Transporte nas plantas

Transporte nas plantas

O problema fundamental tentar saber porque é que as plantas conseguem transportar os sais minerais e a água até às suas partes mais altas. Este movimento chama-se movimento de translocação.

plantas vasculares - plantas mais evoluídas que possuem um sistema de transporte especializado que permite a comunicação entre células. Possuem dois tecidos, o xilema (transporta água e sais minerais de baixo para cima- sentido ascendente) e o floema (transporta os produtos da fotossíntese desde as folhas, onde tiveram origem a todos os restantes órgãos da planta).
plantas avasculares - plantas que não possuem um sistema de transporte especializado, fazendo-se deslocar a água por osmose e os nutrientes por difusão simples.

http://www.pauloferraz.com.br/trab_reproducaodasplantas.htm

http://www.escuelapedia.com/floema-y-xilema/

Estomas

É uma estrutura da planta que permite as trocas gasosas (dióxido de carbono, oxigénio e vapor de água). São formados por 2 células-guarda que revestem o ostíolo.

http://gracieteoliveira.pbworks.com/w/page/50081554/Sistemas%20de%20transporte%20plantas

-» O movimento de abertura e fecho do estoma é regulado ao nível das células-guarda. Variações na pressão de turgescência destas células, devidas ao movimento osmótico da água e ao fluxo de iões, determinam a abertura ou fecho dos estomas. Quando a turgescência das células-guarda aumenta, o estoma abre, e quando a turgescência destas células diminui, ocorre o movimento de fecho do estoma.

Transporte no Xilema

Os iões e a água constituem a seiva xilémica que vai ser transportada num movimento ascendente.
Mas como é possivel contrariar a ação da gravidade?
As teorias mais conhecidas são a hipótese da pressão radicular e a teoria da tensão-coesão-adesão.

Hipótese da Pressão Radicular

- A contínua acumulação de iões nas células da raiz tem como consequência a entrada de água para a raiz da planta por osmose.
- As forças osmóticas geram uma pressão que poderá explicar a ascensão de água no xilema, em algumas situações.
- O efeito da pressão radicular pode ser observado quando se efectuam podas tardias em certas plantas, verificando-se a saída de água pela zona dos cortes, num processo conhecido por exsudação.
- Quando a pressão radicular é muito elevada, a água é forçada a subir até às folhas, onde é libertada sob a forma líquida, num fenómeno designado por gutação.                         
                                 gutação                                                                             exsudação

http://alexandracmsantos.blogspot.pt/2009/06/hipotese-de-pressao-radicular.html

Teoria da Tensão-Coesão-Adesão

• Perda de água por transpiração, ao nível das folhas , cria um défice de água, o que origina uma força de tensão que se transmite até ao xilema e a partir deste às células da raiz e à solução do solo, o que determina a absorção de água na raiz ;

• As moléculas de água unem-se por pontes de hidrogénio, devido a forças de coesão, o que vai facilitar sua ascensão em coluna ;

• As moléculas de água também estabelecem ligações com as paredes dos vasos xilémicos, por acção de forças adesão que vão facilitar, também, a ascensão em coluna da água;

• A água ascende sob a forma de uma coluna contínua

http://biologiaegeologiatiago.blogspot.pt/2010/06/tensao-coesao-adesao.html

Transporte no Floema

Há movimento da seiva elaborada para os órgãos da planta.

Experiência de Malpighi

Malpighi decidiu testar se o sistema circulatório da planta se encontrava na casca de uma árvore. Para isso, retirou um anel completo de casca à volta do tronco de uma árvore, uma técnica chamada incisão.Após algum tempo, observou que o tronco acima da incisão inchava, levando à morte da árvore.

Porque o tronco só inchou acima da incisão, Malpighi concluiu que a incisão tinha 

bloqueado o movimento descendente dos materiais. O bloqueamento levou a que esses materiais 

se acumulassem acima da incisão, o que provocou o inchaço do tronco; se os materiais se 

movessem para cima, teria sido a casca abaixo da incisão a inchar. 

http://terceiroanobiologia.blogspot.pt/2010/07/fisiologia-vegetal-conducao-da-seiva.html

Quimiossíntese

Quimiossíntese

-» Os seres quimiautotróficos sintetizam a matéria orgânica a partir da oxidação de compostos inorgânicos.
Utilizam a energia proveniente da oxidação na formação de ATP, protões H+ e eletrões, para fixar o dióxido de carbono e sintetizar a matéria orgânica. Os compostos são: amoníaco, dióxido de carbono ou Sulfureto de Hidrogénio. 

http://www.netxplica.com/exercicios/bio10/10BIO5.quimiossintese.htm

1- Dá-se oxidação dos compostos, formam-se  eletrões e protões que são transportado numa cadeia para produzir ATP e NADPH, através da redução do NADP(+).

