Relatório - Osmose em Pimentão

Relatório - Osmose em Pimentão

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  1. INTRODUÇÃO

A movimentação de água no sistema solo-planta-atmosfera assume vital importância para as plantas. A expansão celular e, conseqüentemente, o crescimento das plantas, tem como força motriz a pressão hidráulica resultante da entrada de água, por osmose, na célula e é essa força motriz também responsável pela abertura estomática e diversos movimentos em plantas (FISIOLOGIA VEGETAL, 2000)

O movimento da água, tanto nos organismos vivos quanto no mundo sem vida, é governado por três processos básicos: o fluxo de massa, a difusão e a osmose. No fluxo de massa, as moléculas de água (ou algum outro liquido) movem-se todas juntas de um local para outro, devido a diferenças na energia potencial. Energia potencial é a energia armazenada que um objeto possui devido à sua posição. A energia potencial da água é usualmente referida como potencial hídrico. As substâncias que estão se movendo de uma região de maior concentração para uma de menor concentração, movem-se para baixo ou a favor de um gradiente de concentração. O gradiente de concentração é a diferença de concentração de uma substancia por unidade de distancia. A difusão é um fenômeno que ocorre apenas a favor de um gradiente de concentração (RAVEN, 2007).

Representado pelo símbolo Ψ, o potencial hídrico da água é a medida da capacidade da água de se movimentar ou realizar trabalho. Os componentes do potencial hídrico são:

- potencial de pressão: permite a determinação direta do Ψ em folhas destacadas.

- potencial gravitacional: ou potencial volumétrico, é uma variante do método e consiste na determinação do Ψ por meio de mudanças na massa, no volume ou no comprimento de tecidos maciços ou volumosos.

- potencial matricial: resulta da interação entre a água e uma matriz.

- potencial osmótico: refere-se ao nível de energia da água nesta solução, o potencial osmótico é inversamente proporcional à concentração de solutos na solução, ou seja, quanto maior a concentração de solutos menor o potencial osmótico (FISIOLOGIA VEGETAL, 2000).

Diz-se que uma membrana é seletivamente permeável quando permite a passagem de algumas substâncias, ao mesmo tempo em que bloqueia a passagem de outras. O movimento das moléculas de água através de uma membrana como essa é conhecido como osmose. A osmose envolve um saldo de fluxo de água de uma solução que possui um maior potencial hídrico para uma solução que tem potencial hídrico mais baixo. Na ausência de outros fatores que influenciam o potencial hídrico (como a pressão), o movimento da água por osmose se dá a partir da região de menor concentração do soluto (e, conseqüentemente, maior concentração de água) para a região de maior concentração de soluto (e menor concentração de água) (RAVEN, 2007).

A osmose resulta no desenvolvimento de pressão, à medida que as moléculas de água continuam a se difundir através da membrana, para uma região de menor concentração (RAVEN, 2007).

As células vegetais tendem a concentrar soluções salinas relativamente altas dentro dos seus vacúolos e podem também acumular açucares, ácidos orgânicos e aminoácidos. Como resultado, as células vegetais absorvem água por osmose e aumentam a sua pressão hidrostática interna. Essa pressão contra a parede celular mantém a célula túrgida ou rígida. Essa pressão, chamada de pressão de turgor, é a pressão que se desenvolve numa célula vegetal como resultado da osmose e/ou embebição. Igual em intensidade e oposta à pressão de turgor, a qualquer momento, existe a pressão mecânica da parede celular, direcionada para dentro e denominada pressão da parede (RAVEN, 2007).

O turgor (ou turgescência) é mantido na maioria das células vegetais, porque elas geralmente vivem em um meio com um potencial hídrico relativamente elevado. No entanto, se uma célula vegetal túrgida for colocada numa solução com um potencial hídrico relativamente baixo (por exemplo uma solução de açúcar ou sal), a água irá sair da célula por osmose. Como resultado, o vacúolo e o restante do protoplasto irão retrair-se, fazendo com que a membrana plasmática se afaste da parede celular. Esse fenômeno é conhecido como plasmólise. Esse processo pode ser revertido se a célula for transferida para a água pura (RAVEN, 2007).

O presente trabalho teve como objetivo observar a ocorrência do fenômeno de osmose em tiras de pimentão, frente à água deionizada e soluções de diferentes concentrações e com isso, poder também diferenciar os processos de turgescência e plasmólise.

  1. MATERIAL E MÉTODOS

A pesquisa foi conduzida no Laboratório de Morfologia Vegetal do Centro de Ciências Biológicas e da Saúde da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUC-PR), Curitiba, PR.

Para realização do experimento, foi utilizado um pimentão verde (espécie Capsicum annum) do qual foram cortadas com o auxílio de uma lâmina, doze tiras com 0,5 cm de largura e 5 cm de comprimento. As tiras de pimentão foram cortadas das partes mais retas possíveis do pimentão para melhor visualização dos resultados do experimento.

Para iniciar o experimento, alguns alunos da turma A preparam quantidades suficientes das três soluções a serem utilizadas por todas as equipes.

Em seguida, em quatro placas de Petri de 9 cm de diâmetro, foram distribuídas três tiras de pimentão (com a parte interna voltada para baixo) para cada placa. Em cada placa foi adicionado com o auxílio de uma pipeta e pêra, 30 mL das seguintes soluções:

- Placa 1: solução 1M de sacarose;

- Placa 2: solução 0,5M de sacarose;

- Placa 3: solução 0,25M de sacarose;

- Placa 4: água deionizada.

