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B O TÂ N IC A 86 FISIOLOGIA VEGETAL Absorção intracelular e Intercelular Abertura e fechamento dos estômatos A fisiologia vegetal estuda os mecanismos que se processam no organismo de uma planta, para que ela mantenha o seu metabolismo funcionando de maneira satisfatória ao seu crescimento, desenvolvimento e processos reprodutivos. ABSORÇÃO Para as plantas terrestres, o solo é o reservatório natural de água. De sua disponibilidade dependerá, em grande parte, a sobrevivência do vegetal. A água está presente no solo sob diferentes formas. Uma pequena fração está quimicamente ligada às partículas do solo, formando uma película líquida que é a ÁGUA HIGROSCÓPICA, inclusive não utilizada pela planta. Constituindo a fração líquida do solo ou a solução do solo está a ÁGUA CAPILAR, de extrema importância por representar a fonte hídrica direta para a planta, retida nos espaços pequenos. A água no solo flui por difusão ou por fluxo de massa (um tipo de movimento da água guiado pela pressão) em direção ao sistema radicular da planta, onde será absorvida. A raiz é o órgão da planta responsável pela fixação e também pela absorção de água e de sais minerais do solo. Ela representa, portanto, o acesso da água ao interior do vegetal. É comum a presença de pelos absorventes na raiz, o que aumenta sua capacidade de absorção de água. Uma vez no interior da raiz, a água circula pelo parênquima cortical entre as células ou pelos espaços intercelulares, ou ainda penetrando nas células, intracelulares. Na parte mais interna do parênquima cortical está a endoderma, uma camada de células com um espessamento composto de lipídios, característico nas suas paredes denominado estria de Caspary. A água deverá então penetrar nessas células, de forma intracelular, para atingir o cilindro central, porém se a planta não necessitar dessa água, esta será devolvida ao solo. Após atingir o cilindro central, a água será transportada para todas as partes do vegetal. TRANSPIRAÇÃO Transpiração é a eliminação de água sob a forma de vapor. A planta transpira através da cutícula e lenticelas da casca (10%) e através dos estômatos (90%). 1) TRANSPIRAÇÃO ESTOMATAR: é um processo fisiológico que depende da abertura e fechamento dos estômatos. Quando a planta está bem suprida de água ela passa dos vasos condutores do xilema para o parênquima foliar. Daí a água é conduzida para as células guarda dos estômatos que ficam túrgidas ocasionando a abertura dos ostíolos. Os ostíolos abertos favorecem a perda de água na forma de vapor. Se essa perda for muito grande e a reposição for deficitária, as células guardas ficam flácidas, pois perdem água para as vizinhas e o estômato se fecha. B O TÂ N IC A 87www.biologiatotal.com.br 2) TRANSPIRAÇÃO CUTICULAR: é um processo puramente físico e não é controlada pelo vegetal. Mais recentemente tem-se admitido a participação dos íons potássio nos movimentos dos estômatos. A ação da luz provoca a entrada desses íons por transporte ativo até às células guardas, as quais recebem água por osmose, tornando-se túrgidas, provocando a abertura dessas células. Já no escuro, o potássio sai das células, as quais ficam menos concentradas, perdendo água para as células vizinhas, ocasionando o fechamento dos estômatos. FATORES QUE INFLUENCIAM A TRANSPIRAÇÃO FATORES AMBIENTAIS OU EXTERNOS: Temperatura: a transpiração é mais acelerada com o aumento da temperatura, até certo limite, quando então os estômatos se fecham ou ocorre a morte da planta. Solo: sua ação é indireta; depende do teor de água nele contido. Quanto mais úmido, maior a transpiração. Umidade do ar e ventilação: a transpiração varia inversamente em relação à umidade do ar. Porém, mesmo com umidade relativa de 100%, a transpiração não é zero, pois o sol aquece a superfície foliar, diminuindo a umidade relativa nessa região. A ventilação moderada pode acelerar a transpiração porque retira a camada de vapor da superfície foliar facilitando a saída de maior quantidade de vapor de água. Luz: provoca a abertura dos estômatos, resultando em um aumento da transpiração. FATORES INTERNOS: Área de evaporação: plantas de folhas largas têm um teor maior de transpiração do que as de folhas estreitas. Plantas de regiões secas, como o deserto, reduzem sua área de transpiração formando espinhos. Espessura da cutícula: quanto mais espessa for a cutícula da folha, menor será a taxa de transpiração. Pelos: se estiverem vivos, contribuem para o aumento da transpiração. Se estiverem mortos retardam o processo já que mantêm uma camada de vapor de água mais difícil de ser retirada pelo vento. Abertura dos estômatos: quanto mais abertos estiverem os estômatos mais será a transpiração. GUTAÇÃO OU SUDAÇÃO Sudação ou gutação significa a perda de água sob a forma líquida. Essa perda ocorre através dos hidatódios e a observação das gotículas que se formam nos bordos das folhas mostra que não se trata de água pura, mas de uma solução diluída de sais. Algumas experiências demonstraram que a sudação: Torna-se muito lenta ou cessa totalmente quando as raízes são mergulhadas em água destilada com ou sem aeração. Torna-se lenta se as raízes encontram-se em solução aquosa de sais, sem aeração. Fica mais ativa se a solução em que se mergulha as raízes contém sais e é aerada. Neste caso, o processo pode se prolongar se existe grande quantidade de vapor de água na atmosfera. Essas experiências servem para mostrar que a sudação está diretamente relacionada à absorção de sais minerais e o aumento deles nos vasos do xilema. A concentração elevada de sais no xilema, traz como consequência o aumento da entrada de água por osmose, criando uma pressão de raiz. Se a transpiração está prejudicada pelo alto teor de umidade B O TÂ N IC A 88 do ar, o excesso de água que entra na raiz é eliminado pelos hidatódios na forma líquida, o que constitui a gutação. CONDUÇÃO DE SEIVAS 1.CONDUÇÃO DE SEIVA BRUTA (Teoria de Dixon ou da coesão-tensão): foi proposta no final do século XIX pelo fisiologista A. Dixon e atualmente é a mais aceita. Quando as células das folhas perdem água por transpiração, sua pressão osmótica aumenta. Isso provoca um fluxo de água dos vasos lenhosos