Biologia 10º

O Transporte nas Plantas –Seiva Bruta

Como é que a planta obtém a água de que necessita?

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Sais minerais no solo

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Acidificação do solo

Importância das argilas no solo

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As plantas fazem a absorção da água e sais minerais necessários ao seu desenvolvimento através do seu sistema radicular, que por esse motivo épermeável (não apresenta cutícula), muito ramificado e cuja área é

aumentada através da presença de pêlos absorventes.

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A raiz é constituída por um conjunto de células que entre si se mantêm, geralmente, isotónicas; no entanto, em relação ao meio elas estão hipertónicas.

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Pressão osmótica

Corresponde à pressão que tende a

deslocar a água no sentido da maior

concentração de soluto.

Potencial de água

Corresponde à pressão hidrostática

necessária para parar o movimento de

água

Pressão de turgescência

Corresponde à pressão que o conteúdo

celular exerce sobre as paredes

celulares, quando a célula fica túrgida

após a entrada de água.

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Como a água e os iões são transportados no Xilema?

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Que quantidade de água é transportada?

A que altura pode a água ser transportada?

Que quantidade é transportada?

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Estima-se que uma única árvore adulta de bordo de 15 metrosde altura possua cerca de 177.000 folhas, com uma áreasuperficial foliar total de 675 m2 (em torno da metade da área de um campo de basquetebol).

Durante um dia de verão, essa árvore perde para a atmosfera 220 litros de água por hora, por evaporação das folhas.

Para evitar o murchamento, a cada hora o xilema precisa transportar 220 litros de água das raízes para as folhas.

A que altura pode ser transportada?

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Sequóias com 110 metros de altura.

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Como ocorre o transporte de água no xilema?

Demonstração da subida de água no xilema

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O uso do potássio, radioactivo (42K) veio confirmar que é o xilema a via utilizada pela água e sais minerais na subida da raiz até às folhas.

Deitou-se potássio radioactivo no solo e colocou-se papel parafinado entre o xilema e o floema, para impedir a circulação lateral do isótopo.

No quadro indicam-se as quantidades relativas do potássio radioactivo de cada um dos segmentos S.

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Qual a razão de haver 42K em SA e SB?

O movimento lateral é necessário para o movimento global de água e sais minerais? Justifica

Qual é a força responsável pela ascensão de água noxilema?

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1ª Hipótese – a água sobe por bombeamento feito porcélulas vivas.

2 ª Hipótese - A pressão radicular é a causa da subida da água.

3ª Hipótese - O mecanismo de tensão-coesão-adesão é oprincipal responsável pelo transporte da seiva bruta?

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Como ascende a água nas plantas?

As primeiras tentativas para explicar a ascensão da seiva no xilema baseavam-se nahipótese de existirem células vivas no caule que seriam responsáveis por empurrara seiva até às folhas.

No entanto, os relatos, publicados em 1893, das experiências realizadas pelo botânicoalemão Eduard Strasburger, vieram refutar tal hipótese.

Strasburger realizou os seus estudos em árvores com cerca de 20 metros de altura, àsqcais serrou os caules, junto à raiz, tendo mergulhado as extremidades cortadasem recipientes contendo soluções venenosas de ácido pícrico.

A morte da planta no sentido basal-apical (no sentido caule - folhas) levou Strasburgera concluir que as soluções venenosas subiram ao longo dos caules. Quando assoluções alcançaram as folhas estas também morreram, tendo constatado que a partir desse momento parou o transporte das soluções, uma vez que o nível de líquido nos baldes estabilizara.

Pg132

1ª Hipótese

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Enuncie as 3 possíveis conclusões a que chegou Strasburger ao efectuar esta experiência.

A água ascendia na planta mesmo na ausência de raízes;

a ascensão ocorre no sentido basal-apical;

as folhas são as responsáveis pela subida de água.

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Comente a afirmação: "As raízes não são as principais responsáveis pela ascensão da seiva bruta."

Como na ausência de raízes continua a ascensão de água, elas não serão as principais responsáveis pela sua ascensão.

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Se colocar cravos brancos com caules de 20 cm em copos contendo água e em copos contendo água corada (corante alimentar vermelho ou azul), queresultado esperará obter ao fim de 30 minutos?

O cravo do copo com água apresentará coloração branca enquanto que os outros cravos apresentarão cor azul ouvermelha, uma vez que a água ascende naplanta,arrastando consigo o corante, conferindo cor àspétalas brancas dos cravos.

Conclusão das experiências de Stasburger

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Esta experiência parece demonstrar que, noprocesso de subida da água pelo xilema, deve estar envolvido qualquer mecanismo independente da actuação das células vivas.

A pressão radicular é a causa da subida de água?

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2ª Hipótese

Hipótese da pressão radicular

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A hipótese da pressão radicular baseia-se em duas observações que são a exsudação caulinar e a gutação.

Gutação

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A gutação corresponde àformação de pequenas gotas de água nas margens das folhas, que resultam da saída de água através dos hidátodos ou estomas aquíferos.

Exsudação

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A exsudação caulinarcorresponde à saída contínua de seiva bruta através de um corte efectuado no caule de umaplanta.

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A existência destes dois fenómenos baseia-se na existência de umapressão ao nível da raiz que"empurra" continuamente uma coluna de seiva bruta desde a raizaté às folhas.