Após isso, as placas foram fotografadas, e depois levadas para a câmara de germinação (Mod. 347 CDG) à 25ºC durante 24 horas.

  1. RESULTADOS

Após 24 horas em tratamento, as placas foram retiradas da câmara de germinação, fotografadas e seus resultados foram analisados.

As tiras de pimentão colocadas em contato com a solução de sacarose 1M apresentaram uma deformação significativa, curvando-se para o lado interno do pimentão como pode-se ver na figura 1:

As tiras de pimentão colocadas em contato com a solução de sacarose 0,5M apresentaram uma pequena deformação, curvando-se para o lado interno do pimentão, porém, foi uma curvatura menor do que as tiras de pimentão colocadas em contato com a solução de sacarose 1M, como pode-se ver na figura 2:

As tiras de pimentão colocadas em contato com a solução de sacarose 0,25M não apresentaram diferenças significativas, permanecendo praticamente inalteradas como pode-se ver na figura 3:

As tiras de pimentão colocadas em contato com a água deionizada, sofreram uma deformação acentuada para o lado externo do pimentão (casca), como pode-se ver na figura 4:

  1. DISCUSSÕES

Segundo os estudos feitos por EI-Aquar (2003), a taxa de entrada/saída de água e de entrada/saída de solutos durante a osmose sofre a influência dos seguintes fatores: característica do tecido vegetal, geometria do material, tipo de agente osmótico, concentração da solução, proporção vegetal/solução, temperatura, tempo de imersão, pressão do sistema e agitação.

Lima e Bruno (2007) citam que durante a osmose, a estrutura complexa da parede celular dos alimentos age como uma membrana semipermeável, a qual não é completamente seletiva, resultando em dois fluxos de transferência de massa em contra-corrente: difusão de água do alimento para a solução e difusão do soluto da solução para o alimento. Portanto, a perda de água é acompanhada por uma incorporação de sólidos no alimento, como conseqüência da trocas difusionais que ocorrem durante o processo. Ou seja, ocorrem dois fluxos principais simultâneos: saída de água do alimento para a solução hipertônica e saída de soluto da solução para o alimento.

Analisando as figuras 1 e 2, observamos que quando a pressão interior é menor do que a exterior (soluções de sacarose 0,5M e 1M), a água passa de dentro das tiras de pimentão, para o exterior, ou seja para as soluções de sacarose à 0,5M e 1M, diminuindo o volume e deformando as tiras de pimentão curvando-as para o lado interno. Este fato deve-se à dificuldade de difusão da sacarose através da parede celular em virtude do seu alto peso molecular, ao contrário das moléculas de água, que tem sua difusão favorecida.

Se tratando da figura 3 (solução de sacarose 0,25M), podemos concluir que houve um equilíbrio nas pressões hidrostáticas em ambos os lados da membrana do pimentão, não existindo a passagem da água do exterior para o interior nem o contrário, o mesmo aplica-se para os solutos, assim as tiras de pimentão mantiveram as suas características essenciais.

O que podemos observar na Figura 4 é que, conforme a água entra na célula vegetal, a membrana do pimentão sofre deformação e começa a exercer uma força contrária à entrada de água na célula vegetal (contra a parede celular). Essa força de resistência à entrada de água na célula vegetal é a denominada turgescência. Ou seja, se uma célula vegetal for colocada numa solução com um potencial hídrico relativamente elevado, o protoplasto irá se expandir, a membrana plasmática estirar-se e exercer uma pressão contra a parede celular. Contudo, a célula vegetal não se rompe, porque ela é contida pela parede celular que é relativamente rígida.

  1. CONCLUSÃO

Com a análise deste experimento, podemos concluir que a presença de soluto diminui o potencial hídrico, criando um gradiente de potencial hídrico a favor do qual haverá a movimentação da água.

As variações no volume e aspecto das tiras de pimentão ocorreram devido à existência de uma pressão osmótica (diferença entre pressões hidrostáticas em ambos os lados da membrana). Quando a pressão exterior é menor do que a pressão interior (ex: placa contendo água deionizada), a água passa para dentro das tiras de pimentão, aumentando o seu volume, ao contrário dos solutos que passam para a água. Esse fato ocorre porque os solutos deslocam-se das zonas hipertônicas (maior pressão) para as zonas hipotônicas (menor pressão).

  1. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

EI-AQUAR, A. A.; MURR, F. E. X. Estudo e modelagem de cinética de desidratação osmótica do mamão formosa (Carica papaya L.). Revista Ciência e Tecnologia de Alimentos. v.23, n.1, 17 p. Campinas, 2003.

FISIOLOGIA VEGETAL [homepage]. Autor desconhecido. [Atualizado em 2000; acessado em 29 de agosto de 2010]. [1 tela]. Disponível em: http://fisiologiavegetal.homestead.com/files/Solo_PLanta_Atmosfera.htm.

LIMA, J.R.; BRUNO, L. M. Qualidade no armazenamento de manga processada por desidratação osmótica seguida de fritura. Rev. Ciênc. Agron., Fortaleza, v.38, n.3, p.247-250, Jul.-Set., 2007.

RAVEN, Peter H.; EVERT, Ray Franklin; EICHHORN, Susan E. Biologia vegetal.7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007

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