para tais células foliares. Esses vasos agora retiram água das raízes, pois a concentração radicular é maior que a do solo, formando-se assim uma coluna contínua de água desde as raízes até as folhas. Essa coluna circula sob tensão e entre as moléculas de água ocorre o fenômeno da coesão o que impede o rompimento da coluna líquida. A transpiração e a fotossíntese removem constantemente água da planta. Essa extração gera uma tensão entre as moléculas de água. Teoria da coesão-tensão Intensa Transpiração: Coluna de H2O tensionada Adesão das Moléculas de H2O à parede: Evita rompimento da coluna absorção de H2O na raiz devido a perda na transpiração → → PORÉM, LEMBRE-SE: Quando a umidade do ar está muito alta e a folha está saturada de água, significa que a planta está perdendo pouca água por transpiração e absorvendo muita água pelas raízes. Nesses casos, a planta irá eliminar o excesso de água mais sais minerais pelos hidatódios, através da pressão da raiz. Essa teoria, porém, não é válida para plantas de grande porte, pois essa pressão exercida pela raiz, não conseguiria impulsionar a água até a copa. B O TÂ N IC A 89www.biologiatotal.com.br 2. CONDUÇÃO DA SEIVA ELABORADA (Teoria de Münch ou Deslocamento por Pressão): a teoria mais aceita para explicar esse fenômeno é a teoria proposta por Münch. Segundo ele, nas folhas a concentração de glicose é alta, pois aí é que se realiza a fotossíntese. Já na raiz, a maior parte da glicose já chega polimerizada para ser convertida em amido (o amido é insolúvel em água) e, portanto a concentração de glicose é baixa. Dessa forma, a glicose se difundiria continuamente das folhasaté as raízes através dos vasos do floema. Essa proposta pode ser comprovada pela retirada de um anel de casca do tronco de uma árvore, próximo ao solo – o anel de Malpighi. Após algum tempo, verifica-se um intumescimento da região do caule logo acima do corte e a degeneração progressiva da copa da árvore até que a planta morre. Isso ocorre porque a retirada do anel cortical interrompeu a chegada da seiva elaborada na raiz que ficou sem nutrientes para seu metabolismo. Recipiente A Solução Concentrada Solução Diluída Recipiente B Teoria da coesão-tensão No início da primavera, ocorre a subida de seiva elaborada a partir da degradação do amido presente nas raízes. Isso eleva a pressão osmótica das células do parênquima da raiz e a água do solo flui para essas células, arrastando moléculas de açúcar em direção ao topo da planta. O açúcar é utilizado na formação de novas folhas e de flores. LEITURA COMPLEMENTAR Hidroponia: as plantas que não precisam de solo Plantas que se desenvolvem fora do solo? Isso existe? A resposta é sim! O nome da técnica é hidroponia, e nela as plantas são cultivadas na água e recebem os nutrientes necessários através de soluções. Você já parou para pensar se é possível cultivar plantas sem utilizar a terra? Parece meio estranho pensar nisso, não? Afinal, onde as plantas ficam fixadas, se não existe solo nessa história toda? Bom, a técnica existe e recebeu o nome de hidroponia (do grego, trabalho na água)! As plantas que são cultivadas na água, recebem os nutrientes através de soluções que suprem as necessidades para o seu desenvolvimento. Apesar de não ser um termo presente em nosso cotidiano, a técnica não é recente: os primeiros experimentos utilizando a hidroponia foram desenvolvidos em 1860. Bom, mas será que é vantajoso cultivar plantas na água? Apesar das plantas serem cultivadas na água, não existe desperdício: o ambiente protegido diminui a evaporação, a água fornecida é reutilizada várias vezes e não há perda de nutrientes e de substrato por lixiviação (perda de nutrientes do solo causada por chuvas e infiltrações). O sistema hidropônico em que as plantas são cultivadas propicia a diminuição do uso de agrotóxicos, pois impede a entrada de pragas, insetos e possíveis vetores de doenças. Além disso, o mesmo ambiente que protege as plantas das pragas, as protege também de fenômenos naturais, como geadas, chuvas e frio excessivo. A técnica ainda propicia uma produção fora de época, graças às condições criadas pelo sistema. Além disso, ainda tem a alta qualidade dos produtos produzidos, já que estes quase sempre são orgânicos. B O TÂ N IC A 90 ANOTAÇÕES Em países como a Holanda, a Alemanha, Itália, entre outros, a hidroponia é bastante difundida. No Brasil, a técnica é pouco utilizada, e a região com maior produção hidropônica é a sudeste. A técnica pode ser uma alternativa nas regiões de clima semiárido do Brasil, onde existe escassez de chuvas e solo pobre em nutrientes. Apesar de muitas vantagens, as principais limitações para a utilização da técnica seriam um alto custo inicial, o risco de perda da cultura por falta de energia elétrica e a falta de mão de obra especializada. Por esse e outros motivos, faz-se necessária a divulgação de materiais com linguagem de fácil compreensão que possam diminuir as dúvidas e resistência da população brasileira, aumentando a aceitação de sistemas hidropônicos no Brasil. Fonte: Conselho Regional de Engenharia e Agronomia – PE. EX ER CÍ CI O S 91www.biologiatotal.com.br EXERCÍCIOS CAIU NA UNESP - 2018 CAIU NA UNICAMP - 2018 Analise as imagens de uma mesma planta sob as mesmas condições de luminosidade e sob condições hídricas distintas. Plantas têm papel crucial na ciclagem de carbono e de água no ambiente, captando e liberando o gás carbônico atmosférico e transferindo água do solo para o ar. Os gráficos abaixo representam padrões anuais de variação nas concentrações de vapor d’água do ar e de gás carbônico em regiões ocupadas por duas florestas tropicais distintas, A e B. Os estômatos desta planta estão abertos na condição 1, pois há intenso bombeamento de íons K+ das células-guarda para as células acessórias, resultando na perda de água e flacidez destas últimas. fechados na condição 2, pois há redução na troca de íons K+ entre as células acessórias e as células-guarda, mantendo a turgidez de ambas. abertos na condição 2, pois há intenso bombeamento de íons K+ das células-guarda para as células acessórias, resultando na perda de água e flacidez destas últimas. fechados na condição 1, pois há intenso bombeamento de íons K+ das células acessórias para o interior das células-guarda, resultando na perda de água e flacidez destas últimas. abertos na condição 2, pois há intenso bombeamento de íons K+ das células acessórias para o interior das células- guarda, resultando na turgidez destas últimas. a ab b c d e As variações mostradas ocorrem como consequência da presença das florestas. A precipitação nas duas áreas ocorre no período quente do ano (setembro a abril). Além disso, a concentração de CO2 atmosférico seria de 380 ppm se não houvesse cobertura vegetal. Considerando que a transpiração tem relação direta com o consumo hídrico, qual das duas florestas tem maior dependência de disponibilidade de água? Considerando que a fotossíntese e a respiração determinam o padrão anual de variação de CO2, qual das duas florestas tem maior produção anual de biomassa? Justifique suas respostas. Em um cenário de redução no regime de chuvas, o que aconteceria com as concentrações de vapor d’água do ar e de CO2 nas regiões ocupadas pelas florestas? Justifique sua resposta. CAIU NA UNESP - 2018 Algumas plantas de ambientes áridos apresentam o chamado “metabolismo ácido das crassuláceas”, em que há captação do CO2 atmosférico durante a noite, quando os estômatos estão abertos. Como resultado, as plantas produzem ácidos orgânicos, que posteriormente fornecem substrato para a principal enzima fotossintética durante o período diurno. É correto afirmar que essas plantas respiram e fotossintetizam apenas durante o período diurno. respiram e fotossintetizam apenas durante o período noturno. respiram o dia todo e fotossintetizam apenas durante o período diurno. respiram e fotossintetizam o dia todo. a b c d CAIU NA UFRGS - 2018 Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo, sobre os mecanismos através dos quais água e solutos são transportados dentro da planta. ( ) A água e os sais minerais podem passar entre as paredes celulares ou podem atravessar o citoplasma, nas células do córtex da raiz. ( ) O movimento ascendente da seiva pelo floema ocorre devido à pressão positiva na raiz. EX ER CI CI O S 92 1 CAIU NA UERJ - 2017 a b c d e (UFRGS 2016) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. As plantas necessitam de nutrientes minerais, Identifique a espécie mantida em ambiente quente e úmido. Justifique sua resposta. Indique se a concentração de íons potássio no interior das células-guarda da espécie A será maior ou menor em comparação à da espécie B, às 12 horas. Justifique sua resposta. a b c d e Observa-se na imagem parte do tecido proveniente de uma árvore do grupo angiosperma, contendo duas estruturas em evidência. Em uma árvore adulta, tais estruturas são encontradas principalmente nas folhas, e sua função é realizar a transpiração. principalmente no caule, e sua função é reter a água. principalmente na raiz e no caule, e sua função é secretar hormônios. na região pilífera da raiz, e sua função é realizar a absorção de água e sais. em toda a árvore, e sua função é realizar as trocas gasosas. a b c d e CAIU NA FAMERP - 2018 Analise as imagens de uma mesma planta sob as mesmas condições de luminosidade e sob condiçõeshídricas distintas. ( ) O transporte de água para dentro do xilema ocorre por osmose, já os sais minerais são transportados por processo ativo, no cilindro central. ( ) A tensão provocada pela transpiração é responsável pelo transporte de sacarose. A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é V – V – F – F. V – F – V – F. F – F – F – V. V – V – F – V. F – V – V – F. Os estômatos são estruturas encontradas na maioria dos órgãos aéreos dos vegetais. Situados na epiderme, são formados por duas células- guarda que controlam a abertura de um orifício, o ostíolo. Eles desempenham papel fundamental na fotossíntese, pois permitem as trocas gasosas no vegetal. A abertura dos estômatos de duas espécies vegetais, A e B, foi monitorada em duas condições: uma das espécies foi mantida em ambiente quente e seco; a outra em ambiente quente e úmido. Observe, no gráfico, a porcentagem máxima de abertura dos estômatos verificada ao longo de um dia: constituídos de diferentes elementos químicos, os quais são retirados do solo através das raízes. Macroelementos como o __________ são necessários em maiores quantidades. Já elementos como o __________ são necessários em menores quantidades. nitrogênio – cobre boro – manganês fósforo – potássio potássio – nitrogênio cobre – fósforo EX ER CÍ CI O S 93www.biologiatotal.com.br (ENEM 2016) A figura abaixo ilustra o movimento da seiva xilêmica em uma planta. Mesmo que essa planta viesse a sofrer ação contínua do vento e sua copa crescesse voltada para baixo, essa seiva continuaria naturalmente seu percurso. O que garante o transporte dessa seiva é a: gutação. gravidade. respiração. fotossíntese. transpiração. (FATEC 2015) As sequoias são árvores que ocorrem na região oeste da América do Norte e que pertencem ao grupo das coníferas, também chamado de gimnospermas. Elas podem atingir mais de 100 metros de altura e para que ocorra fotossíntese em suas folhas, a água captada pelas raízes precisa percorrer toda essa distância e alcançar as suas copas. Em um edifício de altura equivalente, seria necessário o uso de potentes bombas d’água para realizar o transporte de água até os andares mais altos. Já no caso das sequoias e de qualquer outra planta de grande porte com vasos condutores de seiva, o transporte da água até o topo é explicado pela teoria da coesão-tensão de Dixon. De acordo com essa teoria, o transporte da água no interior das sequoias é decorrente, principalmente: do bombeamento feito por vasos pulsáteis das raízes. do aumento da temperatura das folhas e do tronco. da perda de água nas folhas por transpiração. da entrada contínua de água pelas raízes. da movimentação das folhas pelo vento. (UNICAMP 2015) A situação de seca citada na reportagem é determinada por mudanças no ciclo hidrológico, em que as plantas têm papel 2 3 a b c d e determinante, uma vez que representam uma fonte de vapor d’água para a atmosfera. Os vasos que conduzem a água das raízes até as folhas são os floemáticos e a transpiração ocorre pelos estômatos. floemáticos e a transpiração ocorre pelos