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VISÃO GERAL

A água é uma das moléculas mais importante para nosso planeta, e podemos ver sua importância não apenas nos vegetais, como também para as atividades humanas e de outros seres vivos . Tratando se dos vegetais a água tem diversos papéis como a pressão de turgor que mantém os tecidos de sustentação ereto , o alongamento celular, as trocas gasosas nas folhas e o transporte no floema entre outras funções. E como veremos a seguir a sua estrutura e as propriedades da água no corpo dos vegetais.

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Estrutura da molécula de água

  A molécula de água é constituída por dois átomos de hidrogênio nos quais apresenta carga parcial positiva e um átomo de oxigênio com uma carga parcial negativa , neste sentido eles estabelecem as pontes de hidrogênio e as moléculas de água tem capacidade de estabelecer ligações com outras quatros moléculas de água. É de grande importância lembrar que as ligações formadas podem ser rompidas , caso não tivesse essa possibilidade não existiriam sólidos e líquidos.

Propriedade de solvente

 É importante ressaltar que água não é único solvente , porém a água dissolve a maior quantidade e variedade  de substâncias

Propriedades Térmicas

A desnaturação das ligações covalentes  das moléculas de água é necessário que se haja  determinada quantidade de energia e a energia requerida são ponto de fusão e o de ebulição.

Fonte da imagem : Escola da Educação

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Potencial químico:
Tem como definição a energia livre de qualquer substância em mol e que sua  finalidade tendem a realizar trabalhos de temperatura e pressões constantes .

Potencial de água:
Uma característica bastante relevante quando se trata da  molécula de água é  quando não  misturamos nenhum soluto a  ela, e  neste sentido ela  tem uma energia livre  bastante alta para as reações químicas.

Potencial de pressão:
O potencial de pressão é conhecido como pressão de turgor que tem grande função de encaminhar a água para os protoplastos e consequentemente pressionando as paredes celulares para abertura dos estômatos que resistem a expansão, e o potencial de turgor assumem valores positivos,  caso assumam valores negativos é conhecido como tensão  quando a pressão  atmosférica está abaixo, no entanto são importantes para transpiração de vegetais de grande porte.

Potencial osmótico
Quando adicionamos algum soluto na água as suas propriedades químicas  são modificadas , consequentemente   a energia livre da água tendem a se reduzir no sistema .

Potencial Gravitacional
A sua importância tem significância maior em árvores altas para que movimento da água cheguem nas  partes mais alta da planta.

Potencial Mátrico
Alguns sólidos ou substâncias insolúveis tendem atrair as moléculas de água e ao mesmo tempo diminuem o potencial hídrico. E o potencial mátrico tem como objetivo na absorção de água para as sementes contidas em solos bastantes secos  para que se tenha possibilidade de que aquele semente se desenvolva.

Propriedades de Coesão e Adesão
 Para formação das pontes de hidrogênio é necessário que elas sejam coesiva , neste sentido as moléculas de água são responsáveis pela força tênsil que tem a capacidade de resistir a uma força de arraste, porém para planta não é interessante que água seja dotada de força tênsil pois é importante para suas funções metabólicas ,e por está razão as moléculas de água se aderem aos tubos de xilema para que a água possa chegar as partes mais altas da planta e poder realizar seu trabalho com necessário .
Fonte da imagem : Passei direto

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 Existem dois processos que influenciam o movimento da água dentro das células,  tecidos e nas plantas do solo para as raízes que são o fluxo de massa e a difusão,  porém o movimento da água deve ser considerado a osmose . Um detalhe já visto anteriormente é que potencial de pressão é essencial para movimentar fluxo de massa e outro gradiente importante é o de concentração para difusão.

 Fluxo em massa
 Ele está relacionando a forças externas que  são aplicadas nas moléculas e assim todas elas tendem a se movimentar na mesma direção.