2- Produção de compostos orgânicos a partir do dióxido de carbono, do ATP e do poder redutor de NADPH.

fotossintese

Fotossíntese

A fotossíntese é o processo pelo qual a planta sintetiza compostos orgânicos a partir da presença de luz, água e dióxido de carbono. Ela é fundamental para a manutenção de todas as formas de vida no planeta, pois todas precisam desta energia para sobreviver. Os organismos clorofilados (plantas, algas e certas bactérias) captam a energia solar e utilizam-na para a produção de elementos essenciais, portanto o sol é a fonte primária de energia. 

-» Os animais não fazem fotossíntese, mas obtém energia se alimentando de organismos produtores (fotossintetizantes) ou de consumidores primários. 

http://www.legendalibras.com.br/escola/fotossintese.html

A fotossíntese pode ser representada pela seguinte equação:

luz

6H₂O + 6CO₂ -> 6O₂ + C₆H₁₂O₆

clorofila

Produção de: - glicose do dióxido de carbono;

                      - oxigénio da água.

Fotossistemas

A molécula da clorofila do fotossistema II absorve energia luminosa com um comprimento de onda de 680 nm. A do fotossistema I absorve energia com comprimento de onda de 700nm.

 A fotossíntese compreende dois processos complementares:

        _{-a fase fotoquímica (reações que dependem da luz).}

        _{-e a fase química (não depende diretamente da luz).}

Fase fotoquimica

Esta etapa utiliza a energia da luz para produzir ATP. Para além disso, ocorre a obtenção de água, onde vai ser retirada eletrões e hidrogénios, passando-os para uma molécula chamada NADP.Então, esta molécula converte-se em NADPH. Estas duas moléculas (ATP e NADPH) vão ser utilizadas mais tarde na fase quimica. Acaba então, por sobrar o oxigénio, que funciona como resíduo da fotossíntese.

Fase Quimica
                                                                                                                                                        http://biopensamentos.blogspot.pt/2009/04/fotossintese-e-as-suas-fases.html Há a obtenção do dióxido de carbono, que serverá de fonte para obter matéria orgânica. Com as duas moléculas formadas na fase anterior, vai haver a obtenção de matéria orgânica. Essas duas moléculas vão ser devolvidas à fase fotoquimica, visto que esta fase vai consumi-las.

Ciclo de Calvin:

1ªfase - fixação do carbono

1ª-O CO2 combina-se com a ribulose difosfato (RuBP) auxiliada pela ação da enzima RuBisco que origina um composto com 6 carbonos instáveis.

2ªfase - formação de compostos orgânicos

Este composto instável dá origem imediatamente a 2 moléculas de com 3 carbonos cada uma, o ácido fosfoglicérico (PGA).

3ª fase - regeneração do aceitador

O ATP atua nestas 2 moléculas e estas são reduzidas pelo NDPH, formando o aldeído fosfoglicérico (PGAL).

Para se formar uma molécula de glicose é necessário que o ciclo ocorra 6 vezes gastando-se:

 - 6 moléculas de CO2;

 -18 moléculas de ATP;

 -12 de NADPH.

ATP

Obtenção de matéria pelos seres autotróficos

ATP

-» A energia luminosa proveniente da luz solar transforma-se em energia química, mas estas não são diretamente utilizadas pelas células, sendo transferida para o ATP (Adenosina Trifosfato).
Visto que as células não têm armazenadas grandes quantidades de energia, é muito importante o ciclo ATP-ADP, para a formação dos compostos orgânicos.



Ciclo ATP - ADP  - Dá-se a reação de hidrólise (ATP + água), sai um ião fosfato  liberta-se energia e o Trifosfato passa a Difosfato.