tricomas. xilemáticos e a transpiração ocorre pelos tricomas. xilemáticos e a transpiração ocorre pelos estômatos. (PUCRS 2014) A dormência é um período do ciclo da vida no qual o desenvolvimento de um organismo é temporariamente suspenso. Em geral, ela está associada às condições ambientais, quando o organismo necessita contornar situações adversas como, por exemplo, a alteração das condições de temperatura, umidade e luz. Um exemplo de estrutura que se apresenta em estado de dormência é: o feto. o broto. o ovário. a plântula. a semente. (UFSM 2013) Vindas da água, as plantas também enfrentaram muitas dificuldades na colonização do ambiente terrestre. Para reduzir a transpiração de folhas e caules, a qual poderia ser fatal, elas desenvolveram tecidos condutores. estômatos. parede celular. tecidos mecânicos. cutícula. (UFRGS 2017) Em relação às raízes de Angiospermas, é correto afirmar que: são as responsáveis pela nutrição orgânica das plantas. absorvem macronutrientes como o manganês (Mn) têm o câmbio fascicular como o responsável pelo crescimento em altura. apresentam epiderme e mesofilo altamente diferenciado. têm pelos absorventes como os principais responsáveis pela absorção de água e sais minerais. (UPE 2017) Para combater determinadas doenças em plantas, os agricultores recorrem aos herbicidas, uma vez que determinadas doenças virais só são possíveis de serem eliminadas, se o produto penetrar nos tecidos e nas células vegetais. Assim, focam seus estudos 4 a a a a a b b b b b c c c c c d d d d d E 5 e e e 6 7 8 EX ER CI CI O S 94 13 10 11 12 (CP2 2014) Para que possa realizar fotossíntese, todo vegetal precisa de água. Absorvida pelas raízes, ela percorre o caule através de seus vasos condutores, até chegar às folhas mais extremas. O que permite à água vencer esse trajeto é o princípio da: tensão superficial, associado à adesão entre as moléculas da água e à coesão destas com as paredes dos vasos condutores. capilaridade, associado à coesão entre as moléculas da água e à adesão destas com as paredes dos vasos condutores. pressão hidráulica, associado à coesão entre as moléculas da água e à adesão destas com as paredes dos vasos condutores. solubilidade, associado à adesão entre as moléculas da água e à coesão destas com as paredes dos vasos condutores. a b c d (UCS 2014) O estômato é uma estrutura epidérmica que controla a entrada e a saída de gases da planta. Assinale a alternativa que apresenta a relação dos fatores ambientais que afetam a fisiologia do funcionamento dos estômatos. A maioria das plantas abre os estômatos ao anoitecer, fechando-os ao amanhecer devido ao fotoperíodo. Os estômatos abrem-se quando submetidos a altas concentrações de gás carbônico, informando que a taxa de fotossíntese chegou ao máximo. A indisponibilidade de água para a planta estimula a abertura dos estômatos pelo processo de difusão, informando que há deficit de suprimento hídrico. A intensidade de luz, a concentração de CO2 e o suprimento de água regulam a abertura e o fechamento dos estômatos. A migração de íons de cálcio para o interior das células estomáticas permite o controle da abertura e do fechamento dos estômatos, regulando a pressão osmótica. (UCS 2012) Todos os seres vivos precisam absorver água. Para ingeri-la, alguns animais conseguem abaixar-se ou mover-se de alguma maneira, porém as árvores absorvem a água extraindo-a do solo pelas raízes. Mas como elas fazem para vencer a força da gravidade e transportar a água até suas partes mais altas? O floema das árvores cria vácuo interno, o que permite que a água suba por ele. As raízes das árvores contêm pequenos órgãos que funcionam como estufa, aquecendo e evaporando a água, que sobe. As moléculas de água sobem devido à formação de pontes de hidrogênio entre elas e as paredes dos tubos capilares, à pressão positiva da raiz e à transpiração. As árvores possuem células móveis, especialistas em recolher a água no solo e em distribuí-la pelo caule e pelas folhas. Na verdade, não é a água que sobe pelo caule; apenas a energia da água é transferida para as folhas por reações químicas. (UFPB 2011) Os estômatos são células modificadas da epiderme responsáveis pelas trocas gasosas entre a planta e o ambiente. Essas trocas se dão através do ostíolo, que tem seus movimentos de abertura ou fechamento provocados, entre outros fatores, pela concentração de água e de íons K+, no citoplasma das células-guardas, concentração de CO2 e O2, na câmara subestomática, e pela intensidade luminosa. Com relação à influência desses fatores na abertura ou fechamento dos ostíolos,é correto afirmar que a alta intensidade luminosa promove o fechamento. alta concentração de CO2, na câmara subestomática, promove a abertura. a b c d e a b c d e a b em substâncias que possam ser transportadas a longa distância, tanto pela associação com o floema como pelo intercâmbio entre domínios simplásticos. Quando a planta se encontra sob estresse, e as taxas de transporte via xilema e floema são mais reduzidas, os(as) __________ podem ser mais efetivos(as) no transporte das moléculas de herbicidas sistêmicos, a longa distância. Assinale a alternativa cujo termo preenche CORRETAMENTE a lacuna. vacúolos plasmodesmos estômatos lamelas médias tonoplastos (UFRGS 2012) Assinale a alternativa correta em relação à condução da seiva bruta em angiospermas. O fluxo da seiva bruta ocorre das folhas para outras partes da planta através do floema. A explicação para a seiva bruta mover-se pela planta é dada pela hipótese do fluxo por pressão. A transpiração aumenta a pressão osmótica e promove o fluxo da água desde as raízes até as folhas, no interior do xilema. A absorção de CO2 na fotossíntese pode aumentar o fluxo da seiva bruta para as folhas. Ao retirarmos um anel ao redor do caule (anel de Malpighi), é possível verificar a morte da planta pela interrupção do fluxo da seiva bruta. a b c d e 9 a b c d e EX ER CÍ CI O S 95www.biologiatotal.com.br 14 15 c d e a b c d e 17 18 16 19 baixa concentração de O2, na câmara subestomática, promove o fechamento. alta concentração de K+, no citoplasma das células- guardas, promove o fechamento. baixa concentração de água, no citoplasma das células- guardas, promove a