 Difusão
 Inicialmente as moléculas dentro do sistema estão distribuídas  de maneira desuniforme , no entanto, elas tendem a se  misturar ,ao acaso ,em todo espaço disponível. A transpiração acontece nas plantas, principalmente por esse movimento da molécula  de água, pois é de extrema importância  que os nutrientes e água do solo cheguem nas raízes e no interior da planta.

Osmose
As membranas que constituem a planta são bastante semipermeável, nas quais são auxiliada por uma proteína chamada aquaporina que permite a passagem de água e de partículas sem carga.

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Como a água entra dentro da raiz?

Ao adentrar a raiz, ela é direcionada pra o xilema, espécie de vaso, e vai percorrer todo o corpo da planta passando do caule até as folhas. Chegando na copa, ela é absorvida tanto para atividade metabólicas da planta e outra parte será perdida para a atmosfera.
OU SEJA, a entrada de água na planta é dividia em 3 momentos:

1. Solo – Raíz (Por onde a água vai entrar);

2. Deslocamento no xilema atingindo as folhas;

3. Saída de água para a atmosfera através do processo transpiratório

Fonte imagem: http://sohbiologia.comunidades.net/como-ocorre-o-transporte-de-agua-nas-plantas

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A água vai entrar na raiz através de pelos raticulares, que são extensões da epiderme da planta. Eles aumentam a área de extensão da raiz para a absorção de água. Ela entra por osmose, pois ela precisa atravessar a epiderme. Ao adentrar, primeiro ela percorre o parênquima cortical até a endoderme, precisando atravessar as estrias de caspary (essas estrias são como cintas de celulose que unem de forma firme as células vizinhas, sendo vedado completamente o espaço entre elas), para finalmente chegar no xilema. Porém, esse percurso na raiz pode seguir 3 rotas:

1. Rota apoplástica: a água move-se exclusivamente pelas paredes celulares, sem atravessar quaisquer membranas.

2. Rota simplastica: a água passa do protoplasto (toda região interna da célula, constituída pelo citoplasma e pelo núcleo) de uma célula para o protoplasto de outra adjacente, tendo, nesse caso, de atravessar duas vezes a membrana plasmática de cada célula (na entrada e na saída).

3. Rota Transmembranar: a água move-se do protoplasto de uma célula para o protoplasto de outra. Entretanto, não atravessa nenhuma membrana; a movimentação ocorre pelos plasmodesmas, que são canais revestidos por membrana, que atravessam as paredes celulares, comunicando células adjacentes.

Fonte imagem: https://www.agrolink.com.br/fertilizantes/nutricao-via-raizes---transporte-de-ions_361460.html

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Existem solos onde é mais difícil reter água. Nos solos arenosos, possui grandes poros, ou seja, facilita a passagem de água. Os argilosos retém mais agua, podendo ficar encharcados, e os solos humíferos ou solo orgânico, onde tem muito material orgânico, é permeável, solo ideal.

Fonte imagem: http://flexquest.ufrpe.br/projeto/2393/caso/2399/minicaso/2400

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Seu solo é classificado como raso e profundo. Rico em minérios, porém pobre em matéria orgânica. As texturas desse solo são arenosas e argilosas, um solo raso e pedregoso, ou seja, dificulta o armazenamento de água.

Fonte: Brasil Escola

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O que é?

É a situação na qual as plantas permanecem murchas com pressão de turgor nula mesmo a noite quando a transpiração cessa quase inteiramente. Ela ocorre quando o conteúdo de agua no solo chega a níveis muitos baixos. Ou seja, nessa situação, o Ψw do solo = Ψw da folha.

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Xilema é um tecido condutor de água nas plantas e conduz também sais minerais. Ele também vai ser responsável pela sustentação, uma vez dentro dele a água percorre todo o corpo da planta.
O movimento de água no xilema é de baixa resistência devido suas células. São as traqueídes e elementos de vasos, células cilíndricas e alongadas. A água passa de célula pra outra de forma fácil.