Para o difosfato passar a trifosfato junta-se um ião fosfato com libertação de água, ou seja, dá-se a fosforilação do ADP, que necessita de energia (reação endoenergética).

Cloroplasto

Organito Celular existente nas plantas e nas cianobactérias que tem a função de fazer a fotossíntese, através dos seus pigmentos importantes como a clorofila a e b. Para além da clorofila a e b têm também carotenos, xantofilas, mas em menor quantidade.

No interior das suas membranas existem os tilacóides (pequenas bolsas achatadas).

• conjunto de tilacóides - granum (plural - grana)
• interior do cloroplasto - estroma

Captação da energia luminosa

A luz proveniente do sol constitui o espetro eletromagnético, constítuido por cores que vão do vermelho ao violeta. Estas radiações são avaliadas pelo comprimento de onda, visto que se propagam em ondas.

Alguma radiação é filtrada pela atmosfera, na camada de ozono ( a radiação com comprimentos de onda curtos) e na água e dióxido de carbono existente também na atmosfera (radiação com comprimentos de onda largos) até chegarem à superfície.

• Quanto maior for o comprimento de onda, menor é a energia.
• Quanto menor for o comprimento de onda, maior é a energia.



-» A Clorofila absorve radiações de diferentes comportamentos de onda, mas não absorve os que correspondem à cor verde e como os reflete, apresentam essa cor.

Experiência de Engelmann

Theodore Engelman elaborou uma experiência em que mostra o relacionamento dos comprimentos de onda da luz com a eficácia da fotossíntese com uma alga filamentosa. Verificou-se que as bactérias se deslocaram para  zonas onde incidiam as radiações vermelho-alaranjada e azul-violeta. (As bactérias deslocaram-se à procura de oxigénio).

conclusão: As radiações eram as mais absorvidas pelas plantas de cor verde, uma vez que a maiores taxas fotossintéticas correspondem as maiores taxas de absorção de radiação.

sistemas digestivos

Ingestão, digestão e absorção

Ingestão - ato de colocar o alimento na boca.
Digestão - processos que levam à simplificação de macromoléculas em micromoléculas por reações de hidrólise (saliva) catalizadas pelas enzimas.Pode ocorrer dentro ou fora da célula.
Absorção - passagem dos nutrientes através das membranas celulares, de modo a poderem ser utilizados no metabolismo celular.

Digestão Intracelular

Digestão que ocorre dentro da célula. A partícula que vai ser digerida é englobada por endocitose (pinocitose ou exocitose) sendo digerida no interior dos vacúolos através de enzimas lisossomáticas.
A maior parte do núcleo da célula é ocupado pelo sistema membranar. Este é constituido pela membrana nuclear, retículo endoplasmático e o complexo de Golgi.

Retículo Endoplasmático

Localiza-se entre a membrana nuclear e a membrana celular.

O retículo endoplasmático atua como uma rede de distribuição de substâncias no interior da célula. No líquido existente dentro de suas bolsas e tubos, diversos tipos de substâncias se deslocam.

O R.E. Rugoso é onde ocorre a síntese de proteínas.O R.E. Liso é onde ocorre a síntese de lípidos.



Complexo de Golgi

Sistemas de membranas que se localiza entre o Retículo Endoplasmático e a membrana plasmática.  complexo de Golgi situa-se próximo do núcleo celular e é formado por unidades, os dictiossomas, que estão ligados entre si. Cada dictiossoma é composto por um conjunto de sacos ou cisternas e aplanadas, cercadas de vesículas secretoras de diversos tamanhos.

Possuem uma face convexa virada para o RE e uma parte concava.

Parte Convexa - fase de formação , onde os dictiossomas recebem as proteínas vindas do RE.

Parte Concava - fase de maturação, onde as vesículas vão sendo substituídas por novas vesículas vindas da parte convexa e esta dará origem a vesículas de secreção.

Pode-se verificar na figura acima.

Lisossomas

São vesículas responsáveis para fazer a digestão de partículas prevenientes do meio externo e a renovação de estruturas celulares.Podem unir-se a outras vesículas endocíticas e originam um Vacúlo digestivo.

digestões de substâncias que foram endocitadas - Heterofagia

digestão de organelos, de modo a renová-los,formando um vacúolo - Autofagia

Digestão Extracelular

Na maioria dos seres mais complexos, a digestão é feita fora da célula e em alguns pode ser feita fora do corpo, como nos fungos.

