FISIOLOGIA VEGETAL ROTA APOBLÁSTICA

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA 
DEPARTAMENTO DE AGROECOLOGIA E AGROPECUÁRIA 
CURSO: BACHARELADO EM AGROECOLOGIA 
 
 
 
ANA PAULA FREIRE DA SILVA 
JOANA SANTOS DA SILVA 
LAURA ADELINO OLIVEIRA 
RANYCELLY PEREIRA 
 
 
 
 
A Rota Apoplástica na Absorção de Água e Nutrientes pelas Plantas: Uma 
Análise Detalhada. 
 
 
 
 
 
Seminário 
 
 
 
 
 
LAGOA SECA – PB 
2023 
ANA PAULA FREIRE DA SILVA 
JOANA SANTOS DA SILVA 
LAURA ADELINO OLIVEIRA 
RANYCELLY PEREIRA 
 
 
 
 
 
 
Seminário: A Rota Apoplástica na Absorção de Água e Nutrientes pelas Plantas: 
Uma Análise Detalhada 
 
 
 
 
 
Atividade apresentada ao curso de 
Agroecologia, como parte dos requisitos 
necessários à obtenção da primeira nota da 
disciplina de Fisiologia Vegetal. 
 
 
 Professora: JÉSSICA KARINA DA SILVA PACHÚ 
 Disciplina: FISIOLOGIA VEGETAL. 
 
 
 
 
 
 
 
LAGOA SECA – PB 
 
2023 
 
A água se move através das raízes das plantas principalmente por três rotas: rota apoplastica, rota 
simplástica e rota transmembranar. 
PEQUENO RESUMO INTRODUTÓRIO: 
 