Fonte: Brasil Escola

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O movimento da água das raízes para as folhas pode ser explicado através de 3 forças diferentes:

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1- Pressão radicular (Pressão positiva da raiz):

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1- Pressão radicular (Pressão positiva da raiz):

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É a força da água que entra na raiz por osmose, empurrando a coluna líquida já estabelecida no xilema para cima. É um fenômeno que vai representar o movimento da água em plantas de pequeno porte, como plantas herbáceas e pequenos arbustos ou onde a umidade do ar é elevada. Por conta disso, normalmente ocorre o processo de Gutação, que é a perda de água no estado líquido por meio das folhas, as vezes confundido por orvalho.

Fonte imagem: Escola Kids

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A capilaridade é a tendência natural da água subir em ductos finíssimos devida à adesão das moléculas de água em suas paredes. Importante em plantas vasculares de pequeno porte.

Fonte imagem: https://slideplayer.com.br/slide/336593/

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Existe uma teoria que explica muito bem esse fenômeno chamada de teoria da sucção-coesão-tensão ou teoria de Dixon. Segundo ela, a perda de água por transpiração nas folhas gera uma força de sucção sobre as moléculas de água no xilema. Como essas moléculas possuem coesão (que é uma força de atração devida à interação por pontes de hidrogênio), uma puxa a outra e a coluna de água contínua dentro de cada vaso se comporta como uma corda em estado de tensão, subindo. É como se fosse uma seringa, a coluna de água não é quebrada.

Fonte imagem: https://slideplayer.com.br/slide/1877541/

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O que são?

São estruturas celulares compostas por duas células alongadas localizadas na epiderme das plantas, de aquáticas a terrestres, com foco principal nas estruturas de coloração verde como as folhas, mas também podem ser encontradas nas flores, frutos e caules verdes.

Para que serve?

É através dessas células que as plantas realizam suas trocas gasosas com o ambiente durante a fotossíntese e liberam vapor de água (transpiração).

Fonte da imagem: w.w.w.infoescola.com/citologia

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São classificados de acordo com as células que o circundam, chamadas de células subsidiárias. Anomocítico: envolvido por células com o mesmo formato das demais células da epiderme; Anisocíticos: envolto por três células de tamanhos variados; Paracíticos: duas ou mais células nas laterais do estômato, com seu eixo longitudinal paralelo à fenda estomática;
Diacíticos: envolvido por duas células com seu maior eixo longitudinal formando um ângulo reto com a fenda estomática; Actinocíticos: células dispostas de forma radial em torno dos estomâtos.

Fonte da imagem : http://anatovegetal.blogspot.com

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Movimentos ocasionados por alterações na célula-guarda. As características do ambiente onde a planta se encontra influência diretamente nesses movimentos, como luz solar, clima,  solo etc.

Abertura:

Ocorre através de mudanças na células-guarda provocada pela absorção osmótica de água na célula, deformando suas paredes devido ao aumento do volume de água, consequentemente causando o aumento do turgor e da pressão hidrostática.

Fechamento:

Com a saída de água da célula as paredes relaxam, diminuindo o turgor.
Obs. : O turgor sofre alterações na pressão devido principalmente a absorção e perda de ìons potássio (K+).

Fonte da imagem : https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTee752uHCkMsfQFvcqmSBL3J026Syt17kirw&usqp=CAU

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VISÃO GERAL

 Os açúcares são os principais elementos nutritivos das plantas nos quais são produzidos na área de síntese, que são as folhas ativas, enquanto as áreas de consumo são as folhas novas, flores, e frutos em desenvolvimento. Para transportar os fotoassimilidaos para todo corpo da planta é necessário de um sistema condutor, na evolução dos vegetais foi desenvolvido um sistema condutor conhecido como floema.

