Cálculo do Potencial de Pressão e Hídrico em Células Vegetais

1 Uma célula vegeta l flácida de Ψ w 0572 MPa foi colocada e m uma solução de Ψs 0283 até o equilíbrio Qual o potencial de pressão e hídrico da célula na condição final RESPOSTA Para determinar o potencial de pressão e hídrico da célula vegetal podemos utilizar a equação de Pressão de Turgor Ψp Ψw Ψs Onde Ψp é o potencial de pressão Ψw é o potencial de água livre Ψs é o potencial osmótico da solução Substituindo os valores fornecidos na equação temos Ψp 0572 MPa 0283 MPa Ψp 0289 MPa Portanto o potencial de pressão da célula na condição final é de 0289 MPa Para determinar o potencial hídrico podemos utilizar a equação Ψ Ψp Ψw Substituindo os valores encontrados temos Ψ 0289 MPa 0572 MPa Ψ 0861 MPa Portanto o potencial hídrico da célula na condição final é de 0861 MPa 2 Uma célula vegeta l flácida de Ψ w 0742 MPa foi colocada e m uma solução de Ψs 0356 até o equilíbrio Qual o potencial de pressão e hídrico da célula na condição final RESPOSTA Para determinar o potencial de pressão e hídrico da célula vegetal podemos utilizar a equação de Pressão de Turgor Ψp Ψw Ψs Onde Ψp é o potencial de pressão Ψw é o potencial de água livre Ψs é o potencial osmótico da solução Substituindo os valores fornecidos na equação temos Ψp 0742 MPa 0356 MPa Ψp 0386 MPa Portanto o potencial de pressão da célula na condição final é de 0386 MPa Para determinar o potencial hídrico podemos utilizar a equação Ψ Ψp Ψw Substituindo os valores encontrados temos Ψ 0386 MPa 0742 MPa Ψ 1128 MPa Portanto o potencial hídrico da célula na condição final é de 1128 MPa 3 Uma célula vegeta l túrgida de Ψ w 0018 MPa e Ψp 0846 foi colocada em uma solução de Ψw 0864 até o equilíbrio Qual o potencial hídrico da célula na condição final RESPOSTA Para determinar o potencial hídrico da célula vegetal podemos utilizar a equação Ψ Ψp Ψw Onde Ψ é o potencial hídrico Ψp é o potencial de pressão Ψw é o potencial de água livre Substituindo os valores fornecidos na equação temos Ψ 0846 MPa 0864 MPa Ψ 0018 MPa Portanto o potencial hídrico da célula na condição final é de 0018 MPa 4 Como ocorre a absorção de água e seu movimento desde o solo até o xilema radicular RESPOSTA A absorção de água pelas raízes e seu movimento para o xilema radicular é um processo fundamental para as plantas ocorrendo por osmose A água flui do solo para as células das raízes devido a um gradiente de potencial hídrico e é transportada pelo xilema radicular para outras partes da planta O processo envolve absorção ativa de íons pelas células das raízes criando um gradiente osmótico que ajuda a empurrar a água para o interior da planta Vários fatores influenciam o movimento da água incluindo a pressão de raiz transpiração gravidade e tensão superficial da água 5 Q uais as rotas que a água segue dentro da raiz Explique cada uma delas RESPOSTA A água segue duas rotas dentro da raiz a rota apoplasta e a rota simplasta A rota apoplasta é a rota em que a água se move através da parede celular das células A água entra nas raízes pelas células do cabelo radicular e se move ao longo da parede celular das células do córtex até o xilema sem passar pelo citoplasma das células Na rota apoplasta a água pode passar facilmente pelas paredes celulares mas é barrada pela membrana plasmática uma vez que não pode atravessála diretamente Dessa forma a rota apoplasta pode ser limitante para a absorção de água uma vez que a água pode se mover apenas até as células do xilema onde as paredes celulares das células xilemáticas são depositadas com uma substância impermeável conhecida como lignina A rota simplasta é a rota em que a água se move através do citoplasma das células passando de uma célula para outra através dos plasmodesmos que são canais intercelulares entre as células vegetais Nessa rota a água pode atravessar as membranas celulares das células do córtex e dos vasos do xilema além de poder se mover através dos plasmodesmos entre as células A rota simplasta é considerada a rota mais eficiente para o transporte de água na raiz uma vez que a água pode se mover através de uma grande