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Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul Faculdade de Biociências Disciplina de Morfofisiologia Vegetal Comparada Relatório de Aulas Práticas Aluna: Fernanda Morais Porto Alegre 15 de novembro de 2020 Potômetro Introdução: O Potômetro mede as taxas de perda de água de uma planta, ou de um ramo, diretamente pela taxa de absorção de água., considerando-se que a perda por transpiração é equivalente a absorção. Material: a) Ramo de uma planta com folhas largas b) Mangueira de borracha ou silicone c) Barbante d) Recipiente com água e) Bureta f) Ventilador, lâmpadas Montagem do experimento: a) Encha um recipiente com água b) Corte rapidamente um ramo de uma árvore e coloque-o com a região cortada imerso na água c) Com auxílio de uma tesoura, corte mais uma vez a ponta seccionada do ramo, mantendo submerso para que os vasos xilemáticos não sejam preenchidos com ar. d) Ainda submerso, adapte e amarre firmemente a mangueira de borracha na extremidade cortada. (Tome cuidado para que não fique bolhas de ar dentro da mangueira) e) Preencha o restante da mangueira com água e fixe-a na bureta. Preencha a bureta até um determinado nível. Testando o sistema: a) Ilumine o ramo cortado e observe o nível da água na bureta b) Utilize uma luminária e observe o nível da água c) Utilize um secador de cabelos. Área foliar: a) Destaque o máximo de folhas do ramo com tamanhos diferentes b) Desenhe o contorno das folhas em um pedaço de papel com uma área conhecida (meça a largura e o comprimento do papel - cm2 ) c) Pese o papel d) Recorte o desenho da folha (respeitando a área desenhada) e) Pese o papel que você recortou (com o contorno da folha desenhada) f) Faça uma regra de três e descubra qual é a área da folha do vegetal em relação a área do papel. g) Com base na média das áreas foliares calculadas, expresse a taxa de transpiração usando a seguinte unidade: uL/cm2 /min. O ramo utilizado para o experimento de Potometria, foi coletado da árvore Chal-Chal (Allophylus edulis). A planta com a mangueira de silicone é montada na bureta, formando um sistema de conexão entre os folíolos, a superfície transpirante conectado com a mangueira e a mesma conectada na bureta (Figura 1A). Após a montagem, o qual o nível da água bureta encontrava-se em 9.0 mL, foi aguardado alguns instantes até o equilíbrio do sistema e acrescentado a presença de luz com auxílio de luminária acesa (Figura 1B). Depois de decorridos 5 minutos o nível da água baixou para 0,125 mL. Logo em seguida, junto com a luz é adicionado mais um fator o vento quente, com o uso de secador, o processo e realizado por mais 5 minutos e após e realizado a análise de diminuição de perca de água da planta pela transpiração o nível da água baixou 0,22 mL. Foi retirado do ramo da planta 186 folíolos, os quais foram desenhados até completar toda a superfície da folha A4 e em seguida e feito o recorte de 32 folíolos desenhados. A folha A4 obtém uma área de valor 623, 7 cm 2 e peso de 4,32g, já a pesagem do recorte dos folíolos foi de 3,26g, com as informações obtidas e possível verificar e determinar a superfície foliar. Realizado a equação (623,7 * 3,26) / 4.32 = 470,66 cm2, o resultado é a área dos recortes de folíolos. Após o resultado dessa área é possível descobrir a área do ramo, que através do resultado da equação (470,66 * 186) / 32 = 2.735,71 cm2 esse é a área do ramo foliar. Ao levar em conta só a presença de luz, o nível da água baixou 0,125 mL, a taxa de transpiração é 0,000009138 mL/ cm2 / min (considerando 0,125mL/ 2.735,71 cm2/ 5 minutos). Já se considerarmos a presença de luz e o vento do secador, o nível da água baixou 0,22 mL, a taxa de transpiração é 0,00001608 (0,22 mL/2.735,71 cm2 /5min). Figura 1A. Montagem do experimento de Potometria. Figura 1B. Luminária com lâmpada que foi utilizada para o acréscimo de luz. As duas imagens foram retiradas do vídeo de aula prática disponibilizado pelo professor Leandro Astarita. Determinação do potencial Hídrico em tecidos vegetais Introdução De um modo simplificado, pode-se dizer que os valores de potencial hídrico representam a energia com que a água se desloca de uma célula para outra, quando estes valores são diferentes em ambas as células. O potencial hídrico, em termos