FICHA INFORMATIVA Nº 1 Biologia e Geologia Módulo 3 O transporte nas plantas

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1 FICHA INFORMATIVA Nº 1 Biologia e Geologia Módulo 3 O transporte nas plantas As plantas, através da fotossíntese, conseguem sintetizar os compostos orgânicos de que necessitam nas folhas. Para tal, precisam que a água e os sais minerais sejam transportados do solo até às folhas e que os compostos produzidos neste processo sejam transportados das folhas para os restantes tecidos da planta. Algumas plantas aquáticas, musgos e plantas de pequenas dimensões, que vivem em locais húmidos, não necessitam de sistemas de transporte, uma vez que quase todas as células realizam a fotossíntese, e como estão em contacto com o meio aquoso, obtêm a água e trocam facilmente os gases. As células que não são fotossintetizantes ou que não estão em contacto direto com a água, recorrem à difusão ou à osmose. Estas plantas denominam-se avasculares. A maioria das plantas terrestres, vasculares, possui tecidos especializados na condução e distribuição de substâncias: Xilema: tecido que conduz a seiva bruta (água e sais minerais); é um tecido complexo constituído por células essencialmente mortas. Floema: tecido que conduz a seiva elaborada (água e matéria orgânica sintetizada durante a fotossíntese); é um tecido complexo constituído por células essencialmente vivas. As trocas gasosas são efetuadas através de estruturas localizadas na epiderme das folhas e dos caules, os estomas. Estes, são constituídos por duas células em forma de rim, as células guarda, que delimitam uma abertura central, o ostíolo. Pelos estomas ocorrem as trocas gasosas indispensáveis à realização da fotossíntese e a evaporação de grandes quantidades de água por transpiração. Absorção de água e de solutos pela raiz A eficiência da captação de água pela raiz é devida à existência de pêlos radiculares (extensões das células epidérmicas) que aumentam a área da raiz em contacto com o solo. Dentro das células da raiz, a concentração de soluto é maior que no exterior, por isso, a água tende a entrar por osmose, até aos vasos xilémicos. Os iões minerais que estão presentes na solução do solo em concentração elevada entram nas células da raiz por difusão simples, através das membranas das células. A solução do solo é muito diluída e as raízes podem acumular iões minerais em concentrações superiores às do solo. O movimento destes iões, contra o gradiente de concentração, requer gasto de energia, entrando nas células por transporte ativo. O movimento da água e dos sais minerais ao longo da raiz pode ocorrer através de dois trajetos distintos: via apoplástica, através das paredes de celulose e espaços intercelulares e via simplástica, através das membranas celulares e dos respectivos citoplasmas. A via simplástica por ser intracelular é relativamente mais lenta mas permite uma absorção seletiva dos solutos. O transporte apoplástico é feito em contínuo ao longo das paredes celulares e espaços extracelulares (Figura 1). BG10 Módulo 3 Página 1 de 6

2 Figura 1 Movimento de água e sais ao longo da raiz. Transporte no xilema Existem duas teorias que permitem explicar o transporte da seiva bruta ao longo do xilema: a teoria da pressão radicular e a teoria da tensão-coesão-adesão. Teoria da pressão radicular - A entrada de iões, por difusão simples e transporte ativo, a partir da solução do solo para as células da raiz, conduz a um aumento da pressão osmótica; - O aumento da pressão osmótica leva à entrada de água na raiz por osmose; - As diferenças de pressão osmótica entre células adjacentes fazem movimentar a água e sais minerais, célula a célula, desde a zona cortical até à zona medular da raiz, onde se encontra o xilema; - A acumulação de água nos tecidos provoca uma pressão na raiz (pressão radicular) que força a água a subir ao longo do xilema. Teoria da tensão-coesão-adesão - A perda de água por transpiração, ao nível das folhas, faz deslocar a água das células adjacentes e cria uma força de tensão que se transmite até ao xilema e a partir deste às células da raiz e à solução do solo; - A coesão entre as moléculas de água, devido à sua ligação por pontes de hidrogénio, leva a que se forme uma coluna contínua; - A adesão das moléculas de água às paredes do xilema facilita a ascensão em coluna. BG10 Módulo 3 Página 2 de 6