abertura. (CEFET 2014) Algumas plantas captam o gás carbônico durante a noite, convertendo-o em ácido málico que fica armazenado nos vacúolos de suas células. Pela manhã, os estômatos fecham-se e as trocas gasosas entre a planta e o ar atmosférico são praticamente interrompidas. A vantagem fisiológica dessa captação noturna é aumentar a conversão desse gás em oxigênio. minimizar a perda de CO2 durante a respiração. reduzir o risco de desidratação durante o dia. intensificar a síntese de carboidratos durante a noite. diminuir a degradação das moléculas de clorofila pela luz. (UNICAMP 2016) A concentração de CO2 na atmosfera em uma floresta varia ao longo de um dia e está intimamente associada com a fisiologia (fotossíntese e respiração) das espécies presentes. A concentração de CO2 na atmosfera também varia em função da disponibilidade de água no ambiente. Considerando o gráfico a seguir, é correto afirmar que a fotossíntese das plantas é maior no início e no final do período diurno. as plantas respiram mais na estação chuvosa. na estação seca, há um pico de respiração às 12 horas. as plantas fazem mais fotossíntese e respiram menos na estação chuvosa. (CFTMG 2017) Analise o gráfico a seguir. a b c d a b c d a b c d e Considerando uma planta em situação experimental mantida, constantemente, na intensidade luminosa A, o resultado esperado é que essa planta: entre em estado de dormência. consuma seus recursos até morrer. consiga desenvolver-se normalmente. inicie o processo de reprodução sexuada. (UFJF 2017) A pressão de turgescência mantém a célula vegetal em sua forma, impedindo a plasmoptise. Quanto ao processo da osmose em células vegetais, assinale a alternativa CORRETA: em meio externo hipertônico a membrana plasmática impede a plasmólise. a turgescência, que tem auxílio do vacúolo, ajuda na sustentação das folhas. em meio externo hipertônico ocorre entrada passiva de água nas células vegetais. em meio externo hipertônico a célula vegetal murcha, resultando na plasmólise com ruptura da parede celular. a pressão osmótica e a pressão de turgescência só atuarão na forma da célula, mas não no conteúdo do vacúolo. (UPE 2017) Normalmente, quando ganhamos ou compramos flores, costumamos colocá-las dentro de um jarro com água, para que permaneçam bonitas por mais tempo. Porém, muitas vezes, elas acabam murchando e perdendo suas pétalas. Para se evitar isso, é aconselhável que se faça um novo corte, preferencialmente dentro d’água ou com uma mínima exposição ao ar, até submergi-la novamente no recipiente. Tal conduta permite que: as células estomáticas voltem à turgidez para que os estômatos possam permanecer abertos e assim restabelecer o fluxo de água do jarro para as partes superiores do vegetal. o ar presente no floema seja empurrado por capilaridade e expulso pelo estômato. a água presente no xilema entre em contato com a água do jarro, restabelecendo a coesão entre as moléculas e formando uma nova coluna de água. se eliminem fungos e bactérias que colonizaram as células mortas, restabelecendo o metabolismo celular. se restabeleça a pressão positiva e o transporte de sais ativos para o interior do xilema. (FMP 2016) Há mais de 300 anos, o cientista italiano Marcello Malpighi realizou um experimento no qual ele retirou um anel de casca do tronco de uma árvore. Com o passar do tempo, a casca intumesceu na região acima do corte. a b c d e EX ER CI CI O S 96 As plantas produzem gases e toxinas à noite para repelir insetos predadores, intoxicando o ambiente. No processo de respiração, as plantas consomem gás carbônico e eliminam oxigênio que, em excesso, pode causar danos ao sistema nervoso. (UEPB 2014) A palma forrageira. por sua suculência, adaptação e palatabilidade, apresenta-se como a principal fonte de alimento para os rebanhos bovinos, caprinos e ovinos nos longos períodos de estiagem, constituindo-se em uma importante alternativa econômica e social para o semiárido. Sobre essa espécie podemos afirmar, EXCETO: A palma é uma cactácea forrageira comestível, planta xeromorfa, de origem mexicana, possui caule cilíndrico e seus cladódios, conhecidos como palmas (ou raquetes) achatadas, carnosas e em formato oval, são de ciclo de vida perene e largamente difundida no Nordeste brasileiro. 22 21 d e A palma se encontra seriamente ameaçada por um inseto produtor do ácido carmínico, conhecido como Cochonilha-do-Canuim, Dactylopius opuntial. O inseto espalhou-se de modo desordenado, devastando as plantações da palma forrageira no Semiárido e provocando prejuízos na produção pecuária. A suculência da palma é uma característica diretamente relacionada com a capacidade de conservar água. A chave para conservação da água na palma está no número elevado de estômatos e no fechamento noturna dos mesmos, resultando que a maior parte desta água acumulada durante o dia não se perca durante a noite, quando as temperaturas são mais amenas e a umidade relativa do ar é mais alta. A palma pertence a um grupo de plantas que trocam CO2 com a atmosfera num horário cm que as plantas C3 e C4 estão com os estômatos fechados, grupo este denominado Metabolismo Ácido das Crassuláceas (MAC). A suculência na palma se manifesta de diversas formas: em nível morfológico, por suas “raquetes” grossas, e em nível anatômico, por seus grandes vacúolos cheios de água, nas células fotossintéticas e as diversas células armazenadoras de água. (UFG 2014) Analise a figura a seguir. A figura ilustra a curva de crescimento da parte aérea de duas espécies vegetais (A e B) nativas do Cerrado, a partir da germinação da semente, durante o período de um ano. Considere que, nesse período, as condições climáticas e edáficas foram típicas da região e que a taxa de crescimento foi calculada pelo quociente entre a variação da altura (cm) e do tempo (meses do ano). A seta indica a ocorrência de queimada. Os dados apresentados mostram que o hábito de crescimento das duas espécies é distinto, pois, na espécie A: a brotação é inibida pela ocorrência de queimada, enquanto, na espécie B, esse fator destrói a parte aéreapreexistente. o crescimento da parte aérea é menos sensível à precipitação, enquanto, na espécie B, esse fator não altera o crescimento. o crescimento da