Margarida Barbosa Teixeira

O TRANSPORTE NAS PLANTAS

Necessidade do sistema de transporte2

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

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Evolução das plantas A maior parte das plantas possui sistema de transporte

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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

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Translocação Movimento de solutos orgânicos e de solutos inorgânicos no interior das plantas através de tecidos condutores (xilema e floema).

Xilema, lenho ou tecido traqueano6

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 traqueano7

Floema, líber ou tecido crivoso8

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 condutores9

Entrada de água e solutos minerais para a raíz

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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

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Através de um transporte célula a célula, a água e os solutos atingirão os tecidos vasculares.

Entrada de água e solutos minerais para a raíz

Como ascende a água na planta?13

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-adesãohipótese da tensão-coesão-adesão(as folhas “sugam” ou “aspiram” a seiva bruta contida no xilema).

•A hipótese da pressão radicularhipótese da pressão radicular (a raíz “pressiona” ou “empurra” a seiva bruta para cima).

Transporte no XilemaHipótese da pressão radicular

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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.

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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 XilemaHipótese da pressão radicular

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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 XilemaHipótese da pressão radicular

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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 XilemaHipótese da pressão radicular

Transporte no xilemaHipótese da tensão-coesão-adesão

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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.

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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 xilemaHipótese da tensão-coesão-adesão

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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 xilemaHipótese da tensão-coesão-adesão

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A ascensão de água no caule cria um défice de água no xilema da raiz, fazendo com que:oa água passe das células da raiz para o xilema da raiz,oas células da raiz fiquem hipertónicas (reduzido potencial hídrico), relativamente à solução do solo,oocorra 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 xilemaHipótese da tensão-coesão-adesão

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A 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 coesãocoesão.

As moléculas de água têm ainda a capacidade de aderir a outras substâncias constituintes das paredes do xilema – adesãoadesão.

Transporte no xilemaHipótese da tensão-coesão-adesão

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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.

Transporte no xilemaHipótese da tensão-coesão-adesão

Controlo da transpiraçãoMecanismo de abertura e fecho dos estomas

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As plantas possuem estruturas – estomas – que permitem o controlo da transpiração e da quantidade de gases absorvidos e libertados (trocas gasosas).

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Controlo da transpiraçãoMecanismo de abertura e fecho dos estomas

Quando as células-guarda estão turgidas, 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 estoma fecha.

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Controlo da transpiraçãoMecanismo de abertura e fecho dos estomas

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Controlo da transpiraçãoMecanismo de abertura e fecho dos estomas

A enzima fosforilase:

o 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

o 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

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Controlo da transpiraçãoMecanismo 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.

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Transporte no FloemaHipótese 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)

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Transporte no FloemaHipótese 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);

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Transporte no FloemaHipótese 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.

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Transporte no FloemaHipótese 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.

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Transporte no FloemaHipótese 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.

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Transporte nas plantas - Síntese