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FONTES DE ÁGUA PARA AS PLANTAS

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FONTES DE ÁGUA PARA AS PLANTAS--Água = solvente universal; No solo e na planta, a água está sempre associada com solutos (formando soluções) ou colóides (formando emulsões coloidais); Várias propriedades da água são decorrentes de sua estrutura de dois hidrogênios ligados ao oxigênio; Há formação de dois pólos na molécula de água: um negativo formado pelas cargas residuais do oxigênio e outro positivo formado pelos dois hidrogênios; Esse dipolo gera ligações (pontes de hidrogênio) entre o oxigênio e uma molécula de água e do hidrogênio com outra molécula; SOLUTOS E COLÓIDES
OS SOLUTOS MAIS IMPORTANTES encontrados no solo são os sais e íons derivados da intemperização das rochas matrizes, da decomposição da matéria orgânica e dos fertilizantes aplicados; OS COLÓIDES podem ser de natureza inorgânica (argilas) ou de natureza orgânica (húmus); NA PLANTA, OS SOLUTOS SÃO OS SAIS ou íons absorvidos e não assimilados e os compostos orgânicos sintetizados pelas plantas (glicose, frutose, sacarose, aminoácidos, ácidos, amidas...); os colóides são as micelas (conglomerados de moléculas) protéicas e de celulose, pectinas SOLUÇÕES
Nas células vegetais, as soluções verdadeiras estão nos vacúolos das células (no hialoplasma delimitado por uma membrana semipermeável denominada tonoplasto); EMULSÕES COLOIDAISA emulsão coloidal ocorre quando as partículas dispersas são maiores que 10 j (proteínas, húmus, micelas de celulose, pectinas, argilas), denominadas colóides; POTENCIAL MATRICIAL ou potencial de embebição = capacidade de retenção de água dos colóides.
CAPILARIDADE-A capacidade de coesão, adesão e tensão superficial da água.PROCESSOS DE TRANSPORTE DE ÁGUA: DIFUSÃO, OSMOSE E FLUXO DE MASSA------- DIFUSÃO---As moléculas de água em uma solução não estão estáticas, estão em contínuo movimento, colidindo umas com as outras e trocando energia cinética; as moléculas misturam-se como resultado da agitação térmica aleatória das mesmas;A difusão é o movimento de soluto e solvente devido a uma diferença no conteúdo energético; Em vegetais a difusão ocorre através de membranas permeáveis permitindo passagem de soluto e solvente; FLUXO DE MASSA: É o movimento em conjunto de grupos de moléculas em massa, em resposta a um gradiente de pressão;O fluxo de massa governado por pressão determina o transporte de água de longa distância no xilema; OSMOSE Caso particular de difusão; ocorre através de uma membrana semipermeável, isto é, permite apenas a passagem do solvente (água) devido a um gradiente de potencial da água; A passagem da água (solvente) através de uma membrana semipermeável será do meio mais diluído, com potencial energético mais alto da água, para a solução mais concentrada (menor potencial energético da água); a osmose ocorrerá até que as duas soluções apresentem o mesmo potencial energético (mesma concentração), atingindo o equilíbrio dinâmico; Nos tecidos vegetais, a entrada de água por causa de um gradiente de concentração/potencial provoca uma pressão interna de sentido contrário à pressão osmótica= pressão de turgescência (pressão exercida pela solução celular sobre a parede celular: 
A OSMOSE OCORRE ESPONTANEAMENTE em resposta a uma força propulsora: Na difusão substâncias movem-se a favor de um gradiente de concentração;No fluxo de massa por gradiente de pressão; Na osmose os dois tipos acima influenciam o transporte; COMPONENTES DO POTENCIAL DA ÁGUA --------POTENCIAL DE PRESSÃO Ψp Só existe em situações em que o solo está saturado de água, estando a água livre (inundação), exercendo uma carga hidráulica sobre o solo saturado; quanto maior for esta pressão maior será o estado de energia da água; são consideradas somente as pressões positivas (acima da pressão atmosférica);POTENCIAL GRAVITACIONAL Ψg Força gravitacional constante que atua na unidade de volume de água, sendo a força responsável pela drenagem da água nos solos; POTENCIAL MATRICIAL Ψm O potencial matricial refere-se aos estados de energia da água devido a sua interação com as partículas sólidas (orgânicas e minerais) do solo, denominadas