parte aérea é nulo durante o período de dias longos, enquanto, na espécie B, esse fator não altera o crescimento. a germinação da semente é estimulada pela ocorrência de queimada, enquanto, na espécie B, esse processo ocorre devido ao aumento da disponibilidade de água no solo. o aumento da massa fresca é inversamente proporcional à temperatura média mensal, enquanto, na espécie B, esses fatores são diretamente correlacionados. a b c d e a b c d e O intumescimento observado foi causado pelo acúmulo de: solutos orgânicos que não puderam ser transportados pelo floema rompido. solutos inorgânicos nos vasos lenhosos acima do anel removido. seiva bruta nos vasos condutores removidos junto com o anel de casca. produtos da fotossíntese no xilema que foi partido com o corte na casca. substâncias que não puderam ser usadas no processo fotossintético. (UPE 2015) “Planta no quarto não mata ninguém: - Se fosse, não haveria um índio vivo na Floresta Amazônica”, argumenta o botânico Gilberto Kerbauy, da Universidade de São Paulo. (Disponível em: http://super.abril.com.br/cotidiano/planta-quarto- nao-mata-ningue,-437671.shtml) Essa afirmativa baseia-se na seguinte crença: As plantas consomem o gás carbônico durante o processo de respiração, diminuindo-o da atmosfera. À noite, as plantas consomem oxigênio no processo de respiração, deixando-o rarefeito no quarto. No processo de fotossíntese, as plantas consomem oxigênio e água, deixando o ar mais seco. a b c d e 20 a b c EX ER CÍ CI O S 97www.biologiatotal.com.br 23 24 a b c d e 25 26 (UFRGS 2014) Considere as seguintes afirmações sobre as relações hídricas e fotossintéticas das plantas. I. A água absorvida pelas raízes percorre uma única via, através dos espaços intercelulares. II. A abertura dos estômatos permite a saída do vapor de água e a entrada do CO2 atmosférico por difusão. III. Apenas uma fração da água absorvida é retida na planta e utilizada em seu metabolismo. Quais estão corretas? Apenas I. Apenas II. Apenas I e III. Apenas II e III. I, II e III. (MACKENZIE 2013) Respiração e transpiração são dois processos que ocorrem nas plantas e no ser humano. A respeito disso, considere as afirmações abaixo: I. A transpiração nesses organismos tem finalidades diferentes. II. Na transpiração do ser humano, a água é eliminada na forma gasosa, enquanto nas plantas ela é eliminada na forma líquida. III. A fase aeróbica da respiração no ser humano ocorre nas mitocôndrias, enquanto nas plantas, ela ocorre nos plastos. IV. Tanto nas plantas quanto no ser humano, a respiração ocorre o tempo todo. Assinale se estão corretas, apenas, I e II. I e III. I e IV. II e III. II e IV. (UDESC 2013) Analise as proposições abaixo em relação aos estômatos da planta. I. Os estômatos estão localizados, principalmente, na epiderme inferior das folhas e são constituídos por duas células clorofiladas em forma de rim ou feijão, que são chamadas de células-guarda. II. Os fatores que estimulam a abertura e o fechamento dos estômatos são a luz, a concentração a b c d e a b c d e de gás carbônico, a concentração de íons e o grau de hidratação da planta. III. A absorção de água pelas células-guarda do estômato altera a sua forma e faz com que o espaço entre elas, chamado de ostíolo, se feche. IV. Os estômatos permitem a transpiração da planta e também a troca de gases com a atmosfera. Assinale a alternativa correta. Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras. Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras. Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. (UFTM 2012) Uma planta da mata atlântica foi submetida a condições ideais de temperatura, umidade no solo e concentração de gás carbônico, e mantida sob luminosidade natural ao longo dos dias. O gráfico que melhor expressa a variação da transpiração, ao longo de pelo menos dois dias, é indicado em a b c d e EX ER CI CI O S 98 30 29 28 (UNESP 2016) Considere o seguinte experimento: Um experimento simples consiste em mergulhar a extremidade cortada de um ramo de planta de flores com pétalas brancas em uma solução colorida. Após algum tempo, as pétalas dessas flores ficarão coloridas. (Sergio Linhares e Fernando Gewandsznajder. Biologia hoje, 2011.) Considere os mecanismos de condução de seiva bruta e seiva elaborada nos vegetais. Nesse experimento, o processo que resultou na mudança da cor das pétalas é análogo à condução de: seiva elaborada, sendo que a evapotranspiração na parte aérea da planta criou uma pressão hidrostática positiva no interior do floema, forçando a elevação da coluna de água com corante até as pétalas das flores. seiva bruta, sendo que, por transporte ativo, as células da extremidade inferior do xilema absorveram pigmentos do corante, o que aumentou a pressão osmótica nas células dessa região, forçando a passagem de água com corante pelo xilema até as células das pétalas das flores. seiva elaborada, sendo que, por transporte ativo, as células adjacentes ao floema absorveram a sacarose produzida nas pétalas da flor, o que aumentou a pressão osmótica nessas células, permitindo que, por osmose, absorvessem água com corante do floema. seiva bruta, sendo que a evapotranspiração na parte a b c d e aérea da planta criou uma pressão hidrostática negativa no interior do xilema, forçando a elevação da coluna de água com corante até as pétalas das flores. seiva elaborada, sendo que a solução colorida era hipotônica em relação à osmolaridade da seiva elaborada e, por osmose, a água passou da solução para o interior do floema, forçando a elevação da coluna de água com corante até as pétalas das flores. (PUCSP 2017) Os anéis de crescimento caulinar são utilizados para estimar a idade de espécies vegetais arbóreas que formam um desses anéis por ano, em condições de clima temperado. A largura desses anéis varia de acordo com as condições climáticas da primavera e do verão às quais a planta ficou exposta ao longo de sua vida: anéis estreitos indicam crescimento limitado diante de clima mais frio e seco, e anéis largos são formados em condições climáticas mais quentes e úmidas, que favorecem um maior crescimento em largura do caule. O gráfico a seguir mostra a variação da largura média desses anéis em coníferas de