1. Rota Apoplástica: Nessa rota, a água move-se através do espaço entre as células da parede 
celular, conhecido como espaço apoplástico. Isso inclui as paredes celulares e espaços 
intercelulares. A água pode ser conduzida ao longo dessa rota sem passar pelas membranas 
celulares até chegar ao xilema. 
2. Rota Simplástica: Nessa rota, a água move-se através das células vivas da planta, passando de 
uma célula para outra através dos plasmodesmos, que são pequenos canais intercelulares. A água 
entra nas células da raiz e é transportada de célula para célula através desses canais até alcançar o 
xilema. 
3. Rota Transmembranar: Essa rota envolve a passagem da água através das membranas celulares. 
A água entra nas células da raiz por osmose, atravessando a membrana plasmática e indo para 
dentro das células. À medida que a água passa através das células, ela pode atravessar membranas 
adicionais até chegar ao xilema. 
Essas rotas trabalham em conjunto para permitir que a planta absorva a água e os nutrientes do solo 
e os transportes para as partes superiores da planta, onde são necessários para o crescimento e 
desenvolvimento saudável. 
 A ROTA APOPLÁSTICA DE FORMA MAIS DETALHADA. 
A rota apoplástica é uma das rotas pelas quais a água e os nutrientes são transportados através das 
raízes das plantas. Ela envolve o movimento da água pelo espaço apoplástico, que é composto pelas 
paredes celulares das células vegetais e pelos espaços intercelulares entre elas. Nessa rota, a água 
não atravessa diretamente as membranas celulares, mas flui ao longo do espaço entre as células. 
Aqui está um resumo dos principais passos da rota apoplástica: 
1. Absorção da Água: As raízes das plantas possuem pelos absorventes e outros tipos de células 
especializadas responsáveis por absorver água e nutrientes do solo. Essas células criam uma área 
de maior concentração de solutos nas raízes, criando um gradiente de concentração que facilita a 
entrada de água por osmose. 
2. Espaço Apoplástico: A água entra inicialmente no espaço apoplástico, que é o espaço entre as 
paredes celulares das células vegetais. Ela se move lateralmente ao longo das paredes celulares e 
dos espaços intercelulares. Isso acontece porque as paredes celulares são compostas por materiais 
porosos e permeáveis. 
3. Barreira Caspariana: No entanto, essa rota não permite que a água alcance o xilema diretamente. 
Para controlar o movimento da água e dos nutrientes, existe uma camada de células chamada 
endoderme. A endoderme é caracterizada pela presença da banda de Caspari, uma faixa de 
substâncias impermeáveis nas paredes celulares. Isso força a água a atravessar as membranas 
celulares da endoderme. 
4. Células da Endoderme: As células da endoderme, que envolvem o cilindro vascular (onde o xilema 
e o floema estão localizados), regulam estritamente o que pode passar para o xilema e, portanto, 
para o restante da planta. A água que entra nas células da endoderme precisa atravessar as 
membranas celulares, passando para o espaço simplástico. 
5. Rota Simplástica: A partir daqui a água passa para o espaço simplástico, que é o sistema 
interconectado de células vivas através dos plasmodesmos. Esses pequenos canais intercelulares 
permitem que a água se mova de uma célula para outra, passando pelas membranas celulares sem 
impedimentos significativos. 
6. Xilema: Finalmente, a água que passou pela rota apoplástica chega ao xilema, o tecido condutor 
especializado responsável pelo transporte da água e dos nutrientes para outras partes da planta. A 
partir do xilema, a água é então distribuída para as partes aéreas da planta, como folhas e caule. 
A rota apoplástica é uma das estratégias que as plantas utilizam para absorver e transportar água e 
nutrientes, trabalhando em conjunto com as rotas simplástica e transmembranar para garantir o 
suprimento adequado para o crescimento e desenvolvimento saudável. 
Processo de absorção de água pelas raízes das plantas: 
1. Perda de Água pelas Folhas (Transpiração): A transpiração é o processo pelo qual as plantas 
perdem água na forma de vapor através dos estômatos presentes nas folhas. Isso cria uma pressão 
negativa (tensão) nas folhas e no xilema, o que resulta em uma força puxando a água para cima a 
partir das raízes. 
2. Absorção pelos Pelos Absorventes: As raízes das plantas possuem estruturas especializadas 
chamadas pelos absorventes, que são pequenas extensões unicelulares que aumentam a superfície 
de absorção. A parede celular das células dos pelos absorventes é fina e permeável à água. 
3. Gradiente de Potencial Hídrico: O solo circundante contém água e nutrientes dissolvidos. A 
presença de solutos no solo cria um gradiente de potencial hídrico, ou seja, uma diferença na 
concentração de água entre o interior das células da raiz e o solo. Isso resulta em um movimento de 
água do solo para o interior das células da raiz. 