de matriz do solo; essa interação se deve aos fenômenos de capilaridade e adsorção;Também chamado de “pressão negativa” ou “tensão da água no solo”; será sempre negativo pois a matriz confere à água energia menor do que seu estado livre à pressão atmosférica; POTENCIAL OSMÓTICO ΨOS Quanto mais concentrada uma solução, menor será o estado de energia da água e, portanto, mais negativo será o valor de Ψos; CAPACIDADE DE CAMPO (CC): capacidade de retenção de umidade dos solos; é o conteúdo de água de um solo depois de ter sido saturado com água e de permitida a drenagem do excesso;PONTO DE MURCHA PERMANENTE (PMP): a quantidade total de água armazenada na capacidade de campo não é totalmente disponível; com a perda por evapotranspiração e drenagem, a energia da água diminui e passa a não atender as necessidades da planta; quando o Ψm está em torno de -15 atm ou 0 – 1,5 Mpa. ÁGUA DISPONÍVEL--Expressão da água disponível (AD): a água disponível representa a quantidade de água contida num solo entre a CC e o PMP; não é totalmente disponível, pois à medida que diminui o teor de água no solo, o potencial torna-se muito negativo = a força de retenção é superior à capacidade de absorção das raízes das plantas; RELAÇÕES ÁGUA-PLANTA—O potencial de água do suco celular Ψc é determinado pela concentração de solutos no vacúolo Ψos, pela quantidade de substâncias hidratadas Ψm e pela pressão de turgescência Ψp exercida pela parece celular:Ψc = Ψos + Ψm + Ψp Os solutos e a matriz diminuem o potencial energético da água, os valores de Ψos e Ψm são negativos e o Ψp é positivo;O potencial de pressão Ψp é a pressão de turgescência, a pressão da membrana ou da parece celular exercida pela água na célula, em sentido contrário ao potencial osmótico de água; O potencial mátrico (que são forças de embebição) é importante em tecidos vegetais com baixos teores de água, como as sementes secas e em células jovens em que o volume de hialoplasma é maior que o volume dos vacúolos
A PLASMÓLISE DE UMA CÉLULA é provocada pela perda de água, por osmose, ao ser colocada em contato com uma solução externa com potencial de água mais negativo que a sua (meio mais concentrado); pode ocorrer em plântulas ou raízes em contato com adubo que apresente alto índice salino e baixa disponibilidade de água no solo. Quando as células perdem água por evaporação = murcha; ABSORÇÃO DE ÁGUA PELAS PLANTASA água entra nas raízes principalmente através das paredes celulares dos pêlos absorventes e das células epidérmicas, a água passa, primeiro, através de sucessivas camadas de células corticais (córtex) e, depois através da endoderme; nas paredes da endoderme, são encontrados as estrias de Caspary com suberina que se opõ e ao movimento da água;ESTRIA DE CASPARY= 
banda de paredes celulares radiais na endoderme impregnadas com substância cerosa e hidrofóbica (suberina); a estria de Caspary quebra a continuidade da rota apoplástica forçando a água e os solutos a cruzarem a endoderme pela membrana plasmática (simplasto).
O MOVIMENTO DA ÁGUA desde a célula epidérmica ATÉ O XILEMA pode ocorrer através do APOPLASTO OU SIMPLASTO; MECANISMOS DE ABSORÇÃO--Para que a planta possa absorver água, há necessidade de que o potencial total de água na raiz seja menor que o do solo; O abaixamento do potencial de água nas raízes deve-se a:--Taxa transpiratória---Acúmulo de solutos nas células radiculares MECANISMO ATIVO --O acúmulo de solutos de origem metabólica (respiração) no sistema radicular cria uma pressão radicular (quando os potenciais hídricos do solo são altos e a transpiração é baixa);A alta concentração de sais promove o abaixamento do potencial de água no xilema, estabelecendo um gradiente com o potencial de água da solução do solo o que permite a entrada de água por osmose; A absorção ativa é a responsável pelo fenômeno da gutação, a água é forçada para fora das folhas (através doshidatódios = que são poros associados às terminações das nervuras nas margens das folhas); MECANISMO PASSIVO Explicado pelo abaixamento de potencial de água na raiz, causado pelo processo transpiratório (as forças da demanda evaporativa da atmosfera promovem um movimento por fluxo de massa; A evaporação da água nas folhas (transpiração), produz decréscimos nos potenciais de água destas células e dos espaços vazios do mesófilo; esse déficit de água se transmite de célula a célula até os vasos do xilema; Em baixas taxas transpiratórias, sem gradiente de pressão, não ocorre fluxo de massa, a água se move por difusão através das células das folhas e raízes; Explica o transporte de água em plantas com até 130 m de altura;