Conforme a complexidade do ser aumenta, os sistemas digestivos também aumentam de complexidade para poderem fazer um melhor aproveitamento dos alimentos.

• sistemas digestivos incompletos - hidra e planária
• sistemas digestivos completos - minhoca e homem

hidra e planária: têm apenas uma abertura por onde entram os alimentos e por onde saem os alimentos não digeridos.

A hidra possui uma cavidade gastrovascular que tem funções digestivas e absorve os nutrientes para as células, ocorrendo então a digestão extracelular. Depois de ocorrer esta digestão os produtos são absorvidos pelas células (digestão intracelular).

A planária tem semelhanças à Hidra, mas apresenta também uma faringe muscolosa que se projecta para o exterior, captando o alimento. A cavidade gastrovascular é ramificada, aumentando assim, a área de digestão e absorção.

Sistemas digestivos completos

A digestão ocorre somente fora da célula e os seres vivos que possuem estes sistemas digestivos, têm vantagem em relação aos outros, pois possuem uma boca (entrada do alimento) e um ânus (saída do alimento digerido). Logo, esta digestão tem a vantagem de ocorrer num só sentido porque é mais eficiente. A absorção dá-se num tubo e os produtos de excreção são expulsos por um outro orifício (o ânus).

Escolhi um video que me agradou:



Obtenção de energia

Unicelularidade/pluricelularidade

-» Os seres heterotróficos, como o ser humano, são os mais abundantes e necessitam de outros seres para sobreviver, seja para obter alimento, vestuário, e.t.c. Necessitam de matéria orgânica para digerirem em órgãos especializados, pois não conseguem, como os seres autotróficos produzir a sua própria matéria orgânica.
-» Os seres heterotróficos precisam de fazer a simplificação de macromoléculas de modo a serem utilizadas pelas células. O procedimento de alimentos por estes seres inclui os processos de ingestão, digestão e absorção. Estes seres podem ser macroconsumidores (consumidores) ou microconsumidores (decompositores).

macroconsumidores - transformam a matéria inorgânica em orgânica.
microconsumidores - transformam a matéria orgânica em inorgânica (através da absorção).

Membrana Celular

Esta estrutura existe em todas as células, para garantir a obtenção de matéria para esta. Em 1972,Singer e Nicholson propuseram o Modelo do Mosaico Fluído:

Na membrana, as proteínas ficam mergulhadas nos lípidos como "icebergs no mar", podendo movimentarem-se lateralmente. A membrana fica a parecer um mosaico de proteínas num meio fluído de lípidos.

Funções: - delimita a célula;

               - garante a manutenção do meio intracelular, separando este do meio extracelular;

               - controla a entrada e saída de substâncias;

Estrutura e composição química

A membrana apresenta certa elasticidade e permeabilidade seletiva, ou seja, para algumas moléculas ela é permeável e para outras é impermeável.

-» a membrana é permeável à água e a substâncias lipossoluveis e impermeável a iões e a glícidos.

Lípidos

Os lípidos da membrana são essencialmente os fosfolípidos e o colesterol.

Fosfolípidos:    - possuem uma região polar, com afinidade com a água (hidrofílica);
                        - possuem uma região apolar, com afinidade com as cadeias de carbono dos lípidos;
                   
Colesterol:       - diminui a interação entre as moléculas de fosfolípidos, mantendo a fluidez da membrana.

Proteínas

São estruturas presas à bicamada de fosfolípidos e dividem-se em Intrísecas, se se encontram intimamente ligadas à bicamada, ou Extrínsecas, se se encontram fracamente ligadas à bicamada. Intervêm no transporte de substâncias.

-» Uma proteína Intrínseca, se atravessar toda a membrana designa-se por proteína transmembranar.

As proteínas Intrínsecas são moléculas Anfipáticas, ou seja têm uma parte hidrofílica (parte externa da camada) e outra hidrofóbica (parte interna da camada).

Glúcidos

É uma molécula especial que só existe em algumas membranas. Quando os glúcidos se ligam às proteínas formam-se as Glicoproteínas e quando se ligam aos lípidos, formam-se os Glicolípidos.

