Nutricao Mineral

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NUTRIÇÃO MINERAL DE PLANTAS
Estudo de como as plantas absorvem, transportam, assimilam e utilizam os solutos minerais.
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INTRODUÇÃO
● As plantas absorvem do solo todos os elementos químícos que estiverem na forma disponível;
● Qualquer elemento pode ser tóxico para as plantas, quando presente em elevadas concentrações;
Água: 80 a 90%
Matéria seca: 20%
 ▪ Carbono: ar, como CO2 
 ▪ Oxigênio e hidrogênio: O e H (água)
 ▪ Minerais: solo
90-95% do 
total
● Composição elementar da planta:
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CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS MINERAIS
 (ARNON e STOUT, 1939) 
Critério de essencialidade
Elementos essenciais: são os nutrientes sem os quais a planta
não vive.
b) Elementos benéficos ou úteis: não são essenciais, no entanto a sua presença contribui para o crescimento e produção. 
 Exemplos:
● Silício (Si): função estrutural e de resistência a pragas e doenças, especialmente, para as gramíneas;
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● Cobalto (Co): nutriente essencial para as leguminosas: indispensável ao Rhizobium, microrganismo responsável pela fixação biológica do nitrogênio;
● Sódio (Na): plantas C4 e CAM precisam de sódio para regeneração fosfoenolpirivato (PEP) na fixação do carbono; substitui o potássio como um soluto osmoticamente ativo (manutenção da turgescência celular);
● Selênio (Se): ativador enzimático, que proporciona maior atividade do sistema anti-oxidante.
c) Elementos tóxicos: essenciais ou não, apresentam efeitos tóxicos para as plantas, quando em alta concentração. 
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 Macronutrientes (%)
Nitrogênio (N), Fósforo (P), Potássio (K)
Cálcio (Ca), Magnésio (Mg), Enxofre (S) 
Micronutrientes (ppm)
Ferro (Fe), Cobre (Cu), Manganês (Mn), Zinco (Zn), 
Molibdênio (Mo), Boro (B), Cloro (Cl), Níquel (Ni) 
MACRONUTRIENTES E MICRONUTRIENTES
 Classificação de acordo com a concentração necessária para o crescimento da planta:
ELEMENTOS ESSENCIAIS
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ABSORÇÃO, TRANSPORTE E REDISTRIBUIÇÃO
Absorção
Processo pelo qual o elemento passa do substrato para uma parte qualquer da célula.
Transporte ou translocação: 
É a transferência do elemento, em forma igual ou diferente da absorvida, de um órgão ou região de absorção para outro qualquer.
Redistribuição: 
É a transferência do elemento de um órgão para outro em forma igual ou diferente da absorvida.
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REDISTRIBUIÇÃO 
Ocorre via floema;
Elementos com alta concentração no floema: K, P, Mg, S, Cl e Na
O enxofre (S) ocorre como aminoácidos (glutationa, metionina,
cisteína) ou como sulfato;
Mobilidade no floema:
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CONTATO ÍON-RAIZ
INTERCEPÇÃO RADICULAR
À medida que a raiz se desenvolve entra em contato com íons da
fase líquida e sólida do solo. Pequena contribuição na absorção.
Ex.: Ca
B) FLUXO DE MASSA
Íons carregados para a raiz junto com o fluxo de água, ocasionado pela transpiração (gradiente de potencial hídrico), responsável pela maior parte da absorção total. Depende: taxa transpiratória e concentração do elemento no solo. Ex.: NO-3 , S, Mg, Ca
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C) DIFUSÃO
Movimento de íons em direção a raiz em função de diferença de concentração. Processo muito lento, importante para pequenas distâncias. Ex.: K e P
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Estes mecanismos variam com a espécie e com as
condições de solo e da planta, podendo variar também ao
longo do ciclo de vida da planta.
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Absorção passiva
Corresponde à ocupação do apoplasto radicular (parede celular, espaços intercelulares e superfície externa do plasmalema); 
 ESPAÇO LIVRE APARENTE (ELA)
A favor de um gradiente de concentração; sem gasto de energia;
Ocorre por fluxo de massa, difusão e troca iônica;
Não é influenciado por baixas temperaturas;
Rápido e reversível.