de células, resulta basicamente da conjugação de dois outros valores: potencial osmótico, dado pelos diversos solutos dos vacúolos, e o potencial de pressão, compreendendo a pressão exercida pela parede celular. A soma destes dois valores resulta em um número negativo. Procedimento: 1 - Corte os cilindros de batata em 16 pequenos segmentos de tamanhos iguais (+/- 0,5 cm comprimento); 2 - Pesar rapidamente estes segmentos, em uma balança de precisão, anotando os valores de cada um (cuidado para não misturar os valores); 3 – Coloque aproximadamente 15 mL de cada uma das soluções de sacarose (0,1 – 0,3 – 0,4 – 0,5M) em cada placa de Petri; 4 – Coloque 4 segmentos em cada placa de Petri; 5 - Tomar o cuidado de identificar na placa cada um dos segmentos; 6 - Deixar o material descansar por 50 min; 7 - Retirar os segmentos de batata das soluções (tome cuidado para não misturar os materiais!). 8 - Secar brevemente as superfícies dos cubos com auxílio de um papel filtro ou toalha de papel. 9 - Pesar rapidamente e individualmente os segmentos de batata, anote os valores. Molari- dade Sacarose Peso inicial (Pi) Peso final (Pf) Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3 Amostra 4 Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3 Amostra 4 0,1 0,234 0,256 0,300 0,221 0,258 0,260 0,320 0,228 0,3 0,204 0,198 0,204 0,208 0,232 0,214 0,210 0,221 0,4 0,194 0,128 0,210 0,208 0,200 0,130 0,215 0,220 0,5 0,213 0,199 0,210 0,220 0,182 0,200 0,197 0,172 Tabela 1. Apresenta os pesos iniciais e finais para cada uma das amostras e concentrações de solução de sacarose. Molaridade Sacarose % Variação de peso Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3 Amostra 4 0,1 10,26 1,56 6,66 3,17 0,3 13,72 8,08 2,94 6,25 0,4 3,09 1,56 2,38 5,77 0,5 - 14,55 0,50 - 6,19 - 21,81 Tabela 2. Apresenta as porcentagens da variação de peso para cada uma das amostras e concentrações de solução de sacarose. Discutir no relatório: 1) Construa um gráfico colocando no eixo das ordenadas a porcentagem de variação de peso fresco e no eixo das abcissas o potencial osmótico empregado, conforme valores indicados: Soluções de sacarose 0,1M (-0,54MPa); 0,3M (-0,73MPa); 0,4M (-0,83MPa); 0,5M (-0,93MPa). Figura 2A. No Gráfico 1, podemos observar a variação do peso de acordo com a osmolaridade aplicada. 2) Determine por interpolação o potencial osmótico no qual não foi verificado variação de peso (concentração isotônica). Figura 2B. No Gráfico 2, observamos a variação do peso de acordo com a osmolaridade aplicada e ao mesmo tempo a interpolação, o qual apresenta o ponto onde o potencial osmótico não é alterado. Verificou-se o potencial hídrico em tecidos vegetais, com a utilização de uma batata em quatro amostras, para que não tivéssemos erros. Em quatro molaridades diferentes com passagem inicial e final, foi medido o potencial osmótico (Tabela 1). Constatou-se a entrada de água na grande maioria das amostras, tanto nas com osmolaridade baixa quanto alta e verificou, que as mesmas obtiveram uma variação de peso de valor positivo (Tabela 2). O potencial hídrico tem que diminuir à medida que a concentração de molaridade de sacarose aumenta. Mas, ao analisarmos os resultados, verificamos o contrário na molaridade 0,4 possui uma variação positiva em todasas amostras. Também, as amostras precisam ser consistentes e todas as amostras da molaridade 0,5 teriam que ser negativas, porém a amostra 2 é positiva. Os dados da tabela 1, está representado pelo gráfico 1 e no gráfico 2 é apresentado uma linha média por interpolação dos dados. Absorção de carga pela matriz do solo Introdução Na composição do solo, dentre as diversas substâncias que o integram, está a matriz. Esta massa denominada matriz em muitos casos constitui a maior parte do solo propriamente dito. Ela é composta de areia e pedras que têm carga negativa e afeta diretamente a permanência ou não de substâncias no interstício. Materiais 20ml de solução de azul de metileno 0,1% 20ml de solução de eosina 0,1% 20ml de mistura de solução de azul de metileno 0,1% + solução de eosina 0,1% 3 funis 3 provetas 3 bastões pequenos 3 Erlenmeyer Algodão 150g de areia branca fina lavada Procedimento a) Coloque os funis sobre os Erlenmeyers b) Coloque um pouco de algodão nos funis, o suficiente para bloquear a