Transportes na membrana

Difusão simples: É um transporte passivo, não mediado e a favor do gradiente em que as substâncias envolvidas são gases e substâncias lipossoluveis. A energia para realizar esta difusão é a própria energia cinética das moléculas e o movimento destas ocorre do meio mais concentrado para o meio menos concentrado.

Osmose: É um transporte semelhante à difusão simples em que as substância que se desloca é a água. Esta passa de zonas de menor concentração (Meio Hipotónico) para zonas de maior concentração (Meio Hipertónico).
Se a concentração do soluto for igual nos 2 meios, este chama-se isotónico.
A deslocação da água gera uma pressão osmótica e esta é muito elevada se a concentração de soluto for igualmente elevada e muito baixa se a concentração de soluto for igualmente baixa.

Difusão facilitada: transporte mediado, passivo e a favor do gradiente em que as substâncias envolvidas são Glicose e aminoácidos. As substâncias são auxiliadas pelas Permeases (proteínas específicas) que são proteínas transportadoras da membrana. A mudança de configuração da Permease ocorre sem gasto de energia e a substância entra.

Transporte ativo: Transporte mediado contra o gradiente em que as substâncias envolvidas são iões potássio  e sódio que ocorre com gasto de energia. O transporte ocorre de zonas de menor concentração para zonas de maior concentração com dispêndio de energia. A proteína da membrana muda de configuração graças à energia e transporta a substância para o outro lado.

Transporte de Macromoléculas

Endocitose: A sua função é eliminar as bactérias através dos macrófogos, gotículas de lípidos.

Dá-se a invaginação da membrana, forma-se uma vesícula endocítica e as substâncias do meio extracelular ficam retidas.

               Fagocitose -  A célula emite pseudópodes e envolve as substâncias, formando a vesícula.

               Pinocitose - As substâncias que entram para dentro da célula são fluídas.

Exocitose: As substâncias envolvidas são as hormonas,enzimas digestivas e produtos excretados da digestão celular. O processo é exatamente contrário ao da endocitose.As vesículas exocíticas  movem-se até à membrana, dá-se fusão da membrana da vesícula com a membrana celular e o da vesícula liberta-se para o meio extracelular.

Resumindo: 

A Célula (unidade básica da vida)

-» Robert Hooke descobriu a célula.

Célula simples – seres unicelulares procariontes.

Célula complexa – seres pluricelulares eucariontes.

As células podem ser procarióticas ou eucarióticas, dependendo do ser. Os seres do reino Monera,(seres simples como bactérias) possuem células procarióticas,onde o núcleo encontra-se espalhado pelo citoplasma, não possuem organelos envolvidos por membranas, não tem membrana nuclear e o DNA encontra-se no nuceloide. 

Os seres dos restantes reinos possuem todos células eucarióticas, que podem ser animais ou vegetais. Ambas possuem organelos envolvidos por membranas e o DNA encontra-se no núcleo.

Célula procariótica

                        célula vegetal                                                                                  célula animal

Organitos celulares

Membrana celular - delimita a célula, regula a troca de substâncias e separa o meio intra do extracelular.

Hialoplasma - matriz mais ou menos gelatinosa onde se inserem os organelos.

Ribossomas - estruturas fundamentais na síntese de proteínas.

Mitocôndrias - organelo membranar associado à respiração celular.

Núcleo - organelo que coordena a célula e contém o material genético.

Retículo endoplasmático Rugoso - organelo onde ocorre síntese e transporte de proteínas.

Lisossoma - vesículas esféricas que contêm enzimas digestivas.

Retículo endoplasmático Liso - organelo onde ocorre síntese de lípidos.

Complexo de Golgi - conjunto de sáculos e vesículas associadas à secreção.

Centríolo - estrutura tubular com intervenção na divisão celular.

Parede Celular - estrutura rígida que confere proteção e suporte à célula.

Cloroplasto - organelo membranar associado à fotossíntese.

Vacúolo - organelo de armazenamento de água ou outras substâncias.

Estes organelos são constituidos por moléculas orgânicas (prótidos, lípidos,glúcidos e ácidos nucleicos) e inorgânicas (água e sais minerais).