área de superfície da membrana celular o que aumenta a velocidade de transporte 6 A absorção de água pelas plantas pode ser reduzida pela adição ao solo de grandes quantidades de sais Qual será a causa deste fenômeno RESPOSTA Quando a concentração de sais no solo aumenta o potencial hídrico do solo se torna mais negativo o que dificulta a absorção de água pelas raízes das plantas Isso ocorre porque a água flui do solo para a raiz por osmose movendose do meio com maior potencial hídrico menos negativo para o meio com menor potencial hídrico mais negativo Quando a concentração de sais é alta o potencial hídrico do solo é mais negativo o que significa que é necessário um maior potencial de pressão para a água entrar nas raízes das plantas Além disso altas concentrações de sais podem causar danos às células das raízes das plantas afetando sua capacidade de absorver água e nutrientes O excesso de sais pode levar à desidratação das células alterar o equilíbrio iônico dentro das células e prejudicar o transporte de nutrientes dentro da planta 7 Explique o mecanismo de abertura e fechamento estomático e descreva através de um esquema sua estrutura RESPOSTA O mecanismo de abertura e fechamento estomático é controlado pela pressão turgor das célulasguarda que por sua vez é influenciada pelo balanço de íons pela luz pelo dióxido de carbono e pela água Quando as célulasguarda acumulam íons em seu interior a água flui para dentro das células por osmose aumentando a pressão turgor e levando à abertura do estômato Por outro lado quando as célulasguarda perdem íons a água flui para fora das células reduzindo a pressão turgor e fechando o estômato 8 Explique o que significa ponto de murcha permanente PMP e capacidade de campo CC RESPOSTA O ponto de murcha permanente PMP é o limite inferior da disponibilidade de água no solo para as plantas enquanto a capacidade de campo CC é a umidade do solo em que a água está disponível para as plantas O PMP é o ponto de umidade do solo no qual as plantas são incapazes de absorver água suficiente para manter sua turgidez enquanto a CC é o conteúdo máximo de água que o solo pode reter após ser completamente saturado e deixado para drenar por algumas horas O PMP e a CC são importantes para o manejo do solo e para o crescimento das plantas pois influenciam diretamente o desenvolvimento das raízes e a absorção de nutrientes além de serem usados para programar a irrigação de forma eficiente e evitar tanto a falta quanto o excesso de água no solo 9 O que significa transpiração Como ela ocorre no vegetal Explique baseandose na anatomia do mesofilo principalmente do estômato e câmara subestomática RESPOSTA A transpiração é um processo vital para as plantas que consiste na perda de água na forma de vapor pelas superfícies dos tecidos vegetais principalmente das folhas A transpiração começa com a evaporação da água do mesofilo que é a camada interna da folha responsável pela realização da fotossíntese Esse processo ocorre através da abertura dos estômatos presentes nas folhas que são controlados pelas célulasguarda e pela câmara subestomática A câmara subestomática é uma pequena cavidade presente entre as célulasguarda que permite a difusão de gases e vapor de água A transpiração é influenciada por vários fatores como a temperatura umidade do ar vento luz solar e disponibilidade de água no solo Apesar de ser um processo que leva à perda de água a transpiração é crucial para a sobrevivência das plantas pois ajuda na absorção de água e nutrientes do solo e na regulação da temperatura interna do vegetal 10 O que é gutação Em que circunstâncias ela ocorre RESPOSTA É um processo em que a planta expele gotículas de água pela margem das folhas ou através de estruturas especializadas chamadas hidatódios A gutação ocorre quando a pressão de água dentro das raízes e do xilema é maior do que a pressão atmosférica externa Isso acontece geralmente durante a noite quando a umidade relativa do ar está alta e a transpiração é baixa permitindo que a água seja empurrada para cima pelos vasos do xilema resultando em pequenas gotas de água sendo