Distribuição da Matéria O Transporte nas Plantas

Biologia e Geologia Ano I

CO2 + H2O -------------> C6H12O6 + H2O + O2

luz

clorofila

EQUAÇÃO GERAL DA FOTOSSÍNTESE:

O CO2 utilizado durante fotossíntese entra na planta através dos ESTOMAS (estruturas localizadas nas folhas das plantas e em alguns caules, através das quais se efectuam as trocas gasosas). Os estomas também controlam a quantidade de H2O que se evapora pelas folhas sob a forma de vapor, num processo denominado de TRANSPIRAÇÃO.

Onde se localizam os estomas nas plantas ?

Estrutura de um estoma:

Ostíolo

H2O

CO2

Estomas na face inferior das folhas de uma plantaO2 e H2O

CO2

Epiderme

Células guarda

Células da epiderme

A H2O e os sais Minerais utilizados na síntese de matéria orgânica, entram na planta por absorção, através da raiz, e necessitam ser transportados até às folhas, para garantir a síntese de compostos orgânicos que aí ocorre. Posteriormente, esses compostos orgânicos terão de ser distribuídos a todas as células da planta, de forma a serem utilizados.

Aparecimento de estruturas especializadas no transporte de substâncias.

• Nas espécies de plantas mais evoluídas (plantas vasculares), a distribuição de substâncias ocorre devido à existência de sistemas de transporte localizados nos diferentes órgãos das plantas (folhas, caules, raízes, etc.).

• Algumas plantas muito simples não possuem estruturas especializadas no transporte de substâncias.

PLANTAS VASCULARESPLANTAS AVASCULARES

Mas, como chega a matéria às células ?

Plantas avasculares – Briófitas.Plantas vasculares – Pteridófitas (fetos), Gimnospérmicas, Angiospérmicas.

ATRAVÉS DE UM SISTEMA DE VASOS CONDUTORES

XILEMA(tecido traqueano ou lenho)

O xilema e o floema são tecidos complexos, formados por diferentes tipos de células especializadas em funções específicas.

cerca de 99% da água absorvida pelas raízes éperdida sob a forma de vapor através das folhas. Porém, esta água, é substituída por outra, transportada, juntamente com sais minerais, através de um sistema contínuo de vasos especializados no transporte de água e de sais minerais, que se estende desde as raíz, passa pelos caules e chega atéás folhas, e que se denomina de Xilema.

tecidos condutores especializados no transporte de água e substâncias orgânicas (por exemplo: sacarose) resultantes da fotossíntese, e que se deslocam, essencialmente, das folhas para os outros órgãos das plantas.

O movimento de água e de solutos no interior da planta através destes tecidos condutores (xilema e floema) denomina-se de TRANSLOCAÇÃO.

Como se efectua o transporte nas plantas vasculares ?

FLOEMA(tecido crivoso ou líber)

Seiva Bruta Seiva Elaborada

O que é transportado no xilema e floema ?

• No Xilema é transportada seiva bruta ou seiva xilémica: Água + sais minerais.

• No Floema étransportada seiva elaborada ou seiva floémica: água + compostos orgânicos.

Translocação: corresponde movimento da água e solutos no interior da planta através dos tecidos condutores.

ACTIVIDADE PÁG. 105 DO MANUAL

O Xilema e o Floema são tecidos complexos, formados por diferentes tipos de células especializadas em funções específicas.

• As Células dos Tubos Crivosos• As Células de Companhia• As Fibras, de comprimento variável, têm função de suporte.• O Parênquima, que, tal como no xilema, éformado por células vivas, pouco diferenciadas. Desempenha funções de reserva.

•Os Elementos Condutores – células mortas por onde circulam a água e os sais minerais (seiva bruta)

• Tracoídes ou traqueídeos• Elementos de Vasos

•Fibras Lenhosas – são constituídas por células mortas cujas paredes estão espessadas por lenhina, e desempenham funções de suporte.• Parênquima Lenhoso – Tecido formado por células vivas, pouco diferenciadas, que desempenham funções, essencialmente, de reserva.

O Floema, também é constituído por 4 tipos de células:

Na maioria das plantas o xilema éconstituído por 4 tipos de células:

Tracoídes – células cilíndricas alongadas e de extremidades afiladas, que contactam entre si formando tubos que permitem a passagem de água e sais minerais.