Água

Uma das substâncias mais simples, porém a mais importante.A água é o composto mais importante nas células podendo atingir entre 75% a 90% do total da sua massa. Para além de constituir o meio onde ocorrem todas as reacções celulares, a água intervém em numerosas reacções químicas vitais, e actua como meio de difusão de muitas substâncias.

                                                                                

Algumas Funções da Água:

1. Intervém em numerosas reacções químicas vitais;
2. Intervém em reacções de hidrólise;
3. Actua como meio de difusão de muitas substâncias;
4. Actua como dissolvente da maioria das substâncias celulares (solvente universal);
5. Transporte de substâncias dentro ou fora da células;
6. É uma via de excreção, ou seja, arrasta para fora do corpo as substâncias nocivas
produzidas pelo indivíduo, assim como as que estão em excesso;
7. Actua no equilíbrio da temperatura dentro da célula (termorregulação), impedindo
mudanças bruscas de temperatura, que afectam o metabolismo celular.

Macromoléculas orgânicas


Alguns compostos orgânicos são constituídos por moléculas relativamente pequenas, enquanto que outros são moléculas muito grandes e complexas (macromoléculas) constituídas pela associação de várias moléculas unitárias.
As macromoléculas são polímeros, isto é, cadeias com um grande número de unidades básicas, ou monómeros, unidos por ligações químicas.

Os monómeros unem-se e formam cadeias maiores, originando polímeros. Este processo denomina-se polimerização.

Prótidos

Os prótidos são compostos orgânicos quaternários constituídos por C, H, O e N (azoto), podendo também conter outros elementos como S, P, Mg, Fe e Cu.De acordo com a sua complexidade os prótidos podem 

ser classificados em:

1. Aminoácidos (unidades estruturais dos péptidos e das 

proteínas) ;

2. Péptidos (cadeias de 2 ou mais aminoácidos);

3. Proteínas (macromoléculas constituídas por cadeias peptídicas, associadas ou não a outros compostos orgânicos ou inorgânicos.

Proteínas

São macromoléculas constituídas por uma ou mais cadeias peptídicas e possuem uma estrutura tridimensional definida. As proteínas podem ter 4 tipos de estrutura dependendo do seu tipo de aminoácidos que possui, do tamanho da cadeia e da configuração espacial da cadeia polipeptídica.

Desnaturação das proteínas

As estruturas das proteínas são mantidas por ligações fracas. Quando as proteínas são submetidas a determinados agentes, como a calor excessivo, agitação, radiações ou variações do pH, estas ligações podem ser quebradas.A quebra destas ligações altera a conformação normal das proteínas, levando a 

uma perda da sua função biológica. Diz-se que houve desnaturação.

Lípidos

Os lípidos constituem um grupo de moléculas muito heterogéneo, do qual fazem parte as gorduras (animais e vegetais), as ceras, os esteroídes (colesterol e hormonas sexuais), entre outras. Geralmente são compostos por O, H e C, também contendo ácidos gordos.

A sua fraca solubilidade na água e sua solubilidade em solventes orgânicos, como o benzeno, o éter e o clorofórmio, são características comuns aos lípidos.

Ácidos gordos

São cadeias lineares de Carbono.Os ácidos gordos cumprem diversas funções: são precursores de outros lípidos e fazem parte da constituição de lípidos estruturais, como os fosfolípidos. Além disso, a sua oxidação a CO₂ e H₂O liberta uma grande quantidade de energia metabólica.

Fosfolípidos

São um dos lípidos da membrana que existem em maior quantidade. 

Os fosfolípidos são moléculas Anfipáticas, ou seja, têm uma parte hidrofílica (cabeça) e outra hidrofóbica (cauda).

Ácidos nucleicos

São as principais biomoléculas envolvidas em processos de controlo celular, pois contém a informação genética.

Existem dois tipos de ácidos nucleícos:

                                                               • Ácido desoxirribonucleico (ADN ou DNA); 

                                                               • Ácido ribonucleico (ARN ou RNA)

DNA

http://www.forbes.com/sites/daviddisalvo/2011/11/22/whats-your-dna-worth/

RNA

http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_ribonucleico

-» Os ácidos nucleícos são polímeros cujas unidades básicas (monómeros) são nucleótidos. Estes nucleotídos podem unir-se sequencialmente por reacções de condensação constituindo cadeias polinucleotídicas.