passagem da areia c) Deposite um pouco de areia em cada um dos funis d) Depois, com o auxílio do bastão, abra uma pequena cavidade na areia e) Despeje cada uma das soluções nos conjuntos (funil +Erlenmeyer) previamente identificados f) Deixe que o líquido escorra por completo g) Observe o líquido que escorreu e a areia Considere na discussão do relatório: Como você poderia explicar os resultados observados? Observando o primeiro Erlenmeyer (Figura 2A e 2B), com a solução de Eosina, após a passagem pelo filtro que continua algodão e areia o líquido continuou laranja. Já no segundo e terceiro Erlenmeyer (Figura 2A e 2B), que também passaram pelo filtro de algodão e areia o líquido estava incolor. Podemos justificar para os resultados com coloração diferentes é a diferentes cargas da areia, eosina e do azul de metileno, sendo os colóides da areia na sua grande maioria negativos. O azul de metileno, possui carga positiva, o mesmo se prendeu à areia e não permaneceu dissolvido na água e assim ligando-se aos colóides da areia. Já a eosina, possui carga negativa, porque não é atraída aos colóides de areia e continua sendo dissolvida na água. Na mistura de eosina e azul de metileno, ocorreu uma ligação das moléculas negativas da eosina com as moléculas positivas do azul de metileno, com isso ligou-se à areia e com isso os compostos coloridos permaneceram retidos na areia e o líquido após passar pelo filtro ficou incolor. Figura 3A e 3B. Nas imagens da esquerda para a direita: solução com Eosina, solução com azul de metileno e solução mistura. Nas duas imagens, podemos observar que somente o líquido laranja encontra-se no primeiro Erlenmeye. As duas imagens, foram retiradas do material de aula prática disponibilizado pelo professor Leandro Astarita. Determinação do Conteúdo de Clorofilas nas Folhas Introdução Os teores de clorofilas nas folhas dos vegetais variam conforme o ambiente e o período do ano em que se encontra, podendo alterar não só a quantidade, mas também a proporção entre as clorofilas "a" e "b". Na maioria dos métodos as clorofilas não podem ser medidas diretamente no extrato, sendo necessário a separação através da purificação. O uso do espectrofotômetro possibilita realizar medições em faixas estreitas de comprimento de onda, possibilitando medições precisas das clorofilas mesmo estando misturadas em solução. Material Vegetal Folhas de plantas em diferentes condições de luminosidade Acetona 80% em água, balança, gral e pistilo Aparelho espectrofotômetro de luz visível, cubeta Procedimento a) Coletar folhas de plantas no sol e na sombra. b) Pesar cerca de 0,2 gramas de folhas e colocar no gral (descarte a nervura central) c) Adicione cerca de 0,01g de CaCO3 no gral d) Adicione cerca de 5 ml da solução de acetona 80% e) Macere por cerca de 5 minutos em luz difusa f) Despejar o extrato em um tubo de ensaio, lavando o gral com mais 15 ml da solução de acetona. (Volume final no tubo deve ser de 20 ml) g) Filtrar o extrato passando através de um funil com algodão. h) Guarde o extrato filtrado em um tubo de ensaio coberto com papel opaco para evitar a luz. i) Medir a absorbância do extrato em espectrofotômetro nos comprimentos de onda de: 663nm, 645nm e 652nm. Anote os valores das absorbâncias. Calcule: O teor de clorofila "a"; "b" e clorofila total, através das fórmulas: Unidade: (mg de clorofila/0,20g peso fresco de folha). Substitua o termo ABS na equação, pela leitura da absorbância obtida para cada clorofila. Clorofilas na planta NO SOL: 1) Clorofila “a” Leitura à 663 nm ((12,7 x 1,123) – (2,69 x 0,743)) x (20) / 1.000 x 0,2 = 1,226 2) Clorofila “b” Leitura à 645 nm ((22,9 x 0,743) – (4,68 x 1,123)) x (20) 1.000 x 0,2 = 1,175 3) Clorofila total Leitura à 652 nm ((1,5 x 1.000) / 34,5) x (20) / 1.000 x 0,2 = 4,347 Clorofilas na planta NA SOMBRA: 1) Clorofila “a” Leitura à 663 nm ((12,7 x 1,024) – (2,69 x 0,86)) x (20) / 1.000 x 0,2 = 1,069 2) Clorofila “b” Leitura à 645 nm ((22,9 x 0,86) – (4,68 x 1,024)) x (20) / 1.000 x 0,2 = 1,490 3) Clorofila total Leitura à 652 nm ((1,75 x 1.000) / 34,5) x (20) / 1.000 x 0,2 = 5,072 Considere na discussão do relatório: Por que as folhas analisadas apresentam valores diferentes? Qual a vantagem de existir estas diferenças no mesmo vegetal? Por que não se utilizou comprimento de