FATORES QUE INFLUEM NA ABSORÇÃO DE ÁGUA 
CONDUTIVIDADE DE ÁGUA DO SOLO --Solos arenosos conduzem melhor a água do que argilosos quando saturados; TEMPERATURA Afeta o metabolismo das raízes, permeabilidade do protoplasma e a viscosidade da água; Temperaturas baixas reduzem a permeabilidade das membranas; diminuem a taxa respiratória;DISPONIBILIDADE DE ÁGUA Quanto mais próximo da capacidade de campo estiver o solo, maior será a disponibilidade para as plantas; AERAÇÃO Essencial para as atividades metabólicas das raízes (acúmulo de solutos no xilema= absorção de água);Os sintomas de deficiência de aeração nas plantas manifestam-se através do amarelecimento das folhas, redução do crescimento e aparecimento de raízes adventícias; POTENCIAL DA SOLUÇÃO DO SOLO Quanto mais baixos forem os potenciais de água no solo, menor será a absorção de água pelas raízes; A adubação na linha pode trazer prejuízos às plântulas logo após a germinação, pois essas não conseguem absorver água; MICORRIZAS Aumentam a capacidade de absorção de água pelas plantas; FATORES INTERNOS Permeabilidade das raízes---- Extensão das raízes CIRCULAÇÃO DE ÁGUA NA PLANTA Após chegar ao xilema da raiz, a água é transportada, passivamente, até a parte aérea por causa da tensão, arrastando junto os minerais, movimento apoplástico; No xilema estabelece-se um meio contínuo de água desde as raízes até as folhas, sendo o movimento ascendente de água causado pelo gradiente de potencial; A velocidade de circulação de água no xilema pode alcançar 75 cm /minuto; A manutenção de uma coluna de água líquida no xilema está relacionada com a força de coesão das moléculas de água; A perda de água nas folhas gera um abaixamento do potencial de água que se transmite de célula para célula até o xilema; Quando a água chega ao tecido foliar, através da irrigação promovida pelas nervuras, passa para as células por diferença de potencial; o potencial de água nas células da folha deve ser mais negativo do que o potencial da água no xilema; através dos plasmodesmas ocorre o movimento da água de célula para célula FUNÇÕES DA ÁGUA NAS PLANTAS----REAGENTE: A água participa de inúmeras reações químicas Hidrólise (C6H11O5)n + nH2O Amido nC6H12O6 Glicose FOTOSSÍNTESE: doadora de elétrons através das oxidrilas (OH) na fase fotoquímica e fornecedora de H+ para a redução do CO2 na fase bioquímica; CONSTITUINTE: O conteúdo de água é determinado através de secagem do material em estufa a uma temperatura de 60-70°C, até peso constante (% MS); MANUTENÇÃO DA TURGIDEZ: A turgidez das folhas permite a máxima superfície exposta para absorção de luz; A abertura do receptáculo floral é dependente da turgidez das células das pétalas e sépalas; O crescimento das raízes e penetração do solo dependem da turgidez; 
SOLVENTE: As reações químicas somente ocorrem em meio aquoso, em função disso a desidratação leva a um redução na taxa metabólica; O transporte de substâncias inorgânicas e orgânicas no xilema e floema e através dos plasmodesmas, só ocorre com a presença da água como solvente;
 CONTROLE TÉRMICO: A evaporação da água tem alto calor latente, dessa forma a transpiração tem efeito de resfriamento, ajudando a dissipar parte da energia calorífica absorvida a partir da radiação solar; TRANSPORTE: por fluxo de massa dos nutrientes pelo xilema;Transporte de fotoassimilados pelo floema da fonte par os drenos (órgãos de crescimento ou armazenamento); PERDA DE ÁGUA PELAS PLANTAS-- Transpiração – estomática, cuticular, lenticular, peridérmica; PROCESSO FISIOLÓGICO QUE OCORRE principalmente nas folhas através da evaporação da água e sua difusão para a atmosfera;Mecanismo resultante de um gradiente de potencial entre a folha e o ar atmosférico; TRANSPIRAÇÃO ESTOMÁTICA-- Distribuição dos estômatos: Somente na epiderme superior (face ventral ou adaxial) = folhas epistomáticas. Somente na epiderme inferior (face dorsal ou abaxial) = folhas hipostomáticas. Estômatos nas duas epidermes = folhas anfistomáticas (maioria das espécies). ESTRUTURA DOS ESTÔMATOS: Constituída por duas células estomáticas ou células-guarda e pelas células acessórias; As células-guarda são grandes, uniformes e têm cloroplastos (realizam fotossíntese); possuem membrana externa elástica e interna inelástica para permitirem a abertura e fechamento estomático. Capacidade difusiva dos estômatos A ÁREA DOS ESTÔMATOS abertos representa, em média, 1% da superfície total de uma folha, a difusão através dos estômatos é 30 vezes mais veloz do que em uma superfície evaporante livre equivalente. MECANISMO DE ABERTURA E FECHAMENTO DOS ESTÔMATOS---- Luz: é o sinal ambiental (abertura: 5 min; fechamento 30 minutos) dominante controlando o movimento estomático em plantas com bom suprimento de água; Gás Carbônico: aumento da concentração na atmosfera provoca fechamento; abaixamento provoca abertura. Depende do ponto de compensação de CO2 (fotossíntese líquida de cada espécie); Teor de água na folha: turgescência das células-guarda; déficits de água aparecem normalmente nas horas de maior transpiração quando a absorção não acompanha as perdas de água; OS ESTÔMATOS SÃO ABERTOS na presença de maiores quantidades de íons potássio pela manhã e fechados por decréscimo nas concentrações de sacarose no final da tarde; TRANSPIRAÇÃO CUTICULAR--- Ocorre diretamente através das células epidérmicas; Vegetais de clima temperado esse tipo de transpiração raramente ultrapassa 10%; Regiões desérticas = nula; Proporcional à camada de cutina sobre a epiderme das folhas; TRANSPIRAÇÃO LENTICULAR--- Ocorre através das lenticelas; Pequenas aberturas existentes na periderme de caules e ramos.Perda insignificante, mas importante quando as plantas perdem as folhas no inverno. GUTAÇÃO Perda de água ou líquido de composição variável (solutos orgânicos e inorgânicos na forma de íons: NH-4, K+, Mg2+, Ca2+...)que ocorre na folha das plantas através dos hidatódios; Ocorre quando a capacidade de campo é máxima e a umidade relativa alta; OS TRAQUEÍDES LIBERAM solução nos espaços intercelulares, e quando houver células de transferência para a captação seletiva de íons há possibilidade de nutrição mineral das folhas. EXSUDAÇÃO Perda da seiva provocada por podas, incisões ou ferimentos; A seiva perdida nas exsudações apresenta água, sais e íons absorvidos e transportados para a parte aérea, por isso as podas devem ser realizadas nos períodos de dormência das plantas onde o movimento da seiva é mínimo. DÉFICIT HÍDRICO; Disponibilidade de água no solo; Diferença entre taxa respiratória e absorção. EFEITOS DO DÉFICIT HÍDRICO ; Fechamento dos estômatos;Fotossíntese;Respiração: a taxa respiratória das folhas diminui mas ainda é proporcionalmente maior que a fotossíntese, reduzindo a fotossíntese líquida; Síntese de proteínas;Crescimento e desenvolvimento (divisão e elongação das células) SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA HÍDRICA - Murcha incipiente: Murcha transitória: Murcha permanente: Murcha fisiológica: decorrente EFEITOS DO EXCESSO DE ÁGUA-- Redução do crescimento e rendimento das culturas:Solos encharcados promovem a expulsão do oxigênio, causando a respiração anaeróbica das raízes (processo de baixa eficiência energética e que acidifica as células da raiz pois produz ácido láctico e etanol que serão convertidos em ácido acético);Menor crescimento radicular e menor absorção de nutrientes. 
 
1-EXPLIQUE DETALHADAMENTE A ABSORÇÃO DE ÁGUA PELAS RAÍZES. A água entra nas raízes principalmente através das paredes celulares dos pêlos absorventes e das células epidérmicas, a água passa, primeiro, através de sucessivas camadas de células corticais (córtex) e, depois através da endoderme; nas paredes da endoderme, são encontrados as estrias de Caspary com suberina que se opõe ao movimento da água;
3- QUAL A FUNÇÃO DAS ESTRIAS DE CASPARY? A estria de Caspary quebra a continuidade da rota apoplástica, forçando a água e os solutos a atravessarem a endoderme pela membrana plasmática.