expelidas pela folha Alguns fatores que podem favorecer a ocorrência da gutação são solos muito úmidos altos níveis de umidade relativa do ar baixa luminosidade e alta umidade no solo 11 Explique os mecanismos dos movimentos estomáticos RESPOSTA Os movimentos estomáticos são controlados pelas célulasguarda e ocorrem por meio de dois mecanismos principais o mecanismo de turgor e o mecanismo de íons O primeiro mecanismo é controlado pela regulação da entrada e saída de íons e água nas célulasguarda enquanto o segundo é controlado pela concentração de íons no interior das células Os movimentos estomáticos também são influenciados por fatores externos como a luz temperatura umidade do ar e disponibilidade de água no solo O s movimentos estomáticos são essenciais para a regulação da troca gasosa e da transpiração das plantas 12 Quando adicionada uma substância qualquer na água pura sua energia livre irá aumentar ou diminuir Justifique RESPOSTA Quando uma substância é adicionada à água pura sua energia livre pode aumentar ou diminuir dependendo da natureza da substância adicionada Se a substância adicionada se dissolver completamente na água sua energia livre diminuirá uma vez que as moléculas da substância irão interagir com as moléculas de água formando uma solução Esse processo é exotérmico ou seja libera energia resultando em uma diminuição da energia livre do sistema Por outro lado se a substância adicionada não se dissolver na água sua energia livre pode aumentar uma vez que as moléculas da substância não irão interagir com as moléculas de água Nesse caso a energia livre do sistema pode aumentar uma vez que a substância adicionada estará ocupando um espaço que antes estava vazio aumentando a entropia do sistema Desta forma a energia livre da água pura pode ser afetada pela adição de uma substância dependendo da capacidade dessa substância de se dissolver na água 13 Explique a teoria da coesãotensão RESPOSTA A teoria da coesãotensão é uma explicação para a ascensão da seiva bruta na planta pelo xilema Ela sugere que a coesão entre as moléculas de água e a tensão exercida pelas folhas são os principais mecanismos responsáveis por esse processo A coesão permite que as moléculas de água formem uma coluna contínua no xilema enquanto a tensão criada pela transpiração nas folhas puxa essa coluna de água para cima da raiz até as folhas 14 O que é potencial hídrico Qual sua importância no status hídrico das plantas RESPOSTA O potencial hídrico é uma medida da energia livre da água em um sistema e indica a tendência da água de se mover de um lugar para outro em resposta a um gradiente de potencial hídrico Ele é composto de diferentes componentes e é importante para o status hídrico das plantas pois influencia a absorção e a perda de água pelas células além de ser usado para avaliar a disponibilidade de água em um ambiente e comparar a capacidade de diferentes espécies vegetais em lidar com o estresse hídrico 15 Faça uma descrição de qual o sentido de deslocamento da água quando o Ψw da planta 08 MPa e Ψw do solo 03 Mpa e quando o Ψw do solo Ψ w da planta RESPOSTA Quando o Ψw da planta é 08 MPa e o Ψw do solo é 03 MPa a água se moverá do solo para a planta uma vez que o potencial hídrico da planta é mais negativo Isso ocorre porque a água flui do local de maior potencial hídrico para o de menor potencial hídrico em uma tentativa de equilibrar os gradientes Quando o Ψw do solo é igual ao Ψw da planta não há diferença no potencial hídrico entre a planta e o solo e o movimento da água cessa Esse é o equilíbrio hídrico que pode ocorrer em condições ideais de disponibilidade de água e demanda da planta 16 Qual é a força motriz que move a água do solo para o topo de uma sequoia RESPOSTA A força motriz que move a água do solo para o topo de uma sequoia é a transpiração À medida que a água é perdida através dos estômatos das folhas durante a transpiração ocorre uma diminuição do potencial hídrico nas folhas criando um gradiente de potencial hídrico entre a folha e a raiz A água então se move por difusão e por fluxo de massa através dos vasos do xilema da raiz