onda na faixa do azul (em torno de 400nm) para a quantificação das clorofilas "a" e "b"? Os diferentes valores apresentados de clorofila total são por causa de diferentes quantidades da clorofila “a” e “b” presentes nas folhas que estavam no sol e as que estavam na sombra. As folhas que estavam expostas diretamente a luz, clorofila "a" foi predominante e teve sua absorção máxima aos 663 nm. Isto significa que picos de absorção, condiz com as ondas de luz mais intensas, dessa forma sua a exposição direta à luz solar o seu funcionamento é melhor. A clorofila “b” sua absorção máxima foi aos 645 nm, sendo assim uma melhor absorção de luz indiretamente a iluminação. Então, os níveis presentes de clorofila em cada folha, está relacionado com o tipo de iluminação que é predominante na folha, estimular absorção total de luz na planta. Essas informações analisando as folhas que estavam expostas ao sol. Diante disso, era previsto que as plantas que tivessem mais exposta ao sol a absorção total seria maior e na clorofila "a" também. Mas com o experimento, a quantidade de absorção total nas folhas sombreadas foi maior, juntamente com a quantidade de clorofila “b”. A possível justificativa de que as folhas que estavam na sombra sua absorção total ter uma quantidade maior é por causa da iluminação do local, a mesma recebe uma iluminação artificial e uma iluminação indireta da luz solar. Não foi utilizado o comprimento de onda em torno de 400 nm, pois a planta apresentava nas folhas carotenoides, os quais absorvem ondas de luz de comprimento de 400 nm a 500 nm. Por esse motivo, seria improvável diferenciar a absorção dos tipos de clorofila e dessa forma o resultado ia ser influenciado, pois os carotenoides também estariam presentes. Efeitos do 2,4-D no alongamento de Raízes Introdução: As raízes são extremamente sensíveis a auxinas quando comparadas com coleóptilos e caules (cerca de 2.000 vezes para AIA exógeno). Como as auxinas aparentemente não são sintetizadas na ponta da raiz, mas vem da parte aérea, por transporte polar acrópeto (nas raízes), o seu papel regulador no alongamento é duvidoso. As raízes sintetizam etileno. Sabe-se que o etileno inibe o alongamento radicular com a mesma eficiênciacom que inibe o alongamento do caule (exceto em plantas aquáticas, como arroz). É possível que a inibição do alongamento das raízes por auxina, em concentrações supra- ótimas, seja devida ao aumento na produção de etileno pelo tecido radicular. Objetivo: Avaliar o efeito da auxina sintética (2,4-D), em concentrações crescentes, sobre o alongamento de raízes. Material: 1) Placas de Petri ou material semelhante (6) 2) Tampão-fosfato pH 7,0 (10 mM) 3) Solução-mãe de 2,4-D, a 1.000 mg.L -¹), preparada em tampão-fosfato 4) Pipetas de 5 a 10 ml 5) Régua graduada 6) Sementes de pepino Procedimentos: A partir da solução-mãe de 2,4-D (1.000 mg.L-¹), prepare, em tampão, as seguintes soluções: A - Tampão (controle) B – 0,0001 mg.L-¹ de 2,4-D C - 1 mg.l-¹ de 2,4-D D - 10 mg.L-¹ de 2,4-D Coloque no fundo das placas de Petri, um ou dois discos de papel-filtro. Marque as placas com as letras correspondentes ao tratamento e coloque 20 sementes de pepino em cada uma. Adicione, a cada uma, 10 ml da respectiva solução. Coloque o conjunto em lugar escuro e, ao final de uma semana, remova as sementes. Meça o comprimento da raiz primária de cada plântula, com aproximação de milímetros. Determine as médias dos comprimentos das raízes de cada tratamento e construa um gráfico usando o comprimento médio das raízes no eixo das ordenadas contra o logarítimo das concentrações de 2,4-D no eixo das abscissas. 0 0,0001 1 10 Média das soluções 12,9 18,65 4,35 0,3 Tabela 3. Representa a média dos comprimentos da raiz primária de cada plântula nas respectivas concentrações de 2,4-D. Este experimento foi feito para avaliar os efeitos da auxina sintética sobre o alongamento de raízes, diferentes concentrações de 2,4-D foram utilizadas em sementes de pepino. A auxina facilita o alongamento celular, diferença do tecido vascular, rizogênese, dominância apical, formação e desenvolvimento do ovário, só que em altas concentrações, pode inibir o crescimento da raiz principal. Analisando o experimento, se observou que conforme as concentrações eram maiores o comprimento da raiz primária