4. Osmose: A osmose é o processo pelo qual a água flui do local de menor concentração de solutos 
(no interior das células da raiz) para o local de maior concentração de solutos (no solo). Isso ocorre 
até que um equilíbrio seja alcançado, e as células da raiz ficam cheias de água. 
5. Passagem pelo Espaço Apoplástico: A água entra inicialmente no espaço apoplástico, que é o 
espaço entre as paredes celulares das células da raiz. Nesse espaço, a água se move lateralmente 
ao longo das paredes celulares e dos espaços intercelulares, impulsionada pelo gradiente de 
potencial hídrico. 
6. Barreira Caspariana: Antes que a água possa alcançar o xilema, ela precisa passar pela 
endoderme, uma camada de células da raiz. A endoderme é caracterizada pela banda de Caspari, 
uma camada impermeável nas paredes celulares que atua como uma barreira seletiva, controlando 
o movimento de água e nutrientes. 
7. Seletividade das Células da Endoderme: As células da endoderme controlam estritamente o que 
pode entrar no xilema e, por extensão, no restante da planta. Isso é importante para evitar a entrada 
de substâncias indesejadas ou prejudiciais no sistema vascular da planta. 
8. Rota Simplástica e Xilema: A água que passa pelas células da endoderme entra no sistema 
simplástico, onde flui através dos plasmodesmos (canais intercelulares). Finalmente, a água chega 
ao xilema, o tecido vascular especializado que transporta a água e os nutrientes para outras partes 
da planta. 
Essa rota de absorção de água pelas raízes é vital para o funcionamento das plantas, permitindo que 
elas obtenham a água necessária para a fotossíntese, o transporte de nutrientes e o crescimento 
saudável. 
Espaço Apoplástico: 
O espaço apoplástico é uma rede de espaços entreas paredes celulares das células vegetais, 
juntamente com os espaços intercelulares presentes nos tecidos vegetais. Essa rota é uma das 
formas pelas quais a água e os nutrientes podem se mover nas plantas. A água que entra pelas 
raízes pode seguir essa rota para se deslocar desde a zona de absorção das raízes até os tecidos 
vasculares, como o xilema, onde é distribuída para outras partes da planta. 
1. Movimento de Água: Na rota apoplástica, a água se move ao longo do espaço apoplástico, que 
inclui as paredes celulares das células da planta e os espaços intercelulares entre elas. Esse 
movimento acontece de forma passiva, movido pela diferença de potencial hídrico entre as raízes e 
o solo. 
2. Características das Paredes Celulares: As paredes celulares das células vegetais são compostas 
por materiais porosos e permeáveis, como celulose e hemicelulose. Esses materiais permitem que 
a água flua através das paredes celulares, preenchendo o espaço entre as células. 
3. Desvio ao Redor das Células: Durante sua jornada, a água flui ao longo das paredes celulares e 
preenche os espaços intercelulares. À medida que se move, ela contorna as células, em vez de 
atravessá-las diretamente. 
4. Vias de Movimento: O movimento da água pelo espaço apoplástico é mais eficiente em tecidos 
com paredes celulares bem desenvolvidas e espaços intercelulares relativamente amplos, como os 
parênquimas radiculares (tecido da raiz). Esses espaços proporcionam uma área maior para o fluxo 
de água. 
5. Barreira Caspariana: Embora a água possa se mover através do espaço apoplástico, ela encontra 
uma barreira importante na forma da endoderme. A endoderme possui uma camada de células com 
paredes reforçadas pela substância chamada suberina, formando a banda de Caspari. Isso impede 
a entrada direta de água e substâncias solúveis no xilema, obrigando a água a seguir a rota 
simplástica após atravessar a endoderme. 
6. Função do Espaço Apoplástico: O espaço apoplástico é uma das rotas importantes para o 
transporte de água e nutrientes nas plantas, trabalhando em conjunto com outras rotas como a 
simplástica e a transmembranar. Ele permite que a água se mova rapidamente pelas paredes 
celulares e espaços intercelulares, maximizando a eficiência do sistema de transporte. 
É importante notar que as diferentes rotas de transporte nas plantas, incluindo o espaço apoplástico, 
funcionam em conjunto para garantir um suprimento adequado de água e nutrientes para todas as 
partes da planta, contribuindo para seu crescimento e desenvolvimento saudáveis. 
Barreira Caspariana: 
A Barreira Caspariana é uma característica crucial das células da endoderme nas raízes das plantas. 
Ela desempenha um papel fundamental na regulação do movimento de água e solutos do solo para 
o xilema, evitando a entrada indiscriminada de substâncias indesejadas ou prejudiciais no sistema 
vascular da planta. Aqui estão os principais detalhes sobre a Barreira Caspariana: 
1. Localização na Endoderme: A endoderme é uma camada de células que envolve o cilindro vascular 
(onde estão localizados o xilema e o floema) nas raízes das plantas. A Barreira Caspariana é formada 