Elementos de Vaso – são células vasculares de diâmetro superior aos tracoídes. Resultam de células mortas, que perderam as paredes celulares transversais e cujas paredes laterais apresentam espessamentos de lenhina (substância que lhe confere rigidez).

Estrutura do XilemaElementos condutores do xilema:

Tracoídes

Ele

men

tos

de v

aso

Tracoídes

Tracoídes

poros

As Células dos Tubos Crivosos – são células muito especializadas, ligadas entre si pelos topos e cujas paredes de contacto possuem uma série de orifícios, que se assemelham a um crivo – Placa crivosa (possuem microporos). As células dos tubos crivosos são células vivas, embora tenham perdido a maior parte dos organelos.

As Células de Companhia –situam-se junto das células dos tubos crivosos, com as quais mantêm numerosas ligações citoplasmáticas, ajudando-as assim no seu funcionamento. São células vivas, possuindo núcleo e os restantes organelos.

Estrutura do Floema:

Placacrivosa

Como estão dispostos os tecidos condutores (xilema e floema) nas Angiospérmicas ?

Monocotiledóneas Dicotiledóneas

- Possuem sementes com 1 só cotilédone- Raiz fasciculada- Folhas paralelinérvias- Exemplo: milho,…

- Possuem sementes com 2 ou mais cotilédones- Raiz aprumada- Folhas palminérvias- Exemplo: feijoeiro, ervilheira,…

Actividade pág. 113

CONCLUSÃO:

O xilema e o floema não são tecidos isolados, ocorrendo associados nos vários órgãos da planta, formando feixes condutores, que ocupam posições relativas diferentes nos vários órgãos da planta, como por exemplo, nas nervuras das folhas, nos caules e nas raízes, formando feixes com arranjos distintos.

O Transporte no XilemaA = Xilema, B = Floema.

Como é que a H2O e os sais minerais se movem desde o solo até aos vasos xilémicos existentes na raiz? E como é que a seiva bruta é depois distribuída pela planta?

A maior parte da água e iões/solutos necessários para as actividades da planta são absorvidos pelo sistema radicular. A eficiência da absorção da água a nível da raízdeve-se à existência de pêlos radiculares que aumentam a superfície de absorção.

Quais os mecanismos implicados na absorção de água e de solutos (Ca2+, K+, Na+, etc.), através da raíz?

Normalmente, o meio intracelular das células das raízes é hipertónico relativamente ao exterior, pelo que a água se move desde o solo até aos vasos xilémicos existentes no interior da raíz por OSMOSE.

Os iões minerais presentes no solo, quando em concentrações elevadas, entram nas células da raíz por difusão simples (transporte passivo). No entanto, é usual verificar-se uma elevada concentração destes iões no meio intracelular. Neste cado, os iões só entram para as células da raíz por transporte activo, com consequente gasto de energia.

O transporte activo destes iões através das células da periferia da raiz até ao xilema cria um gradiente osmótico, que faz com que a água tenda a passar por osmose até ao xilema. A água e os iões, uma vez chegados ao xilema, constituem a seiva bruta ou seiva xilémica. Uma vez no xilema, as substâncias dissolvidas na água são transportadas de forma passiva.

Hipótese da Pressão Radicular

Hipótese da Tensão-Coesão-Adesão

Ascensão da Seiva Xilémica

Que mecanismos estarão envolvidos no movimento ascendente de água e de solutos no xilema?

O fluxo de seiva xilémica para a parte superior da planta ébastante rápido e pode alcançar uma altura de mais de 100 metros.

Em algumas situações a ascensão de água no xilema pode ser explicada por uma pressão que se desenvolve ao nível das raízes (pressão radicular) , graças à ocorrência de forças osmóticas.

Hipótese da Pressão Radicular

Aumento da concentração de solutos nas células da raíz(células da raiz hipertónicas relativamente ao solo).

Entrada de água por osmose do solo para a raíz.

Acumulação de água nos tecidos conduz ao desenvolvimento de uma pressão radicular.

A pressão radicular força a água a subir no xilema.

Quando a pressão radicular é muito elevada faz com que a água ascenda até às folhas.

contínua acumulação de iões

nas células da raíz

Evidencias da Pressão Radicular

Quando a pressão radicular émuito elevada, a água éforçada a subir até às folhas, onde é libertada sob a forma líquida, num fenómenodesignado por gutação.

Gutação no morangueiro

O efeito da pressão radicular pode ser observado quando se efectuam podas tardias em certas plantas, verificando-se a saída de água pela zona dos cortes, num processo conhecido por exsudação. A resina e o latex, utilizados na industria, são exsudações.

Choro da videira (exsudação)

Gutação numa planta

Problemas da Hipótese da Pressão Radicular

• Os valores da pressão radicular medida em várias plantas não são suficientemente grandes para elevar a água até ao ponto mais alto de certas árvores, como as coníferas.

• A maioria das plantas não apresenta gutação nem exsudação.

• Existem determinadas coníferas que possuem uma pressão radicular nula.

Assim, a pressão radicular, não deve ser o principal factor explicativo da ascensão da seiva xilémica nas plantas…

Sequóia

Transpiração foliar

Absorção radicular

Hipótese da Tensão-Coesão-Adesão

Experiências efectuadas mostraram que as plantas absorvem grandes quantidades de água ao nível da raíz, mas também perdem muita água através da transpiração. Estes dois fenómenos parecem estar intimamente relacionados criando uma dinâmica que explica a ascensão de água nos vasos xilémicos. Esta constatação levou à formulação daHipótese da Tensão-adesão-Coesão.

Hipótese da Tensão-Coesão-Adesão

- Devido à polaridade que apresentam, as moléculas de água unem-se umas às outras por pontes de hidrogénio, devido a forças de COESÃO, o que vai facilitar sua ascensão em coluna no xilema (2); - As moléculas de água também estabelecem ligações com as paredes dos vasos xilémicos, por acção de forças de ADESÃO que vão facilitar, também, a ascensão da água em coluna (2);

- Ao nível das folhas, a perda de água por transpiração (1), cria um défice de água, o que origina uma pressão negativa - TENSÃO na parte superior da planta que se transmite até ao xilema, o que determina a absorção de água na raiz (3);

- Estas forças de tensão-coesão-adesão fazem com que se estabeleça uma coluna contínua de água no xilema, desde as raízes até às folhas. O movimento das moléculas de água que se perdem por transpiração o nível das folhas, faz mover toda a coluna de água no sentido ascendente.

Hipótese da Tensão-Coesão-Adesãoexplicada passo a passo

Células do mesófilo

Xilema

Estoma

Supõe-se que a tensão produzida pela transpiração é suficiente para provocar a ascensão da água até uma altura de 150m, em tubos com o diâmetro dos vasos xilémicos. Assim, o mecanismo de Tensão-Adesão-Coesão, é hoje em dia, considerado o processo dominante de translocação xilémica na maioria das plantas.

O Transporte no XilemaA = Xilema, B = Floema.

Transporte no floema

A ascensão xilémica garante o transporte de H2O e sais minerais (seiva bruta) até às folhas, para aí se produzirem substâncias orgânicas, através da fotossíntese. Mas, a fotossíntese não ocorre em todas as células da planta, pelo que as substâncias orgânicas produzidas nos órgãos fotossintéticos (seiva elaborada) são transportadas para as restantes células da planta (onde são utilizadas e/ou armazenadas).

A seiva floémica ou seiva elaborada, difere da seiva bruta, porque contém compostos orgânicos resultantes da fotossíntese, o que lhe confere uma certa viscosidade. A seiva floémica pode ainda conter algumas substâncias minerais e hormonas vegetais.

Em relação ao transporte da seiva elaborada, admite que:

1- Os glícidos produzidos nas folhas durante a fotossíntese são convertidos em sacarose antes de entrarem para o floema, para serem transportados aos locais onde são armazenados ou gastos (flores, frutos, sementes, caules, raízes,…)

2- A passagem da sacarose das células das folhas para as células de companhia do floema ocorre por transporte activo.

3- Seguidamente, a sacarose passa destas células para os elementos dos tubos crivosos, através das ligações citoplasmáticas.

4- O aumento de sacarose nas células dos tubos crivosos provoca a entrada de água, vinda do xilema, nestas células, que ficam túrgidas.

5- A pressão de turgescência obriga a solução de sacarose a deslocar-se através da placa crivosa para a célula seguinte do tubo e assim sucessivamente, em direcção a um local de consumo ou reserva.

6- No local de consumo a sacarose é removida, o que faz baixar a pressão de turgescência, e a água volta ao xilema.

O sentido do fluxo é determinado pelas concentrações relativas de sacarose que é produzida e utilizada, o que gera um gradiente de concentração decrescente, desde o local de produção (folhas) até ao local de consumo ou armazenamento.

HIPÓTESE DO FLUXO DE MASSA

Resumindo…