3 Figura 2 Esquema representativo da subida de seiva bruta ao longo do xilema segundo a teoria da tensão coesão adesão. Transporte no floema As substâncias produzidas nos órgãos fotossintéticos são transportadas através dos tecidos condutores do floema. A seiva elaborada é constituída por açúcar, que na maior parte dos casos é a sacarose. Hipótese do fluxo de massa ou fluxo de pressão - Os compostos orgânicos entram por transporte ativo para as células do floema (tubos crivosos) num local onde há produção de matéria orgânica (por exemplo, as folhas); - O aumento da pressão osmótica nas células do floema leva à entrada de água por osmose; - A pressão de turgescência nas células desencadeia um fluxo de massa (água e solutos), de célula para célula, ao longo das células condutoras do floema; - Nos locais de utilização (como a raiz ou os frutos), os açúcares são retirados do floema por transporte ativo, o que mantêm o gradiente de concentrações e determina a continuação do fluxo. BG10 Módulo 3 Página 3 de 6

4 Figura 3 Esquema representativo do movimento de seiva elaborada ao longo do floema, segundo a hipótese do fluxo de massa. As imagens utilizadas na elaboração destes resumos sobre transporte nas plantas foram retiradas da Revista de Ciência Elementar, Volume 2 Ano 2014 BG10 Módulo 3 Página 4 de 6

5 Exercícios 1. Atualmente discutem-se vários mecanismos explicativos da translocação de substâncias nas plantas. A cada uma das letras (A, B, C e D), que assinalam as afirmações relativas à translocação de substâncias, faça corresponder o número (I, II ou III) da chave que identifica a teoria ou a hipótese correspondente. Afirmações: A Pode ser constatada através da observação do fenómeno de gutação. B As propriedades físicas das moléculas de água contribuem para a manutenção de uma corrente de transpiração contínua. C A variação da temperatura do ar afecta diretamente a taxa de translocação da seiva. D A translocação é desencadeada pelo gradiente de concentração de solutos, existente entre um órgão produtor e um órgão consumidor, gerado à custa de energia metabólica. Chave: I Hipótese do fluxo de massa II Teoria da pressão radicular III Teoria da tensão-coesão-adesão 2. Identifique a teoria em que o movimento da seiva bruta é explicado exclusivamente pela acumulação contínua e ativa de iões pelas raízes das plantas. 3. As afirmações seguintes referem-se à translocação de seiva no floema. Coloque por ordem as letras que as representam, de modo a reconstituir a sequência temporal dos acontecimentos. A A água desloca-se por osmose para as células com elevado potencial de soluto. B Aumenta a pressão osmótica nas células dos tubos crivosos. C A seiva é forçada a deslocar-se ao longo dos vasos floémicos. D A sacarose entra no floema a partir das células adjacentes. E Aumenta a pressão hídrica no interior dos tubos crivosos. 4. Numa situação experimental, verificou-se, numa árvore, a translocação da seiva xilémica das raízes para as folhas e da seiva floémica em sentido contrário. Uma secção do tronco desta árvore foi aquecida a 100 ºC, tendo-se constatado que a translocação da seiva floémica foi interrompida, enquanto a translocação da seiva xilémica não foi afetada. Explique por que razão o aquecimento da secção mencionada interferiu na translocação da seiva floémica, não interferindo, no entanto, na translocação da seiva xilémica. BG10 Módulo 3 Página 5 de 6

6 5. Numa planta, o movimento ascendente da seiva elaborada ocorre quando (A) as reservas são armazenadas ao nível da raiz. (B) há frutos localizados acima dos órgãos fotossintéticos. (C) se verifica uma taxa de transpiração muito elevada. (D) a absorção radicular supera a transpiração foliar. 6. Para que ocorra a absorção de água numa planta, as células da zona cortical da raiz (A) mantêm a pressão osmótica mais baixa do que a da solução do solo. (B) promovem a entrada de água na planta por difusão facilitada. (C) promovem o transporte de água do meio hipertónico para o meio hipotónico. (D) mantêm o gradiente de solutos gerado por transporte ativo. 7. A translocação através do floema (A) é determinada segundo o sentido imposto pela força da gravidade. (B) inicia-se em órgãos com actividade fotossintética e em órgãos de reserva. (C) é desencadeada por fenómenos físicos independentes do metabolismo celular. (D) manifesta-se, nalgumas plantas, através do fenómeno de gutação. BG10 Módulo 3 Página 6 de 6