pelas paredes celulares das células da endoderme, onde a suberina é depositada. 
2. Suberina: A suberina é uma substância impermeável e hidrofóbica que é depositada nas paredes 
celulares das células da endoderme. Ela forma uma camada contínua e uniforme chamada de banda 
de Caspari. Essa camada impede a passagem livre de água e substâncias solúveis do espaço 
apoplástico para o xilema. 
3. Rota Transmembranar: Devido à presença da Barreira Caspariana, a água e os solutos que entram 
no espaço apoplástico são obrigados a passar pelas membranas celulares das células da endoderme 
para chegar ao xilema. Isso garante um controle mais rigoroso sobre o que é permitido entrar no 
sistema vascular da planta. 
4. Seletividade e Proteção: A Barreira Caspariana é essencial para a seletividade da planta em 
relação aos solutos que são transportados para cima através do xilema. Ela impede a entrada de 
substâncias como sais minerais indesejados ou patógenos presentes no solo. Isso é crucial para 
proteger a planta contra danos e infecções. 
5. Transporte Ativo: A passagem de água e nutrientes através das células da endoderme envolve 
processos de transporte ativo, nos quais as células da endoderme regulam seletivamente quais 
substâncias podem ser absorvidas e transportadas para o xilema. 
6. Colaboração com Outras Rotas: A Barreira Caspariana atua em conjunto com outras rotas de 
transporte, como a simplástica e a transmembranar, para garantir que a água e os nutrientes 
absorvidos pelas raízes sejam cuidadosamente regulados antes de serem distribuídos para o 
restante da planta. 
A presença da Barreira Caspariana é uma adaptação importante das plantas terrestres para otimizar 
a absorção seletiva de água e nutrientes, ao mesmo tempo que evita a entrada de substâncias 
prejudiciais. Essa estrutura contribui para a capacidade das plantas de sobreviver e prosperar em 
diversos ambientes e condições de solo. 
Células da Endoderme: 
As células da endoderme são um tipo de célula especializada presente na camada interna das raízes 
das plantas. Elas têm uma função importante no controle e regulação do movimento de água e 
nutrientes do solo para o xilema, evitando a entrada não regulada de substâncias prejudiciais. Aqui 
estão os principais aspectos das células da endoderme: 
1. Localização e Estrutura: A endoderme é uma camada de células que reveste o cilindro vascular, 
que contém os tecidos do xilema e do floema, nas raízes. As células da endoderme possuem paredes 
celulares espessadas e reforçadas com uma substância chamada suberina, formando a Barreira 
Caspariana. 
2. Função de Seleção: As células da endoderme atuam como um ponto de controle para a entrada de 
água e nutrientes no xilema. A Barreira Caspariana, formada pelas paredes celulares das células da 
endoderme, impede que substâncias indesejadas passem diretamente do espaço apoplástico para 
o xilema, obrigando as substâncias a atravessar as membranas celulares. 
3. Transporte Seletivo: As células da endoderme são seletivamente permeáveis, o que significa que 
elas regulam quais substâncias podem passar através delas e entrar no xilema. Essa regulação é 
importante para evitar a entrada de íons indesejados, toxinas ou patógenos do solo. 
4. Transporte Ativo: A passagem de água e nutrientes através das células da endoderme envolve 
processos de transporte ativo. Isso significa que a célula utiliza energia para mover ativamente íons 
e substâncias específicas através das membranas celulares, permitindo um controle preciso sobre 
quais solutos são absorvidos. 
5. Rota Transmembranar: A água e os solutos que entram pelas raízes atravessam as células da 
endoderme passando pelas membranas celulares, movendo-se do espaço apoplástico para o 
espaço simplástico. Isso garante que as substâncias sejam submetidas a processos de regulação 
antes de serem transportadas para o xilema. 
6. Colaboração com Outras Rotas: As células da endoderme trabalham em conjunto com outras rotas 
de transporte, como a apoplástica e a simplástica, para garantir um equilíbrio entre a absorção 
eficiente de água e nutrientes e a proteção contra substâncias prejudiciais. 
As células da endoderme, juntamente com a Barreira Caspariana, desempenham um papel vital na 
manutenção da homeostase da planta, garantindo que somente as substâncias necessárias e 
benéficas sejam transportadas para o xilema e distribuídas para o resto da planta. 
Rota Simplástica: 
A rota simplástica é uma das vias pelas quais a água e os nutrientes podem se mover através das 
células das plantas, envolvendo a passagem dessas substâncias através dos plasmodesmos, que 
são pequenos canais intercelulares que conectam as células umas às outras. Aqui estão os principais 
aspectos da rota simplástica: 
1. Plasmodesmos:Plasmodesmos são canais intercelulares presentes nas paredes celulares das 
