesão).
  • 38. Transporte nas plantas  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO- -COESÃO A água, por ser uma molécula polar, apresenta uma grande capacidade de coesão (entre si) e adesão (“agarra-se às paredes” …é por este motivo que um copo cheio de água tem bordos arredondados!).
  • 39. Transporte nas plantas  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO- -COESÃO Deste modo a evaporação ao nível da folha causa o movimento de toda a coluna de água, tanto mais rapidamente quanto maior for a taxa de transpiração!!! Este processo apenas funciona se a corrente não for quebrada, o que pode acontecer por interposição de bolhas de ar. Se a corrente não for reestabelecida, o vaso xilémico deixa de ser funcional. Neste caso a seiva bruta pode passar para outros elementos dos vasos ou traqueídos e o transporte contínua!
  • 40. Transporte nas plantas  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO- -COESÃO
  • 41. Transporte nas plantas  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO- -COESÃO As características do xilema ajudam a que este processo seja extremamente eficaz, pois a ausência de conteúdo celular não cria obstáculos ao movimento da coluna de água; a parede relativamente espessa dos vasos xilémicos impede o colapso dos mesmos e o diâmetro reduzido dos elementos dos vasos facilita a adesão e a coesão. EFEITO DE CAPILARIDADE Quanto mais reduzido for o diâmetro dos vasos, mais alta é a coluna de água que sobe EFEITO DE naturalmente. CAPILARIDADE
  • 42. Transporte nas plantas  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO- -COESÃO É estebelecida uma corrente contínua de água no xilema, entre as raízes e as folhas, denominada corrente de transpiração. O movimento de água no xilema tem início na parte superior da planta só depois se propagando para a parte inferior!!
  • 43. Transporte nas plantas  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO- -COESÃO ALGUMAS EVIDÊNCIAS …
  • 44. Transporte nas plantas  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO- -COESÃO CONCLUSÕES… A transpiração cria uma força de tensão que “puxa” a seiva bruta (se sai água tem de entrar outra para a substituir). Como há forças de adesão e de coesão, há toda uma coluna de seiva bruta/ água e sais minerais que se movimenta no sentido ascendente. Quanto mais rápida for a transpiração, mais rápida será a subida de seiva bruta e a sua absorção ao nível da raiz. http://www.youtube.com/watch?v=At1BJJDcXhk&feature=related
  • 45. Transporte nas plantas  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO- -COESÃO CRÍTICAS… Segundo este modelo, a coluna de água não pode ser interrompida. … No entanto, em dias de vento ou devido ao congelamento da seiva bruta em zonas muito frias, pode ocorrer a formação de bolhas de ar … e a coluna é interrompida, mas as plantas sobrevivem na mesma!! Explicação possível: ocorre um transporte lateral e a seiva passa para o vaso xilémico / traqueídos que estão imediatamente ao lado … ou a pressão radicular dá uma “ajuda”…
  • 46. Transporte nas plantas  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO- -COESÃO O CONTROLE DA TRANSPIRAÇÃO… A água é um líquido precioso e nem sempre abundante no meio e, por isso, as plantas tem necessidade de controlar os índices de transpiração (principalmente as plantas adapatadas ao ambiente terrestre e que vivem em climas mais secos)!! PRESENÇA DE CUTÍCULA As plantas possuem uma substância impermeabilizante nas suas folhas e caules – a Os estomas são estruturas existentes na cutícula. epiderme dos órgãos aéreos das plantas e que permitem as trocas gasosas com o exterior.
  • 47. Transporte nas plantas  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO- -COESÃO O CONTROLE DA TRANSPIRAÇÃO Controle da abertura dos estomas Os estomas são muito importantes pois absorvem CO2! Se estiverem sempre abertos sairá muita água por transpiração! Para os estomas estarem abertos as suas células guarda tem de estar túrgidas! Em solos muito secos, os estomas fecham!!
  • 48. Transporte nas plantas  TEORIA DA TENSÃO-ADESÃO- -COESÃO O CONTROLE DA TRANSPIRAÇÃO… Controle da abertura dos estomas http://biotic.no.sapo.pt/swf/estoma.swf
  • 49. Transporte nas plantas  Hipótese do fluxo de massa E isso ocorre muito rapidamente, logo a difusão não será o processo responsável pelo movimento.