mais de 500 anos de idade. Considerando as informações acima e o gráfico fornecido, assinale a alternativa correta. O gráfico mostra que, nas coníferas estudadas, os meristemas apicais reduziram suas atividades a cada duzentos anos, aproximadamente. As variações em largura dos anéis registradas no gráfico indicam intensa atividade do câmbio vascular no século XX, possivelmente devido ao aquecimento global. No início do século XVII, essas coníferas produziram mais vasos lenhosos que liberianos, possivelmente por influência de um clima mais frio e seco. Os dados do gráfico permitem concluir que existe periodicidade na produção de novas células do parênquima medular, produção essa que se intensificou durante o século XX. (UEL 2011) A figura a seguir é uma fotomicrografia ao microscópio óptico de estômato de Tradescantia, em vista frontal: a b c d (UDESC 2012) Analise as proposições abaixo, em relação à fisiologia vegetal: I. O estômato é formado por duas células clorofiladas que são chamadas de células-guarda. Elas possuem o formato de rins. II. As células do parênquima clorofiliano, quando perdem água, começam a secretar o ácido abscísico, que é um hormônio inibidor do transporte ativo de íons potássio, promovendo o fechamento dos estômatos. III.Os estômatos das folhas devem estar fechados para que a planta realize uma boa fotossíntese. Assim, as folhas ficam menos concentradas e, por osmose, absorvem água por transpiração. IV. A absorção de energia luminosa é um dos fatores que estimula o transporte ativo de íons de potássio que se acumulam na célula, permitindo a abertura dos estômatos. Assinale a alternativa correta. Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras. Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras. Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras. 27 a b c d e EX ER CÍ CI O S 99www.biologiatotal.com.br a b c d e Os estômatos são responsáveis pela regulação das trocas gasosas e pela transpiração nos vegetais. A concentração de CO2 e a temperatura atmosférica são fatores ambientais que influenciam no controle do mecanismo de abertura e fechamento dos estômatos. Com base na figura, no texto e nos conhecimentos sobre o processo de abertura e fechamento de estômatos, assinale a alternativa que explica corretamente as razões fisiológicas pelas quais a luz influencia neste processo. Na ausência de luz, as células-guarda recebem íons Na+, perdem água para o ambiente por osmose, tornam-se murchas e, como consequência, o ostíolo se fecha. Na presença de luz, as células-guarda eliminam íons K+, perdem água para o ambiente por osmose, tornam-se flácidas e, como consequência, o ostíolo se fecha. Na ausência de luz, as células-guarda eliminam íons Na+, absorvem água por osmose, tornam-se túrgidas e, como consequência, o ostíolo se abre. Na presença de luz, as células-guarda recebem íons K+, absorvem água por osmose, tornam-se túrgidas e, como consequência, o ostíolo se abre. Na presença de luz, as células-guarda recebem íons Na+, perdem água para o ambiente por osmose, tornam-se flácidas e, como consequência, o ostíolo se abre. ANOTAÇÕES B O TÂ N IC A 100 GABARITO DJOW FISIOLOGIA VEGETAL CAIU NA UNESP - 2018 CAIU NA UNICAMP - 2018 CAIU NA UNICAMP - 2018 CAIU NA UFRGS - 2018 CAIU NA FAMERP - 2018 CAIU NA UERJ - 2017 [E] Na condição 2, planta irrigada, os estômatos das folhas permanecem abertos. A abertura dos ostíolos depende do bombeamento de K+, das células acessórias para o interior das células guarda, tornando-as hipertônicas e, consequentemente, túrgidas. [C] Os vegetais respiram o dia todo e fotossintetizam durante o período diurno, enquanto há luz solar. a) Floresta A. Nos períodos de maior precipitação (setembro a abril) a transpiração é mais intensa e, consequentemente, maior é o lançamento de água do solo para o ar. A floresta A apresenta maior biomassa, porque capta maior quantidade de CO2 da atmosfera. b) A concentração de vapor de água da atmosfera é menor por conta do fechamento dos estômatos e da redução da transpiração foliar. A concentração de CO2 atmosférico aumenta devido à menor captação pela vegetação no período mais seco. [B] O movimento ascendente da água pelo xilema ocorre também pela pressão positiva da raiz. A tensão provocada pela transpiração é responsável pelo transporte da seiva bruta (inorgânica ou mineral). [A] A imagem mostra dois estômatos, estruturas epidérmicas encontradas principalmente nas folhas das plantas, responsáveis pelos processos de transpiração, através da eliminação de vapor d’água, e trocas gasosas de gás carbônico e oxigênio. Espécie: B. Justificativa: devido à grande disponibilidade de água, os estômatos permanecem abertos durante todo o dia. Concentração: menor. Justificativa: as células-guarda da espécie A perdem íons potássio e água, diminuindo a abertura dos estômatos e reduzindo a perda de água. 1- [A] São macronutrientes necessários para o desenvolvimento normal dos vegetais: N, P, K, Ca, Mg, S. Os outros minerais são necessários em quantidades pequenas e, por esse motivo, denominados, micronutrientes. 2- [E] De acordo com a teoria da sucção-absorção, a subida da seiva bruta pelos vasos lenhosos do xilema é determinada, principalmente, pela transpiração realizada pelos estômatos localizados nas folhas das árvores. 3- [C] De acordo com a teoria da coesão-tensão de Dixon, a subida da seiva bruta pelos vasos lenhosos do xilema é determinada pela sucção da copa causada, principalmente, pela transpiração estomática das folhas. 4- [D] Os vasos condutores da seiva bruta (mineral ou inorgânica) são denominados xilemáticos (xilema ou lenho). A forma principal de perda de água pelas plantas terrestres é através das aberturas dos estômatos situados na epiderme das folhas. 5- [E] As sementes de plantas espermatófitas apresentam o estado de dormência para que possam germinar em condições ideais de umidade, temperatura e luminosidade. 