Baixe Modulo III - aula 35 - nutrição e o transporte da seiva - parte 01 e outras Notas de aula em PDF para Biologia, somente na Docsity! MÓDULO III – BOTÂNICA HUBERTT LIMA VERDE DOS SANTOS – huberttlima@gmail.com PROFº: HUBERTT GRÜN. Página 1 MÓDULO III - BOTÂNICA: NUTRIÇÃO E O TRANSPORTE DA SEIVA – PARTE 01 PROFº: HUBERTT LIMA VERDE – huberttgrun@hotmail.it Os organismos dotados de clorofila, como é o caso dos vegetais, são capazes de realizar fotossíntese. Por meio desse processo, as plantas transformam em matéria orgânica as substâncias minerais (inorgânicas) retiradas do ambiente. A partir das pteridófitas, encontramos um sistema de vasos que transportam seiva bruta — água e sais minerais — e seiva elaborada — substâncias orgânicas — através de toda a planta (figura 1). Figura 1: A seiva bruta (água e sais) é absorvida pela raiz e levada até as folhas pelos vasos lenhosos. Na folha são produzidas substâncias orgânicas (seiva elaborada); estas são distribuídas para as outras partes da planta. Neste capítulo vamos discutir a influência dos fatores ambientais na nutrição da planta e o sistema de transporte dos vegetais. Nutrição: A fotossíntese pode ser resumida: luz 6CO2+6H2O C6H12O6 + 6O2 clorofila Os carboidratos sintetizados na fotossíntese podem ser transformados em outros compostos orgânicos, com auxílio dos sais minerais absorvidos do solo, e usados no crescimento. Além disso, podem ser utilizados como fonte de energia para as células da planta. A influência da luz: Na ausência de luz, a planta realiza apenas respiração, consumindo oxigênio. À medida que o dia vai clareando, a fotossíntese se inicia, aumentando sua velocidade com a intensidade luminosa. A respiração do vegetal continua ocorrendo. Chega-se a um ponto em que todo o oxigênio que a planta utiliza na respiração está sendo consumido pela fotossíntese: é o ponto de compensação luminosa ou ponto de compensação fótico (figura 2). Daí em diante predomina a fotossíntese, e sua velocidade aumenta até o ponto de saturação luminososa. A partir desse ponto, outro fator qualquer, como a concentração de CO2, por exemplo, pode não estar em quantidade suficiente, impedindo que a velocidade da fotossíntese aumente (figura 2). Figura 2: A influência da luz na velocidade da fotossíntese. Para haver crescimento é necessário que a planta receba intensidades luminosas acima de seu ponto de compensação. Assim, a fotossíntese supera a respiração, levando a um excedente de substâncias orgânicas e ao conseqüente crescimento do vegetal. Algumas plantas estão adaptadas a ambientes bastante iluminados e precisam de muita luz para crescer: são as plantas de sol (heliófitas ou heliófilas). Outras conseguem viver com menores intensidades luminosas: chamam-se plantas de sombra (umbrófitas ou umbrófilas). Cada uma dessas plantas apresenta adaptações a tais situações. Aquelas que crescem à sombra possuem folhas mais finas, com menos células. Conseqüentemente, precisam de uma quantidade inferior de energia da respiração para se manter. Portanto, essas plantas necessitam de menos luz para ultrapassar o ponto de compensação e começar a crescer. Já as plantas de sol têm folhas mais grossas, com maior número de células. Neste caso, aumenta o consumo de energia da respiração para crescer e se manter — o que só é possível em ambientes bem iluminados. A vantagem é que elas podem produzir mais reservas nutritivas para o embrião, possibilitando uma grande quantidade de sementes (figura 2). A influência do gás carbônico e da temperatura: Se aumentarmos a concentração de gás carbônico, a velocidade da fotossíntese cresce até que a luz ou outros fatores (suprimento de água, por exemplo) passem a ser limitantes, isto é, passem a “frear” esse aumento (figura 3). Figura 3: A influência da concentração de gás carbônico e da temperatura sobre a fotossíntese. Já a temperatura acelera a fotossíntese até certo ponto, depois do qual começa a haver a desnaturação das enzimas, interrompendo-se a fotossíntese (figura 3). No entanto, a temperatura acelera apenas a síntese de glicídios, que ocorre na fase escura da fotossíntese. Uma vez que esta síntese depende da produção de hidrogênios e ATP na fase luminosa (utilizando a energia da luz), se houver pouca luz a temperatura terá pouca ou MÓDULO III – BOTÂNICA HUBERTT LIMA VERDE DOS SANTOS – huberttlima@gmail.com PROFº: HUBERTT GRÜN. Página 2 nenhuma influência na velocidade da fotossíntese: a fase escura fica bloqueada pela interrupção da fase luminosa (figura 3). Os nutrientes essenciais: Há elementos químicos indispensáveis para o desenvolvimento normal da planta: são os elementos essenciais ou nutrientes essenciais. Alguns — chamados macronutrientes — são necessários em quantidades relativamente altas: outros — os micronutrientes — são utilizados em: quantidades muito pequenas. Entre os macronutrientes encontramos o carbono, o hidrogênio, o oxigênio, o nitrogênio, o fósforo e o enxofre, que formam moléculas orgânicas; o magnésio é outro macronutriente, encontrado na clorofila. Existem ainda o cálcio e o potássio, que ativam as enzimas: o cálcio compõe a parede celular; o potássio é importante nos fenômenos