bg17 transporte nas plantas - seiva bruta transportada pelo xilema
TRANSCRIPT
Biologia 10º
O Transporte nas Plantas –Seiva Bruta
Como é que a planta obtém a água de que necessita?
Nuno Correia 09-102
Nuno Correia 09-103
Sais minerais no solo
Nuno Correia 09-104
Acidificação do solo
Importância das argilas no solo
Nuno Correia 09-105
As plantas fazem a absorção da 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 absorventes.
Nuno Correia 09-106
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.
Nuno Correia 09-107
Nuno Correia 09-108
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.
Nuno Correia 09-109
Nuno Correia 09-1010
Nuno Correia 09-1011
Como a água e os iões são transportados no Xilema?
Nuno Correia 09-1012
Que quantidade de água é transportada?
A que altura pode a água ser transportada?
Que quantidade é transportada?
Nuno Correia 09-1013
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?
Nuno Correia 09-1014
Sequóias com 110 metros de altura.
Nuno Correia 09-1015
Como ocorre o transporte de água no xilema?
Demonstração da subida de água no xilema
Nuno Correia 09-1016
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.
Nuno Correia 09-1017
Nuno Correia 09-1018
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?
Nuno Correia 09-1019
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?
Nuno Correia 09-1020
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
Nuno Correia 09-1021
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.
Nuno Correia 09-1022
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.
Nuno Correia 09-1023
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
Nuno Correia 09-1024
Esta experiência parece demonstrar que, no
processo 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?
Nuno Correia 09-1025
2ª Hipótese
Hipótese da pressão radicular
Nuno Correia 09-1026
A hipótese da pressão radicular baseia-se em duas observações que são a exsudação caulinar e a gutação.
Gutação
Nuno Correia 09-1027
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
Nuno Correia 09-1028
A exsudação caulinarcorresponde à saída contínua de seiva bruta através de um corte efectuado no caule de umaplanta.
Nuno Correia 09-1029
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.
Nuno Correia 09-1030
Nuno Correia 09-1031
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.
Nuno Correia 09-1032
A pressão criada ao nível do xilema, na raiz, provoca a subida da seiva bruta ao longo do xilema até às folhas.
Nuno Correia 09-1033
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?
Nuno Correia 09-1034
3 ª Hipótese
Experiência de Böhm
Nuno Correia 09-1035
Nuno Correia 09-1036
Questão
Nuno Correia 09-1037
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.
Nuno Correia 09-1038
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.
Nuno Correia 09-1039
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.
Nuno Correia 09-1040
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.
Nuno Correia 09-1041
O diagrama da figura representa um aparelho que pode ser usado para medir a taxa de transpiração nas plantas.
Nuno Correia 09-1042
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.
Nuno Correia 09-1043
Em que direcção deve movimentar-se a bolha de ar no fluido?
Tensão
Nuno Correia 09-1044
A perda de vapor de água pelas folhas gera indirectamente uma força – tensão – sobre a água no apoplasto das folhas.
Nuno Correia 09-1045
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
Nuno Correia 09-1046
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 .
Nuno Correia 09-1047
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
Nuno Correia 09-1048
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
Nuno Correia 09-1049
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
Nuno Correia 09-1050
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
Nuno Correia 09-1051
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
Nuno Correia 09-1052
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.
Nuno Correia 09-1053
Resumo
Nuno Correia 09-1054
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).
Nuno Correia 09-1055
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