células vegetais. Eles permitem a comunicação e o transporte direto de substâncias entre as células, 
conectando o citoplasma de uma célula ao da célula vizinha. 
2. Movimento de Água e Nutrientes: Na rota simplástica, a água e os nutrientes podem mover-se 
passivamente de uma célula para outra através dos plasmodesmos. Isso ocorre porque o citoplasma 
das células é conectado, permitindo que as substâncias se movam de um compartimento celular 
para outro sem atravessar membranas celulares. 
3. Passagem pelo Espaço Simplástico: A água e os solutos que entram nas células da raiz podem 
mover-se lateralmente ao longo do espaço simplástico, atravessando as paredes celulares e 
passando pelos plasmodesmos. Esse movimento ocorre sem obstáculos significativos, uma vez que 
as células são interconectadas. 
4. Regulação Seletiva: Embora a rota simplástica permita o movimento de substâncias de maneira 
mais direta, as células ainda podem regular seletivamente o que é permitido entrar e sair. As células 
têm a capacidade de controlar a abertura e o fechamento dos plasmodesmos, ajustando a 
permeabilidade desses canais. 
5. Continuidade Celular: Uma característica importante da rota simplástica é a continuidade do fluxo 
de água e nutrientes. As células estão conectadas, e as substâncias podem fluir de uma célula para 
a próxima de maneira contínua, sem interrupções significativas. 
6. Colaboração com Outras Rotas: A rota simplástica trabalha em conjunto com outras rotas de 
transporte, como a apoplástica e a transmembranar, para garantir a distribuição eficiente de água e 
nutrientes para todas as partes da planta. 
7. Xilema e Floema: A rota simplástica é importante para transportar água e nutrientes das células da 
raiz para o xilema, que é responsável pelo transporte de água e nutrientes para as partes aéreas da 
planta, e também para o floema, que transporta os produtos da fotossíntese para outras partes da 
planta. 
A rota simplástica desempenha um papel fundamental no transporte de substâncias nas plantas, 
permitindo a comunicação e o fluxo contínuo de água, nutrientes e outros compostos entre as células, 
contribuindo para o crescimento e desenvolvimento saudáveis da planta. 
Xilema: 
O xilema é um tecido vascular especializado nas plantas responsável pelo transporte de água, 
nutrientes minerais e algumas substâncias orgânicas não assimiladoras, como hormônios e 
compostos orgânicos de defesa. Ele desempenha um papel vital na distribuição dessas substâncias 
das raízes para outras partes da planta, especialmente as partes aéreas, como o caule e as folhas. 
Aqui estão os principais aspectos do xilema: 
1. Composição: O xilema é formado por células especializadas chamadas traqueídes e elementos dos 
vasos. As traqueídes são células longas e finas com paredes lignificadas e perfuradas. Os elementos 
dos vasos são células ainda mais especializadas, caracterizadas por perfurações nas paredes 
transversais, formando tubos contínuos. 
2. Condução de Água: A principal função do xilema é transportar água e minerais do solo para todas 
as partes da planta, especialmente as folhas, onde a água é usada na fotossíntese e na transpiração. 
3. Movimento Passivo: A água é transportada pelo xilema de forma passiva, impulsionada pela 
evaporação da água das folhas, um processo conhecido como transpiração. Isso cria uma tensão 
negativa (pressão negativa) que puxa a água para cima do solo, através das raízes e para o xilema. 
4. Coerção Capilar: A coesão e a adesão da água (interações entre moléculas de água e entre água 
e paredes celulares) contribuem para que a água suba através do xilema como uma coluna contínua, 
contra a gravidade. 
5. Teoria da Tensão-Adesão-Coerção: A teoria da tensão-adesão-coerção explica como a água é 
puxada para cima através do xilema. A transpiração nas folhas cria tensão (pressão negativa), a 
adesão da água às paredes celulares do xilema e a coerção entre as moléculas de água permitem 
que a água seja transportada em uma corrente contínua. 
6. Transporte de Nutrientes Minerais: Além da água, o xilema também transporta nutrientes minerais 
dissolvidos no solo, como íons de nitrogênio, fósforo e potássio. Esses nutrientes são absorvidos 
pelas raízes e transportados para cima, onde são necessários para várias funções metabólicas da 
planta. 
7. Morfologia Adaptativa: A morfologia das células do xilema, incluindo as paredes lignificadas e as 
perfurações, é adaptada para permitir a condução eficiente de água e nutrientes ao longo de grandes 
distâncias. 
8. Colaboração com Outros Tecidos: O xilema trabalha em conjunto com o floema, outro tecido 
vascular, para garantir a distribuição eficiente de água, nutrientes e produtos da fotossíntese em toda 
a planta. 
O xilema é uma parte essencial do sistema vascular das plantas, garantindo a sobrevivência, 
crescimento e desenvolvimento saudável ao transportar água e nutrientes para todas as partes do 
organismo vegetal. 
 