  • 50. Transporte nas plantas  Hipótese do fluxo de massa Malphigi retirou um anel à volta de uma árvore, nas condições indicadas na figura, e reparou que, com o passar do tempo, ela continuava viva, mas apareceu uma tumescência imediatamente acima do corte. Passadas algumas semanas a àrvore morreu. • Em qual (A ou B) ocorreu a interrupção na translocação da seiva floémica? • A figura C corresponde a A ou B? • Apresente uma hipótese explicativa do aparecimento da tumescência em C?
  • 51. Transporte nas plantas  Hipótese do fluxo de massa Apesar da interrupção do fluxo floémico a parte inferior da planta sobrevive algum tempo, graças às reservas de alimento aí localizadas, mas quando essas reservas se esgotam, acaba por morrer. O floema tem uma posição periférica em relação ao xilema. Ao ser cortado aquele anel foi removido o floema mas não xilema – a planta continuou a absorver água e a conduzi-la até às zonas aéreas através do xilema, onde foi usada para a realização da fotossíntese. Daí resultarem açúcares, que não chegaram à raiz porque o “trânsito” estava interrompido. Sem eles, a planta morre!!
  • 52. Transporte nas plantas  Hipótese do fluxo de massa É difícil estudar o mecanismo de transporte da seiva eleborada pois esta circula em células vivas do floema e qualquer introdução mecânica ou artificial perturba aquelas células.
  • 53. Transporte nas plantas  Hipótese do fluxo de massa A análise desta relação de parasitismo permitiu concluir que: 1 A seiva circula sobre pressão: entrou no tubo digestivo dos afídeos e sai pelo seu ânus – existe uma pressão de turgescência no floema!! 2 A seiva elaborada, além da água e dos açúcares. Pode ainda conter em menores concentrações hormonas, iões, aminoácidos, lípidos!!
  • 54. Transporte nas plantas  Hipótese do fluxo de massa MODELO FÍSICO de MÜNCH A B A B A B Um recipiente é cheio com uma solução concentrada de sacarose e o outro com água. Os recipientes são ligados por um tubo e mergulhados numa tina com água. O que se verifica é que há entrada de água para o recipiente contendo sacarose, isto causa um aumento tal de pressão que a solução se desloca no tubo até ao recipiente B, arrastando consigo a sacarose. No recipiente B a água vai novamente para a tina. Este fluxo para quando as concentrações se igualam nos recipientes A e B, mas se for adicionada sacarose no recipiente A este fluxo nunca para.
  • 55. Transporte nas plantas  Hipótese do fluxo de massa MODELO FÍSICO de MÜNCH Devido à maior concentração de Floema sacarose, entra maior Órgãos Órgãos de quantidade de água em A fotossintéticos reserva do que em B – aumenta a pressão em A e a solução desloca-se até ao recipiente B arrastando consigo a sacarose! No floema acontece um fenómeno semelhante!!! MAS DE ONDE VEM ESTA ÁGUA??
  • 56. Transporte nas plantas  Hipótese do fluxo de massa Elevada concentração de sacarose O transporte no floema deve-se a um gradiente de concentração de açúcares que se estabelece entre uma fonte (órgão da planta onde o açúcar é produzido) e um local de consumo (órgãos da planta onde o açúcar será consumido ou permanece em reserva. Baixa concentração de sacarose
  • 57. Transporte nas plantas  Hipótese do fluxo de massa 1 A glicose é transformada em sacarose antes de entrar nas células companheiras por transporte ativo, passando depois para o floema, onde será transportada dos locais de produção para os locais de consumo. 2 A sacarose entra no floema aumentando a concentração de soluto (diminui o potencial hídrico e aumenta a pressão osmótica nas células floémicas) e, por isso, a água (vinda do xilema) entra para o seu interior por osmose – aumentando a pressão de turgescência. Transporte ativo da sacarose das células do mesófilo para o floema
  • 58. Transporte nas plantas  Hipótese do fluxo de massa 3 O aumento da pressão de turgescência faz com que o conteúdo dos tubos crivosos (FLUXO DE MASSA) atravesse as placas crivosas ocorrendo um movimento das zonas de maior pressão para as de menor pressão de turgescência (daí a seiva circular sob pressão, tal como se previu com a análise dos afídeos). 4 A sacarose sai do floema (por transporte ativo e passa para as células dos órgãos de reserva onde é convertida em amido ou glicose. A água também sai do floema e diminui a pressão de turgescência.
  • 59. Transporte nas plantas  Hipótese do fluxo de massa
  • 60. Transporte nas plantas  Hipótese do fluxo de massa