O floema é formado por :

 Por um conjunto de células especializadas que são denominada elementos crivados , células companheiras e células do parênquima vascular .

O que compõem as células crivadas e os  elementos de tubo crivado?

 Ambas são composta por protoplasma vivo, núcleo ausente ou inicipiente, e carecem de tonoplasto, não havendo uma delimitação entre citoplasma e vácuolo.  Células crivadas : A sua estrutura apresenta poros pequenos e a sua distribuição é uniforme nas paredes crivadas do floema. Elementos de tubo crivado: As células crivadas formam os elementos de tubo crivado e que apresenta poros maiores formando as placas crivadas. Células companheiras: Estão associada as células parenquimatosas onde ambas derivam da mesma célula mãe (e são ricas em organelas ) e possuem numerosas conexões entre si. Um detalhe importante ressaltar é que elas se conectam com as células do mesofilo, onde ocorre a fotossíntese e a formação de esqueletos de carbono.Além de realizar  atividades metabólica e manutenção , tais como:
 - Síntese de proteína
 - Suprimento de ATP
 -Transporte de fotoassimilados para dentro e para fora dos elementos de tubo crivado.É  importante ressaltar que nos grupos de  Angiosperma são compostas por elementos de tubo crivados,  enquanto nos grupos de Gminospermas se apresenta as células crivadas.

Fonte da Imagem : http://www.ledson.ufla.br/transporte-de-assimilados/floema/

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Diferença entre os tecidos fontes  e tecidos drenos 

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Diferença entre os tecidos fontes  e tecidos drenos 

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Os tecidos fontes são folhas maduras onde os fotossintantes são sintetizados, porém, podem ser órgãos de armazenamento quando atuam exportando nutrientes para outros órgãos. Alguns exemplos são sementes na germinação, tubérculos e bulbos.

Os tecidos dreno são órgãos não fotossintetizantes de armazenamento como por exemplo raízes, tubérculos e frutos. E também, folhas jovens cuja a atividade fotossintética não é suficiente para lhes garantir independência.

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Podemos perceber que a translocação se dar da fonte para o dreno, mas, não são todos que são supridos igualmente. Então, qual a ordem de preferencia para esses drenos serem abastecidos?

Proximidade → É um fator importante. Por exemplo, folhas maduras da parte superior transportam fotoassimilados para a região de crescimento da parte aérea e folhas imaturas, enquanto as folhas maduras da parte inferior suprem predominantemente o sistema radicular. No entanto, isto pode ser flexível, ou seja, remoção das folhas maduras da parte inferior força a translocação de assimilados para as raízes a partir das folhas maduras da parte superior.

Conexão vascular → No caso de translocação entre folhas, a existência de conexão vascular é importante.

Desenvolvimento da Planta → Durante a fase de crescimento vegetativo da planta as raízes e ápices da parte aérea são os principais drenos. Na fase reprodutiva os frutos vão se tornar os drenos dominantes.

Fonte imagem: http://www.uenf.br/Uenf/Downloads/LBT_3660_1258544364.pdf

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- Água
- Solutos orgânicos:
Carboidratos, hormônios vegetais, nucleotídeos-P, proteínas e aminoácidos.
-Solutos inorgânicos:
Potássio, magnésio, fosfato etc.
-Substâncias químicas xenobioticas:
Inseticida, herbicidas etc.

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Processos de carregamento e descarregamento Floema.

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Processos de carregamento e descarregamento Floema.

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Os açúcares são produzidos nas células do  mesofilo, que podem ser descarregados através da via apoplastica ou via simplástica nos tecidos drenos , que são importantes para transporte de longa distância , tendo uma contribuição para agricultura pelo aumento dos tecidos drenos que são comestíveis.

E como ocorre o carregamento?

 Trioses-P é produzida nos tecidos fontes  e logo depois é transportado  para citosol para que Trioses - P seja convertida em sacarose . E no período da noite  o amido  saem em  forma de maltose ,e é convertida em sacarose.