apresentou o tamanho menor. O tratamento controle, a raiz primária, obteve um crescimento de 12,9 mm; a concentração da auxina de 0,0001 mg.L-¹ o crescimento foi de 18,65 mm; na concentração de 1 mg.L-¹ o crescimento da raiz foi de 4,35 mm; já na concentração de 10 mg.L-¹, a raiz primária obteve o menor tamanho, que foi de 0,3 mm. Essas variações de tamanho e concentrações, podem ser observadas no gráfico 3. A auxina sintética 2,4-D, usadas em altas concentrações causa inibição do crescimento da raiz primária das sementes de pepino. Figura 4. O Gráfico 3, apresenta as variações das médias do comprimento da raiz primária em cada concentração crescente de auxina sintética (2,4-D). Determinação da Viabilidade de Sementes (teste do Tetrazólio) Introdução Sementes viáveis são aquelas que colocadas sob condições adequadas, são capazes de germinar, ou seja, estão vivas. Existem testes rápidos para verificar se sementes de uma determinada amostra são viáveis, com base na existência metabólica do embrião. No experimento com Tetrazólio, estima-se o número de sementes viáveis a partir de uma reação de coloração entre a solução de Tetrazólio e enzimas hidrolíticas. Material Vegetal Sementes de feijão Solução de Tetrazólio (cloreto de 2, 3, 5-trifeniltetrazólio) 0,5% Procedimento a) Separar um lote com 20 sementes de feijão previamente embebidas em água por 10 horas. b) Cortar as sementes ao meio, procurando passar o corte pelo embrião. Jogue uma das metades fora. c) Adicione um pouco da solução (3 mL) de Tetrazólio (0,5%) em uma placa de petri, até obter uma fina camada da solução. CUIDADO SOLUÇÃO TÓXICA!! d) Coloque as metades das sementes com a superfície cortada em contato com a solução (utilize a metade em que possa ser observado o embrião). e) Feche e cubra a placa com papel alumínio. Aguarde aproximadamente 1 hora f) Com o auxílio de pinça, observe as superfícies seccionadas das sementes. g) Se a semente estiver viva, o embrião adquirirá uma coloração rósea ou vermelha, enquanto partes não vivas, não se corarão. h) Conte o número de sementes coradas e não coradas. Questões para serem discutidas no relatório: Por que as sementes ficaram com a cor rosa? Qual a diferença entre embebição e a capacidade da semente para germinar? Qual a vantagem de se executar o teste do tatrazólio? As sementes que apresentam a coloração vermelha, a indicação é presença de mitocôndria funcional e possivelmente essa semente vai germinar. As mitocôndrias viáveis ficam com a coloração vermelha, pois o tetrazólio é um composto que se liga diretamente nas desidrogenases das mitocôndrias. Então ocorreu uma reação do Tetrazólio com as enzimas hidrolíticas. Já as sementes que não apresentaram coloração vermelha é porque o tecido está morto, pois teve a dificuldade de reduzir o tetrazólio. A embebição das sementes ativação das enzimas, pois elas usam da água com o objetivo de iniciar o processo de germinação e a penetração da água na semente pode acontecer independente da viabilidade, pois não é preciso a ativação de nenhuma rota metabólica para o processo de embebição. No experimento foi observado que na placa A 70% das sementes possuíram a coloração vermelha e na placa B 60% das sementes tiveram coloração vermelha (Figura 3), isso indica que mais da metade das sementes são viáveis e com capacitação de germinação em condições adequadas. Figura 5. O resultado da direita é a placa A com 14 sementes na coloração vermelha, com isso 70% das sementes viáveis. O resultado da esquerda é a placa B com 12 sementes na coloração vermelha, tento 60% das sementes viáveis. Imagem foi retirada do vídeo de aula pratica disponibilizado pelo professor Leandro Astarita. O teste de tatrazólio é vantajoso, pois é um teste que pode ser executado rápido e possibilita uma verificação especifica da viabilidade da semente. Porém se tivesse que realizar esse teste em plantações de semente, o tempo levado teria que ser maior e a infraestrutura adequada para quantidade de sementes testadas. Vários fatores são capazes de afetar a funcionalidade da semente após a germinação e dessa forma pode debilitar a verificação da viabilidade, outro fator que pode prejudicar o crescimento e a germinação das sementes é problemas com o solo.
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