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O movimento da água e dos solutos nas plantas
“Para cada grama de matéria orgânica produzida pela planta, cerca de 500g de água são absorvidos pelas raízes,
transportados e transpirados.”
SLC0622-Aula10Profa.AnaPaula
Princípios do movimento da Água
O movimento da água em qualquer sistema é governado por 3 processos:
• Difusão • Osmose
• Fluxo de massa;
Fluxo de Massa
É o movimento total da água (ou outros líquidos) que ocorre em resposta, mais comumente, a um gradiente de
pressão. É a energia potencial da água
(potencial hídrico = ψ)
A água se move > ψ para < ψ
Por convenção: ψ da água pura é zero
O acúmulo de solutos reduz o potencial hídrico
Vegetais são compostos principalmente de água...
Conteúdo de água:
Protoplasma: 85 a 90% Mitocôndria e cloroplasto: ~ 50% Frutos e folhas: 80 a 90% Raízes: 70 a 95% Sementes maduras: 5 a 15%
O movimento da água e dos solutos nas plantas
As plantas assimilam > quantidade de água
que os animais.
Mais de 90 % da água absorvida é perdida para o ar...
Transpiração
perda de vapor d’água por qualquer parte do organismo vegetal.
Transpiração
Mas, por que as plantas perdem tanta água?
A principal função da folha é a fotossíntese
Captação de Luz e CO2
• transpiração estomática: + 90% da água absorvida é perdida
• fechamento dos estômatos
evita a perda de vapor d’água da folha, Mas impede a entrada de CO2...
Disposição radial das fibrilas de celulose nas paredes das células-guarda
fechado aberto
Fibrilas de celulose Poro estomático Fibrilas de celulose Poro estomático
Fatores que afetam os movimentos estomáticos
Vários fatores ambientais afetam os movimentos… Umidade relativa (perda de água): o principal fator [CO2] intracelular: ↑[ CO2] → fechamento Intensidade e qualidade de luz : via de regra, fecham-se no
escuro Temperatura: 10 a 25º C – pouco efeito.
Maior que 30 a 35º C - fechamento dos estômatos temperatura gera ↑ respiração e ↑[ CO2] ↓ fechamento
Fatores que afetam a taxa de transpiração
Temperatura Elevação de cerca de 10 °C
↓ velocidade da evaporação da água duplica
Mas, a evaporação esfria a superfície da folha… T acima dos 30-35 oC levam ao fechamento dos estômatos Umidade A água difunde-se + lentamente para o ar saturado de vapor
d’água.
Mas o que a transpiração tem a ver com a condução de água?
A corrente de transpiração fornece:
água às folhas da planta,
distribui íons minerais para o caule ...
Transporte da água
Como a água se move da raiz às folhas, via xilema?
Pela lógica, há duas possibilidades…
1. empurrada ⇒ Pressão de raiz 2. puxada ⇒ O mecanismo de coesão-tensão
1. Pressão de raiz
Somente quando a transpiração é muito lenta ou ausente
as células da raiz podem secretar íons no xilema.
potencial de água do xilema diminui
Mais água penetra no xilema (osmose)
desenvolve-se uma pressão + (pressão de raiz) força a água e íons dissolvidos “para cima” no xilema.
Notequeestefenômenonãoestápresenteemtodasasplantasenão
seriasuficienteparaconduziracimaaáguaemárvoresaltas.
Gutação: um dos efeitos da pressão de raiz
A água exsuda através de poros especiais denominados
↓ hidatódios
2. O mecanismo de coesão-tensão
Três estágios distintos: 1. TRANSPIRAÇÃO, acompanhada pela evaporação da
superfície dos microcapilares gera tensão ou pressão negativa;
O mecanismo de coesão-tensão
2. SUBIDA capilar do filamento d’água,
resultado da força de coesão entre as
moléculas de água e adesão entre água/
parede celular.
3. FLUXO DE MASSA: uma coluna compacta de água se move devido a coesão
entre suas moléculas
Estômatos abertos: transpiração estomática diminuindo o
potencial hídrico nas células do mesófilo
No xilema: a força de coesão segura a coluna de água nos
microcapilares do xilema
Absorção de água do solo: menor potencial de água da raiz
drena a água do solo.
Translocação no floema
Transporte de assimilados:
10 a 25 % de matéria seca, Sendo 90% ou + açúcar (principalmente sacarose)
< 1 % de aminoácidos, proteínas, ác. orgânicos nitrogenados, hormônios endógenos, íons inorgânicos.
Velocidade 50 a 100 cm/h
Translocação no floema
Século XVII, Marcelo Malpighi
Estudos com afídeos…
Final da década de 1920-1930:
proposta do fluxo em massa por Ernest Münch
* Transporte ativo
dreno
fonte • carregamento da
sacarose diminui o potencial hídrico do
floema: água entra por osmose
mecanismo do fluxo por pressão:
“As substâncias assimiladas deslocam-se através dos tubos crivados, ao longo de
gradientes de concentração, entre as fontes assimiladoras até os locais de sua
utilização.”
É preciso ficar claro:
• A seiva no floema NÃO é transportada exclusiva-mente no sentido ascendente ou descendente;
• A translocação no floema NÃO é definida em relação à gravidade.
• A seiva é transportada das fontes (locais de
produção ou reservatórios) para os drenos (locais de metabolismo ou armazenamento).