 
 
 
Referências: 
 
 Taiz, L., Zeiger, E., Møller, I. M., & Murphy, A. (2017). Fisiologia Vegetal. Artmed. 
 Raven, P. H., Evert, R. F., & Eichhorn, S. E. (2017). Biologia Vegetal. Guanabara Koogan. 
 Steudle, A., & Peterson, J. (2006). Water Uptake by Plant Roots: An Integration of Views. 
Journal of Experimental Botany, 57(4), 393-408. 
 Brunetto, E., Camargo, R., & Fraga, L. O. (2017). Water and Solute Transport within Plant 
Roots. Modeling, Physiology, and Anatomy. Plant Physiology, 174(3), 1049-1064. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANEXO: 
 
 
Esquema de Aula: A Rota Apoplástica na Absorção de Água pelas Raízes das Plantas 
 
 
Parte 1: Introdução e Conceito da Rota Apoplástica: 
LAURA 
 
 
1. Introdução: (5 minutos) 
 Apresentação do tópico e sua importância na absorção de água pelas plantas. 
 Introdução das três rotas principais de absorção de água. 
2. Definição da Rota Apoplástica: (10 minutos) 
 Explicação do conceito de rota apoplástica. 
 Destaque para a movimentação da água ao longo das paredes celulares e espaços 
intercelulares. 
3. Estrutura do Espaço Apoplástico: (10 minutos) 
 Exploração da composição do espaço apoplástico com paredes celulares e espaços 
intercelulares. 
 Importância desse espaço na movimentação de água e solutos. 
 
 
Parte 2: Mecanismos da Rota Apoplástica: 
ANA PAULA 
 
1. Movimento Lateral e Gradiente de Potencial Hídrico: (10 minutos) 
 Discussão sobre como a água se movimenta lateralmente nas paredes celulares. 
 Explicação do gradiente de potencial hídrico como fator impulsionador. 
2. Barreira Caspariana: (10 minutos) 
 Introdução à Barreira Caspariana na endoderme. 
 Exploração de como essa barreira regula a entrada de substâncias. 
3. Espaço Simplástico e Integração com Outras Rotas: (5 minutos) 
 Conexão entre a rota apoplástica e o espaço simplástico. 
 Breve menção à colaboração da rota apoplástica com outras rotas de absorção. 
 
 
Parte 3: Transporte pelo Xilema e Distribuição: 
JOANA 
 
1. Integração com o Xilema: (10 minutos) 
 Explicação de como as substâncias absorvidas entram no xilema. 
 Ênfase no papel do xilema no transporte para outras partes da planta. 
2. Mecanismos de Transporte no Xilema: (10 minutos) 
 Descrição da coesão-adesão-tensão na movimentação de água. 
 Discussão dos gradientes de concentração e transporte ativo para nutrientes. 
 
 
Parte 4: Importância da Rota Apoplástica e Encerramento: 
RANYCELLY 
 
1. Colaboração e Eficiência da Absorção: (10 minutos) 
 Ênfase na colaboração entre as rotas de absorção. 
 Discussão sobre como a rota apoplástica otimiza a absorção de água e nutrientes. 
2. Aplicações Práticas e Impacto na Agricultura: (5 minutos) 
 Indicação de como o entendimento da rota apoplástica pode melhorar práticas agrícolas. Exploração de como essa rota é relevante para a sustentabilidade e adaptação das plantas. 
3. Encerramento e Discussão: (5 minutos) 
 Recapitulação dos principais pontos da aula. 
 Abertura para questionamentos e discussão por parte dos alunos. 
 Indicação de leituras complementares e agradecimento aos participantes.