osmóticos. Entre os micronutrientes há o ferro, o cloro, o cobre, o boro, o manganês, o zinco e o molibdênio. São ativadores enzimáticos e participam das moléculas transportadoras de elétrons na fotossíntese. Nutrição mixotrófica: Alguns seres vivos (como a euglena, um protista, e as plantas carnívoras) conseguem realizar os dois tipos de nutrição — a autotrófica e a heterotrófica. Por isso, diz - se que estes seres têm nutrição mixotrófica. Famosas pela capacidade de capturar e nutrir - se de pequenos animais, como insetos ou invertebrados microscópicos da água, as plantas carnívoras também realizam fotossíntese, pois possuem clorofila. Mas, se realizam fotossíntese, por que capturam animais para alimentar-se (figura 4)? A explicação é simples: as plantas carnívoras vivem em ambientes pobres em nitratos, ou seja, pobres em sais minerais que servem de fonte de nitrogênio para a fabricação de aminoácidos na fotossíntese. Os animais capturados constituem, portanto, uma fonte adicional de aminoácidos para a produção de proteínas. Figura 4: Três tipos de plantas carnívoras: a Dionaea (dionéia), que se fecha rapidamente quando um inseto pousa na folha; a Nepenthes (copo – de – macaco), com folhas modificadas formando um recipiente cheio de líquido onde o inseto cai; a drosera (drósea), de tentáculos com glândulas que secretam um líquido pegajoso. O transporte da seiva bruta: Nas plantas terrestres, os sais e a água são absorvidos do solo pelas raízes, formando a seiva bruta ou seiva inorgânica. Esta seiva é transportada pelos vasos lenhosos até as folhas, onde servirá de matéria - prima para a fotossíntese. Na folha, a água e o gás carbônico absorvidos do ar são transformados, pela fotossíntese, em matéria orgânica, formando a seiva elaborada ou seiva orgânica. Esta deverá ser distribuída para todo o corpo do vegetal, o que é feito através dos vasos liberianos. A absorção de água e sais minerais do solo ocorre principalmente na região dos pêlos absorventes e na região de alongamento. As células da epiderme, do córtex e da endoderme absorvem os sais por transporte ativo, à custa da energia da respiração, acumulando em seu interior uma concentração de íons muito maior que a do solo. Em conseqüência disso, estas células tornam - se hipertônicas em relação ao solo (sua pressão osmótica aumenta) e a água do solo entra na célula por osmose (figura 5). A figura 5 mostra os três tipos de transporte pela membrana das células. Na difusão, o soluto move – se da região onde está mais concentrado para a região onde há menor concentração. Na osmose, a água passa da solução menos concentrada (com menos soluto) para a mais concentrada (com mais soluto). No transporte ativo a substância move - se no sentido contrário ao da difusão, à custa de gasto de energia. A seiva bruta movimenta-se pelas células e em espaços intercelulares do córtex, na direção do interior da raiz, onde estão os vasos lenhosos (figura 6). Ao atingir a endoderme (região mais interna do córtex), as estrias de Caspary impedem a passagem da seiva pelos espaços intercelulares. Desse modo, ela passa obrigatoriamente pelo citoplasma das células endodérmicas, que fazem uma seleção — em quantidade e qualidade — dos íons absorvidos, dirigindo-os para a região mais central da raiz, onde estão os vasos lenhosos. O retorno da seiva pelos espaços intercelulares também fica bloqueado pelas estrias de Caspary. As células do parênquima próximas aos vasos lenhosos bombeiam os sais para o interior dos vasos lenhosos, levando inclusive água por osmose. A entrada da água junto com os sais gera uma pressão — a pressão de raiz (ou pressão positiva de raiz) —, que empurra a seiva para cima. Em plantas pequenas, o excesso de água empurrado pela pressão de raiz pode ser eliminado em pequenas gotas, através dos hidatódios, situados no ápice e nas margens das folhas. O fenômeno, chamado gutação, ocorre quando o solo está hidratado e o ar muito úmido, o que dificulta a perda de água por transpiração. A pressão de raiz, porém, é capaz de fazer subir a seiva apenas poucos metros de altura, não sendo forte o suficiente para levá - la até o topo das árvores altas. Além disso, muitos vegetais não desenvolvem uma significativa pressão de raiz. O principal fenômeno responsável pela subida da seiva é a transpiração: a perda de água torna as células hipertônicas; com isso, a água sai dos vasos lenhosos e entra nas células por osmose. Portanto, a coluna de água é “puxada” pelas folhas, ao invés de ser “empurrada” pela pressão da raiz. Forças de atração entre as moléculas de água e de adesão entre a água e a parede dos vasos impedem que a coluna se rompa. Esta é a teoria da transpiração-tensão-coesão ou teoria da tensão-coesão, também chamada de teoria de Dixon (botânico irlandês). Figura 6: O caminho da água e da seiva bruta até o xilema. Observe que as estrias de Caspary obrigam a seiva passar pelo citoplasma das células da endoderme. Questões para Revisão: 1. Qual a diferença entre a seiva bruta e a seiva elaborada? 2. Dê exemplo de dois macronutrientes e de dois micronutrientes. 3. Como a transpiração e a coesão ajudam na subida da seiva bruta? Gabarito: