A celula vegetal



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1 - A Célula Vegetal

2 – Água
3 - Movimentos da água


3.1- Difusão

Difusão consiste no movimento individual e ao acaso de moléculas, íons ou partículas coloidais de uma região onde estas se encontram densamente concentradas para outra de baixa concentração. Este fenômeno é conseqüência do movimento desordenado das moléculas da solução, e quanto maior a energia cinética das moléculas maior a velocidade de difusão. Exemplo familiar é o perfume de uma flor, que rapidamente impregna o ar de um ambiente fechado.


3.1.1 - Objetivo:




Os experimentos têm como objetivo fixar o conceito e compreender o processo de difusão.


Experiência n.º 1 - Difusão de corantes em papel de filtro
Procedimento:


  1. R








    8 cm


    ecorte cinco tiras de papel de filtro (se possível Whatman n.º 1), conforme o modelo. 6,5 cm





  1. Coloque cada tira em becker contendo 20 ml dos corantes abaixo especificados:

  • azul de metileno 0,1%;

  • eosina 0,1%;

  • verde de metileno 0,1%;

  • fucsina 0,1%;

  • mistura de fucsina 0,1% (10 ml) + verde de metileno 0,1% (10ml).




  1. Marque no papel, com um traço a lápis, o nível inicial de cada corante e a hora em que cada lingüeta foi colocada neste. A lingüeta deverá ficar mergulhada no máximo 5mm no corante.

  2. Anote a temperatura ambiente.




  1. Quando a frente do solvente atingir o nível superior da tira de papel de filtro, retire todas as tiras e meça as distâncias, em centímetros, percorridas pelos solventes e solutos. A Relação de frente (Rf) – é a razão entre a distância percorrida pelo soluto e a distância percorrida pelo solvente.




  1. Marque, na tabela abaixo, os Rf encontrados:


Tabela- Relação de frente das diferentes substâncias

Substâncias

Relação de Frente

Azul de metileno




Eosina




Verde de metileno




Fucsina




Fucsina + verde de metileno





Questões:

  1. Por que você anotou a temperatura ambiente?


  1. Qual a função do papel de filtro?


  1. Como você poderia utilizar o processo de difusão em um laboratório de Fisiologia Vegetal?


Experiência n.º 2 – Difusão de corantes em gelatina




Procedimento:


  1. Coloque 10 g de gelatina (em pó ou em lâmina) num becker de 150 ml contendo 25 ml de água destilada. Espere 10 minutos e adicione 70 ml de água fervente, agitando sempre com um bastão. Se a gelatina não dissolver completamente, leve o becker ao fogo brando, agite continuamente até e dissolução completa.

  2. Distribua a gelatina, ainda quente, em 6 tubos de ensaio em quantidades idênticas, aproximadamente por 15 ml.

  3. Resfrie os tubos com gelo até a gelatina se solidificar e então coloque, em cada tubo, 5 ml de uma das seguintes soluções:

Tubo 1 - eosina 0,001 M (P.M = 691)

Tubo 2 - eritrosina 0,001 M (P.M = 880)

Tubo 3 - metil-orange 0,001 M (P.M = 327)

Tubo 4 - azul de metileno 0,001 M (P.M = 373)

Tubo 5 – carmim 0,001 M (P.M = 492)

Tubo 6 - vermelho congo 0,001 M (P.M = 696)



  1. Mantenha os tubos em posição vertical, num suporte, e cubra com vaselina líquida a superfície livre dos corantes.

  2. Observe uma vez por dia, durante uma semana, anotando as distâncias percorridas pelos corantes. Anote a temperatura ambiente.

  3. Faça um gráfico mostrando a relação entre o peso molecular e a razão da difusão.

Figura – Razão de difusão de substâncias de diferentes pesos moleculares.


Questão:

1 - Comente os resultados obtidos.



3.2- Osmose

No metabolismo celular, a osmose é responsável, ao menos em parte, pelo transporte de água entre uma célula e seu ambiente e, especificamente nas plantas, pela circulação da seiva vegetal.

Osmose é o fenômeno físico que consiste na passagem espontânea de água ou outro solvente por uma membrana semipermeável que separa duas soluções. A passagem de solvente da solução que contém menos soluto para outra que contém mais soluto cessa quando é atingido o equilíbrio entre as duas concentrações.
3.2.1 - Pressão osmótica.
O fenômeno da osmose ocorre porque a membrana semi-permeável só permite a passagem de moléculas de tamanho reduzido, como as moléculas de água e outros solventes, mas não as do soluto, que são maiores. As moléculas de água podem atravessar a membrana em ambos os sentidos, mas o fluxo é mais intenso em direção à solução mais concentrada. Desejando-se impedir a passagem das moléculas do solvente, é necessário aplicar à solução uma pressão em relação ao solvente. A diferença entre a pressão da solução e a do solvente é a pressão osmótica da solução.
3.2.2 - Osmose biológica.
As células vegetais e animais atuam como verdadeiros osmômetros naturais. A membrana celular biológica é permeável, porém, seletiva, para muitas moléculas, entre elas as dos sais minerais.