 
8 a 15 % do volume total do tecido
ABSORÇÃO RADICULAR
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Espaço livre de Donnan (ELD) 
Microporos (2% do volume total)
Local que possui carga elétrica, onde os íons podem ser adsorvidos.
Carga elétrica negativa (hidroxilas livres (OH-) das pectinas) 
Carga elétrica positiva (glicoproteínas). 
As cargas negativas predominam, por isso a raiz é considerada um trocador de cátions.
Dicotiledôneas > CTC 
Espaço Livre Aparente (ELA)
EQUILÍBRIO DE DONNAN 
Quando ocorre o equilíbrio entre ânions e cátions adsorvidos à parede celular.
Espaço livre da água (ELW)
Macroporos 
Local por onde se movimentam livremente a água e os solutos com ou sem carga. 
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ELD
ELW
Macroporo
Microporo
Cargas negativas da parede celular
ELD
REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DO ELA: ELD + ELW
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Ocupação do simplasto da raiz: íons atravessam a membrana plasmática (plasmalema) e a membrana do vacúolo (tonoplasto);
Contra um gradiente de concentração, através de proteínas carreadoras (enzimas);
Com gasto de energia;
Lento, irreversível e seletivo;
Influenciada por baixas temperatura;
Considerada a absorção verdadeira.
Absorção ativa
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 MEMBRANA PLASMÁTICA (PLASMALEMA)
Proteína Integral
Fosfolipídeos
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H2O
O2
CO2
Difusão 
facilitada
Transporte ativo
TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA
https://youtu.be/p5DJanknzWw
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Molécula transportada
Proteína de canal
Proteína carreadora
Bomba
Membrana
ALTA
BAIXA
Gradiente de potencial eletroquímicio
ATP
Difusão simples
TRANSPORTE PASSIVO
TRANSPORTE ATIVO
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PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS 
Proteínas especializadas que atuam na transferência de moléculas, através da membrana. Ex.: íons, açúcares, aminoácidos, ucleotídeos e outros metabólitos
Proteínas de canal (H2O/aquaporinas) – transporte passivo
Proteínas carreadoras – transporte passivo/ativo
Proteínas carreadoras (bombas) – transporte ativo
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Nos transportes mediados por CARREADORES e BOMBAS são observados os seguintes passos:
• A substância a ser transportada é inicialmente ligada a um sítio específico do carreador;
• A ligação causa uma mudança conformacional da proteína, a qual expõe a substância na solução do outro lado da membrana;
• O transporte é completado quando a substância dissocia do sítio de ligação do carreador e este retorna para a configuração inicial.
PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS 
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Proteínas carreadoras: se ligam especificamente à molécula a ser transportada, tornando o transporte seletivo: transporte passivo ou ativo.
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Transporte ativo primário: 
Depende diretamente da energia liberada pela hidrólise do ATP, que permitirá o movimento de íons contra um gradiente de concentração, através das proteínas carreadoras (bombas). Ex.: Bombas de prótons: bomba de potássio; bomba de hidrogênio; bomba de cálcio
TIPOS DE TRANSPORTE ATIVO
Extracelular
Citoplasma
ATP ADP + Pi + energia 
H+- ATPases
A
B
C
D
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 Funções:
Manter a composição iônica intracelular;
Importar solutos contra o gradiente de concentração; 
Estabelecer um potencial elétrico negativo no interior das células;
Balancear a pressão osmótica nos dois lados da membrana celular.
Bomba de Hidrogênios
Citoplasma
Meio extracelular
Gera um gradiente de H+ , isto é, um gradiente eletroquímico (potencial de membrana) 
https://youtu.be/ltAnJpSEwBI
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Transporte ativo secundário:
 Não depende diretamente da degradação do ATP, o movimento de
partículas está associado à diferença de concentração de íons
(gradiente eletroquímico) estabelecida pelo transporte ativo primário.  
Sistema de co-transporte
Uniporte: íon atravessa sozinho a proteína;
Simporte: dois íons atravessam juntos, no mesmo sentido; Ex.: glicose e aminoácidos juntamente com íons sódio; 
Antiporte: dois íons passam juntos, mas em sentidos opostos. Ex.: sódio-cálcio 
Uniporte
Simporte
Antiporte
https://youtu.be/kyPvk2nHeyg