 A sacarose saem das células do mesofilo para células de elemento crivados a curtas distâncias por via simplasto ou apoplasto e o  transporte vai depender da espécie  vegetal.

Os açúcares são transportado para dentro dos elementos crivados e células companheiras para abosorção dos fotoassmilados por via plasmoderma ( simplasto) , caso seja por via apoplástica , através de sacarose H+ na membrana plásmatica .

E como ocorre descarregamento ?

O transporte  dos fotoassimilidos vai depender da espécie vegetal como foi falando anteriormente .

Quando espécie vegetal tem como transporte a via simplástica a sacarose pode ser metabolizada pelo citosol   ou armazenada no vacúolo .

Quando descarregamento é  por via apoplástica, acontece uma  mudança no metabolismo  onde será convertida em frutose e glicose.

O metabolismo nos tecidos drenos  pode ocorrer principalmente na respiração como também na formação dos esqueletos de carbono, caso seja armazenado  principalmente em sementes,  frutos e órgãos  subterrâneos. (Ex : batata -inglesa , beterraba,  cenoura )

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Qual força age para que a translocação ocorra?

Atualmente, o modelo mais aceito para explicar a translocação de solutos no floema é o modelo do fluxo de pressão, nele, a translocação do floema ocorre como fluxo de massa ou fluxo de solução, orientado por um gradiente de pressão formado osmoticamente entre a fonte e o dreno. Neste modelo, percebe se que o sistema de vasos xilema e floema interagem entre si e essa interação garante a translocação das substancias. A água que se desloca para a parte superior do feixe vascular pode deslocar-se desde o xilema ate o floema ou inversamente. Embora esses sistemas de vasos condutores sejam diferentes em sua função e estrutura, em ambos, podem se desenvolver grandes pressões internas tanto positivas quanto negativas que afetam o deslocamento da água e dos solutos.

Os sistemas vasculares xilema e floema estão sempre próximos, o gradiente de pressão é estabelecido devido ao carregamento do floema na fonte e o descarregamento do floema no dreno. Nos tecidos fontes, ocorrem o acumulo de açúcar nos elementos crivado, de modo que provoca uma redução no potencial osmótico e consequentemente, ocasiona uma queda no potencial hídrico no elemento de tubo crivado. Quando observamos o potencial hídrico do xilema, pode-se perceber uma diferença entre ele e o floema. Assim, a água presente no xilema é translocada pros elementos crivados e causa o aumento da pressão de turgor em resposta ao gradiente de potencial hídrico estabelecido.

No dreno, a saída de solutos e descarregamento do floema acarreta um aumento no potencial osmótico e, portanto, um aumento no potencial hídrico do floema devido uma menor concentração de açucares nos elementos de tubo crivados.

Como o potencial hídrico do floema se torna mais elevado do que o do xilema, a água tende a sair do floema em resposta a esse gradiente de potencial formado, o que causa uma redução na pressão de turgor nos elementos crivados do dreno.

Sendo assim, observamos que ocorre um aumento do potencial de pressão nos elementos tubo crivados no tecido fonte e uma redução no potencial de pressão nos elementos tubo crivados do tecido dreno.

Portanto, o movimento da solução na translocação à longa distância vai ser impulsionado pelo gradiente de pressão e não pelo gradiente de potencial hídrico. Estamos falando de um fluxo passivo (fluxo em massa) que, entretanto, depende dos transportes ativos à curta distância, envolvidos no carregamento e descarregamento do floema.

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Alocação e participação dos  fotoassimilados

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Alocação e participação dos  fotoassimilados

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Alocação: regulação de carbono assimilado pela célula fonte que é enviado para diversas rotas de metabolismo, como armazenamento e transporte
Partição: Difenciação na distribuição dos fotoassimilados dentro da planta em seus diferentes drenos, dependo da força exercida pelo dreno.