até a folha para equilibrar esse gradiente Esse movimento contínuo de água do solo para a folha impulsionado pela transpiração é conhecido como fluxo transpiratório e é a força motriz que permite que a água alcance o topo de uma sequoia que é uma das árvores mais altas do mundo Além disso a coesão entre as moléculas de água e a adesão entre as moléculas de água e as paredes celulares do xilema também ajudam a manter a coluna de água contínua e a sustentar a subida da água 17 A fotossíntese é dividida em duas etapas fotofosforilação e assimilação Explique como ocorrem as duas etapas e como uma está interligada a outra RESPOSTA A fotossíntese é o processo pelo qual as plantas convertem energia luminosa em energia química armazenada em moléculas orgânicas como a glicose Essa conversão ocorre em duas etapas principais a fotofosforilação e a assimilação Na fotofosforilação a energia luminosa é capturada pelos pigmentos fotossintéticos como a clorofila nos tilacoides dos cloroplastos Essa energia é usada para gerar um gradiente de prótons através da membrana tilacoidal que é usado para produzir ATP por meio da fosforilação oxidativa Além disso durante a fotofosforilação a água é dividida em oxigênio elétrons e prótons produzindo o oxigênio que respiramos e fornecendo elétrons para a segunda etapa da fotossíntese Na assimilação a energia química ATP e NADPH produzida durante a fotofosforilação é usada para reduzir o dióxido de carbono em carboidratos como a glicose por meio do ciclo de Calvin O carbono é incorporado nas moléculas orgânicas e os carboidratos são armazenados para uso posterior As duas etapas da fotossíntese estão interligadas porque a energia química produzida durante a fotofosforilação é necessária para a assimilação e a assimilação produz subprodutos como o oxigênio que são necessários para a fotofosforilação Assim a fotossíntese é um processo cíclico em que a energia luminosa é convertida em energia química que é usada para produzir carboidratos com subprodutos que são usados para manter o processo em andamento 18 Os nutrientes minerais são classificados em macronutrientes e micronutrientes Essa classificação é baseada em que Cite 3 macro e 3 micronutrientes explicando suas respectivas funções Caso a planta não tenha acesso a eles quais sintomas poderiam apresentar RESPOSTA A classificação dos nutrientes minerais em macronutrientes e micronutrientes é baseada na quantidade requerida pelas plantas para o seu desenvolvimento Os macronutrientes são necessários em grandes quantidades enquanto os micronutrientes são requeridos em quantidades menores Exemplos de macronutrientes e suas funções são Nitrogênio N essencial para a formação de proteínas ácidos nucleicos clorofila e outras moléculas importantes para o metabolismo da planta Sintomas de deficiência de nitrogênio incluem folhas amareladas e crescimento lento Fósforo P importante para a formação de ATP adenosina trifosfato membranas celulares e ácidos nucleicos Sintomas de deficiência de fósforo incluem folhas com coloração roxa e crescimento reduzido das raízes Potássio K ajuda a regular o equilíbrio hídrico da planta auxilia na abertura e fechamento dos estômatos e na fotossíntese Sintomas de deficiência de potássio incluem folhas com manchas marrons e crescimento reduzido Exemplos de micronutrientes e suas funções são Ferro Fe necessário para a formação da clorofila e portanto para a fotossíntese Sintomas de deficiência de ferro incluem folhas amareladas com nervuras verdes Zinco Zn necessário para a formação de enzimas e para a regulação do crescimento das plantas Sintomas de deficiência de zinco incluem folhas com coloração amarela ou branca Manganês Mn importante para a fotossíntese respiração e metabolismo de carboidratos Sintomas de deficiência de manganês incluem manchas amarelas nas folhas Se uma planta não tiver acesso a esses nutrientes pode apresentar sintomas de deficiência como os mencionados acima No entanto a falta de nutrientes pode afetar de forma diferente cada espécie de planta Por isso é importante fornecer a quantidade adequada de nutrientes para as plantas