4-COMO OCORRE O TRANSPORTE DE ÁGUA ATRAVÉS DO XILEMA? QUAIS AS FORÇAS ENVOLVIDAS? QUAIS PROPRIEDADES DA ÁGUA CONTRIBUEM PARA QUE OCORRA O TRANSPORTE? O QUE É A TEORIA DA COESÃO-TENSÃO? A água no topo de uma árvore desenvolve uma grande tensão, a qual puxa a água pelo xilema. Esse mecanismo, proposto no final do século xix, é chamado de teoria coesão tensão de ascensão da seiva, pois ele requer as propriedades de coesão da água para suportar grandes tensões nas colunas de água do xilema. 
5-DIFERENCIE OSMOSE, DIFUSÃO E FLUXO DE MASSA EXPLICANDO ONDE CADA UM OCORRE E EM QUE PROCESSOS CELULARES SÃO IMPORTANTES.Difusão é o movimento de moléculas por agitação térmica aleatória. Difusão causa o movimento líquido de moléculas de regiões de alta concentração para regiões de baixa concentração – ou seja, ao longo de um gradiente de concentração.Fluxo de massa – movimento em conjunto de grupos de moléculas em massa, mais comumente em resposta a um gradiente de pressão. O fluxo de massa da água movido por pressão é responsável pelo transporte de longa distância da água no xilema.Osmose – os dois tipos de gradientes influenciam o transporte. 
6-Explique os processos bioquímicos envolvidos na abertura e fechamento estomático.
7-O que são elementos traqueais? Qual a diferença morfológica e funcional entre Traqueídes e Elementos de Vaso. Desenhe os Traqueídes e Elementos de vaso identificando seus componentes.
8-O que significa turgidez celular? Qual a função do vacúolo na turgidez celular?
9-O QUE É POTENCIAL HÍDRICO? O movimento da água é função de alguns componentes, O potencial hídrico é a soma dos efeitos da pressão física (potencial de pressão) o potencial osmótico e o potencial mátrico. Sendo que este último tem pouca influência sobre o movimento da água em células vegetais após a embebição de sementes.Definido como o potencial químico da água dividido pelo volume molar parcial da água. O potencial hídrico é uma medida da energia livre da água por unidade de volume. 
10- Explique detalhadamente como a concentração de solutos, a pressão e a gravidade contribuem para o potencial hídrico celular.
11- EXPLIQUE O PROCESSO DE ENTRADA DE ÁGUA E ÍONS NA CÉLULA. Exosmose - o fluxo de água é feito do interior para o exterior; Endosmose - o fluxo de água é feito do exterior para o interior. Endosmose é o movimento resultante das forças de capilaridade no suporte
12- O QUE SÃO AS AQUAPORINAS E QUAL FUNÇÃO EXERCEM NA CÉLULA? As Aquaporinas são uma classe proteínas integrais de membrana que formam poros na membrana celular das células biológicas. As aquaporinas conduzem seletivamente as moléculas de água, para dentro e fora da célula, ao mesmo tempo prevenindo a passagem de íons e outros solutos. As aquaporinas também são dominadas canais de água. São normalmente compostas, em mamíferos, por quatro subunidades proteicas, cada uma funcionando com um canal.
14- O QUE SÃO ELEMENTOS DE TUBO CRIVADO? As células do floema, que transportam açúcares e outros compostos orgânicos pela planta, são chamadas de elementos crivados. Elemento crivado é uma expressão abrangente que inclui os elementos de tubo crivado, altamente diferenciados e típicos das angiospermas, e as células crivadas relativamente não especializadas encontradas em gimnospermas.
15- O QUE SÃO CÉLULAS COMPANHEIRAS E QUAIS SUAS FUNÇÕES As células companheiras exercem função no transporte dos produtos fotossintéticos das células produtoras nas folhas para os elementos crivados nas nervuras menores da folha. Elas também assumem algumas das funções metabólicas críticas, como síntese protéica, que são reduzidas ou perdidas durante a diferenciação dos elementos crivados. Além disso, as numerosas mitocôndrias das células companheiras podem fornecer energia na forma de ATP aos elementos crivados.As células companheiras apresentam cloroplastos com tilacóides bem desenvolvidos e uma parede celular com superfície interna lisa.
16- EXPLIQUE O CARREGAMENTO DO FLOEMA.Os açucares são transportados para os elementos crivados e células companheiras. Os açucares concentram se mais nos elementos crivados e nas células companheiras que no mesófilo. Com relação ao carregamento, os elementos crivados e as células companheiras são muitas vezes considerados como uma unidade funcional, denominada complexo elemento crivado célula companheira. Uma vez dentro dos elementos crivados, a sacarose e outros solutos são translocados para longe da fonte, um processo denominado exportação. A translocação através do sistema vascular para o dreno é referida como transporte de longa distância.

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