6- [E] A cutícula, constituída por substâncias gaxas, impermeabiliza a superfície de partes aéreas das plantas, evitando a perda excessiva de água para o meio ambiente. RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2Mk1d5G RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2MwzUBU RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2OWvxSe RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2OWGRh5 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2MwAvn8 B O TÂ N IC A 101www.biologiatotal.com.br 7- [E] Os pelos absorventes epidérmicos presentes nas raízes de angiospermas são os principais responsáveis pela absorção de água e sais minerais que compõem a seiva bruta (ou inorgânica). 8- [B] Os plasmodesmos são canais que conectam os citoplasmas de células vizinhas, proporcionando a troca de substâncias entre elas. Assim, quando a planta sofre estresse e diminui o transporte por xilema e floema, os plasmodesmos atuam com maior efetividade em transportes longos. 9-[C] A transpiração foliar causa uma força de sucção (pressão osmótica) que promove o fluxo de água desde as raízes até as folhas, no interior do xilema. 10- [B] A subida da seiva mineral através dos vasos lenhosos do xilema ocorre devido à sucção da copa provocada pela transpiração foliar, capilaridade, coesão entre as moléculas de água e a adesão desta com os vasos condutores. 11- [D] A intensidade da luz, a concentração de CO2 e a disponibilidade hídrica regulam a abertura a o fechamento estomático. 12- [C] O transporte de água desde a raiz até as folhas das plantas traqueófitas ocorre devido à sucção exercida pela copa, cujas folhas transpiram. A coesão entre as moléculas de água e adesão destas com as paredes dos vasos lenhosos permite a subida de seiva bruta pelo xilema em estado de tensão. 13- [C] O fechamento estomático ocorre quando a concentração de O2 na câmara subestomática é baixa. 14- [C] O fechamento estomático durante o dia é uma adaptação fisiológica que reduz o risco de desidratação nas horas mais quentes do dia, em ambientes áridos. 15- [B] O gráfico mostra que na estação chuvosa a taxa respiratória das plantas é maior do que na estação seca, porque no período chuvoso o fluxo de CO2 para o ambiente é maior. 16- [B] Em A, há baixa intensidade luminosa, portanto, diminuição da fotossíntese, que acarretará em menor produção de O2 do que CO2 e a planta consumirá seus recursos até morrer. 17- [B] As células vegetais podem acumular, em seus vacúolos, soluções que absorvem água por osmose, aumentando a pressão hidrostática interna, que pressiona a parede celular. No entanto, uma força de igual intensidade e oposta é exercida pela parede celular, mantendo a integridade e sustentação celular. 18- [C] O corte do ramo com flor no interior da água evita a entrada de ar nos vasos xilemáticos e, consequentemente, a interrupção do fluxo da seiva bruta. 19- [A] A remoção do anel da casca em uma planta angiosperma dicotiledônea provoca o acúmulo de compostos orgânicos em sua parte superior, porque foi rompido o floema, tecido condutor que transporta a seiva orgânica das folhas até as raízes do vegetal. 20- [B] Durante o período escuro do dia, as plantas respiram,consumindo o oxigênio e eliminando o dióxido de carbono para o meio ambiente. 21- [C] A chave para a conservação da água nos tecidos da palma é o fechamento estomático diurno, quando a temperatura ambiental é maior e a umidade menor. 22- [D] O gráfico mostra que a espécie A é mais apta no tocante à germinação de suas sementes após a queimada. A germinação das sementes da espécie B é favorecida durante os meses mais chuvosos do ano, no cerrado brasileiro. 23- [D] Grande parte da água absorvida pelas raízes das plantas é perdida nas folhas sob a forma de vapor. Portanto, apenas uma pequena parte da água é utilizada no seu metabolismo. O CO2 atmosférico penetra nas folhas pelos estômatos através de um processo denominado difusão. A água absorvida pelas raízes percorre diferentes vias até chegar aos demais órgãos da planta, como através das paredes celulares e dos espaços intercelulares e também através das células. 24- [C] [II] Incorreto: A transpiração em animais e vegetais ocorre por meio da eliminação de água na forma de vapor. [III] Incorreto: A fase aeróbica da respiração ocorre nas mitocôndrias presentes em células animais e vegetais. 25- [C] III. Incorreto: O ganho de água pelas células-guarda dos estômatos altera a sua forma e faz com que o espaço entre elas, chamado ostríolo, se abra. 26- [B] Gráfico B. As plantas de matas tropicais, geralmente, abrem seus estômatos nas horas mais quentes do dia, porque a disponibilidade de água no solo desse ecossistema é abundante. 27- [E] O item [III] está incorreto. O estômato estando fechado impede a entrada de CO2. Portanto, a fotossíntese da planta será prejudicada. 28- [D] RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2OrSYlt RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2MvQi5u RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2OUKkwJ RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2MbZG1j RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2MeMqc7 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2MxTBcp RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2OUOc0J RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2KF0KWB RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2MwSoCg RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2MvjKsd RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2KE6SP3 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2MgyaQm RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2OW2sGl RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2OSySBA RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2MdnGkM RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2OVcs2I RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2Mcni5W B O TÂ N IC A 102 A mudança da cor das pétalas é análoga à condução da seiva bruta, sendo que a evapotranspiração da parte aérea do vegetal cria uma pressão hidrostática negativa no interior dos vasos lenhosos do xilema, causando a subida da coluna líquida com corante até as pétalas das flores. 29- [B] O aumento da largura dos anéis xilemáticos do caule no século XX reflete a elevação da temperatura global. 30- [D] Na presença de luz, as células guarda recebem íons K+, tornando-se hipertônicas em relação às células vizinhas. Consequentemente, elas ganham água por osmose, tornam-se túrgidas e o ostíolo abre. ANOTAÇÕES