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o Coeia 09131

A pressão radicular, força que impele a água desde aepiderme até ao xilema, deve-se à constante entrada deágua por osmose e de substâncias minerais portransporte activo para a epiderme e desta até ao xilema, devido ao gradiente osmótico que é originado por esta absorção.

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A pressão criada ao nível do xilema, na raiz, provoca a subida da seiva bruta ao longo do xilema até às folhas.

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A pressão radicular medida em várias plantas não é suficientemente grande para elevar a água até ao pontomais alto de uma grande árvore.

A maioria das plantas não apresenta gutação nem exsudação.

As plantas das zonas temperadas não apresentam exsudação nos planos de corte, efectuando até, porvezes, absorção de água.

Existem determinadas Coníferas (Gimnospérmicas) quepossuem uma pressão radicular nula.

Esta teoria apresenta, no entanto, alguns aspectos que não consegue explicar:

O mecanismo de tensão-coesão-adesão é o principal responsável pelo transporte da seiva bruta?

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3 ª Hipótese

Experiência de Böhm

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Questão

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O que vai acontecer à medida que a água evapora?

O seguinte gráfico é relativo às taxas de absorção e de transpiração de uma planta durante 24 horas.

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Quais as estruturas foliares por onde ocorre principalmente a transpiração?

O seguinte gráfico é relativo às taxas de absorção e de transpiração de uma planta durante 24 horas.

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Refira duas características da epiderme da folha que restringem a perda de água.

O seguinte gráfico é relativo às taxas de absorção e de transpiração de uma planta durante 24 horas.

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Cite dois factores ambientais que têm influência na transpiração.

O diagrama da figura representa um aparelho que pode ser usado para medir a taxa de transpiração nas plantas.

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O diagrama da figura representa um aparelho que pode ser usado para medir a taxa de transpiração nas plantas.

42

Como é que se determina a ascensão da água no dispositivo experimental ?

O diagrama da figura representa um aparelho que pode ser usado para medir a taxa de transpiração nas plantas.

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Em que direcção deve movimentar-se a bolha de ar no fluido?

Tensão

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A perda de vapor de água pelas folhas gera indirectamente uma força – tensão – sobre a água no apoplasto das folhas.

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Há resultados experimentais indicativos de que o movimento da água no xilema tem início na partesuperior da planta propagando-se para a parte inferior.

B – partes inferiores do caule

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Verifica-se que no xilema, e em resultado da perda de água pelas folhas, ocorre uma pressão negativa, a que se dá o nome de tensão da água. Essa pressão negativa seráresponsável por pequenas alterações de adelgaçamentono diâmetro do tronco das árvores .

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Quando pela manhã se inicia a transpiração, adelgaçaprimeiro a parte superior do caule e depois a parte'inferior. Mais tarde, durante o dia, à medida que baixa aintensidade da transpiração, engrossa primeiro á parte superior do tronco e a seguir a inferior.

Resumo do processo

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A perda de água nas folhas provoca um défice de água, o que origina uma tensão.

Processa-se então um mecanismo inverso ao que acontece na raiz aquando daabsorção.

A saída de água das células das folhas tornou-as hipertónicas em relação às próximas células parenquimatosas clorofilinas, até que se atinge o xilema que estáhipotónico em relação às células do mesófilo.

Devido à menor pressão osmótica do xilema relativamente às células clorofilinas, aágua movimenta-se do xilema para estas células, criando-se um défice de água no xilema (tensão).

Conclusão

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A subida de água no xilema é hoje explicada como uma consequência do fenómeno da transpiração.

O processo inicia-se nas folhas e teoricamente não pode serinterrompido mesmo por qualquer bolha de ar, que faria quebrar a coluna de água e anular a força de coesão entre asmoléculas.

Questão para resolver

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Nas árvores que se desenvolvem em áreas de clima frio, porém, a água dascélulas do xilema congela-se durante o inverno. Como o ar é praticamente insolúvel em gelo, o congelamento faz com que se formem bolhas emtodos os traqueídeos e vasosdas árvores. Como sobrevivem essas árvores?

Coesão

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As moléculas de água unem-se por pontes de hidrogénio umas às outras, devido à sua polaridade, pelo que estacoesão vai facilitar a sua ascensão em coluna.

Adesão

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As moléculas de água, além de se ligarem entre si, também estabelecem ligações com as paredes dos vasos xilémicos, indo esta adesão facilitar a ascensão da coluna de água.

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Resumo

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A água ascende sob a forma de uma coluna contínua a que se chama

corrente de transpiração.

A ascensão da água cria um défice de água no xilema da raiz, o que leva à

absorção de água através da epiderme radicular.

Logicamente que, quanto maior ou mais rapidamente ocorrer a

transpiração, mais rapidamente se verifica a translocação xilémica e a

absorção radicular.

A coluna de água tem de se manter coesa para que exista a sua

movimentação e caso surjam bolhas de ar o transporte é interrompido .

Neste caso, vai ocorrer um transporte lateral, movimentando-se a coluna

de água de um elemento de vaso para um outro colocado

transversalmente, através das pontuações (locais permeáveis, colocados

lateralmente nos elementos de vaso).

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O conceito de que a água é puxada para cima através do xilema não explica, naturalmente, uma questão muito importante relativa à ascenção de seiva em árvores altas: como chegou a água aos topos dessasárvores pela primeira vez?

A hipótese da coesão da água simplesmente tentaexplicar como o sistema de transporte de água é mantido no interior da planta viva. Mas nada diz sobre a relação entre o crescimento de uma árvore e o mecanismo de movimento da água.

Notas finais