3.3 – Membrana Celular
Uma das funções da membrana celular é a permeabilidade, que é a propriedade de deixar passar substância do meio extracelular para o hialoplasma ou dele para o meio exterior.

A movimentação de água entre células, se faz por difusão através dos plasmodesmos e por osmose através da plasmalema.


3.4 – Fenômenos Osmóticos em Sistemas Abertos e Fechados:
Objetivos:
Os experimentos têm como objetivo demonstrar o fenômeno osmótico em sistemas abertos e em células vegetais e proceder a comparações entre estes dois sistemas. Os experimentos objetivam ainda fixar os conceitos de Potencial Hídrico (), Potencial Osmótico (ou ), Potencial de Pressão ou de Turgescência (P ou ) e Pressão Osmótica. Permitem ainda a observação do efeito de substâncias tóxicas e da temperatura sobre a permeabilidade da membrana celular.
Experiência n.º 1– Montagem de um Osmômetro

Procedimento:


  1. Encha um saquinho de diálise ou de celofane com uma solução de sacarose 1,0 M corada com azul de metileno ou vermelho congo.

  2. Amarre a boca desse saquinho a um tubo de vidro longo, com cerca de 2 – 3 mm de diâmetro.

  3. Coloque esse sistema verticalmente, de maneira que o saquinho fique mergulhado num becker com água destilada.

  4. Marque o nível inicial da solução, anote a hora e observe, a cada 10 minutos, até atingir o equilíbrio.

  5. Faça um gráfico relacionando tempo e altura atingida pela solução no tubo.










Água pura


Solução de sacarose



Figura – Altura atingida por solução de sacarose em relação ao tempo.

.
Questões:




  1. Qual substância está se movimentando através do celofane? Explique.


  1. Explique quando cessará a subida da solução no tubo?


  1. Nesse caso, ocorre equilíbrio de concentrações? Explique.


  1. O que é potencial osmótico de uma solução?



  1. Qual a diferença entre pressão osmótica e potencial osmótico.


Experiência n.º 2 – Plasmólise e efeito de substâncias tóxicas sobre a permeabilidade das membranas plasmáticas.

Plasmólise é o processo que ocorre quando uma célula é colocada em solução hipertônica, neste processo a célula perderá água, principalmente do vacúolo. Com a diminuição do volume do vacúolo, o citoplasma se retrai, deslocando-se da parede celular.


Procedimento:
Etapa A – Nesta primeira fase será estudado o efeito de soluções de alta pressão osmótica sobre a absorção ou perda de água pelas células.

  1. Com o auxílio de uma lâmina de barbear e uma pinça, remova alguns pedaços da epiderme inferior de folhas de Tradescantia pallida (de preferência sobre a nervura principal), coloque-os em uma lâmina de vidro com uma gota de água destilada e observe-os ao microscópio.

  2. Substitua a água, secando com papel de filtro, por uma solução aquosa 0,3 M de sacarose, por aproximadamente 3 minutos.

  3. Observe como o protoplasma se desloca da membrana celular em conseqüência de sua diminuição de volume. Este fenômeno chama-se Plasmólise.

  4. Substitua novamente a solução de açúcar por água destilada. Se não houver mudança alguma, repita a experiência com células plasmolizadas recentemente.

  5. Desenhe uma célula normal e uma célula plasmolisada.


Questões:


  1. Explique os resultados.



  1. O que sai da célula durante a plasmólise, água ou suco celular? Explique.



  1. Por que as células de uma folha não se plasmolizam quando a folha murcha?


Etapa B – Nesta segunda etapa será observado o efeito do álcool sobre a permeabilidade das membranas celulares.
Procedimento:

  1. Depois de provocar a plasmólise num fragmento de epiderme de Tradescantia pallida, segundo a técnica usada na parte A, trate-o com duas gotas de álcool. Leve novamente ao microscópio e observe.


Questões:


  1. Explique o que acontece com o pigmento vermelho do vacúolo?



  1. Explique por que na primeira parte do exercício o pigmento não saiu das células quando houve plasmólise?

Experiência n.º 3 – Efeitos da temperatura sobre a permeabilidade das membranas celulares



Procedimento:

  1. Corte 12 fatias de uma beterraba bem vermelha (fatias de cerca de 0,2 cm de espessura X 1,0 cm de largura X 3,0 cm comprimento), lavando-as bem em água destilada, até que a água utilizada fique incolor.

  2. Pegue 200 ml de água destilada e aqueça em um becker até mais ou menos 85o C . Prepare a partir desta água uma série de becker com água até a metade, `as temperaturas 80, 70, 60, 50, 40o C e temperatura ambiente.

  3. Coloque em cada becker pelo tempo de 1 minuto duas tiras de beterraba e, logo a seguir, coloque as tiras em tubos de ensaio contendo 10 ml de água destilada `a temperatura ambiente.

  4. Após uma hora compare a quantidade relativa de pigmentos que se difundiu em cada tubo. Coloque um papel branco, atrás do tubo, a fim de facilitar a observação.


Questão:


  1. Em qual temperatura se verificou menor difusão de pigmento e quais as temperaturas em que houve maior difusão? O que significa?


3.5 – Determinação dos potenciais osmóticos e hídricos das células vegetais.

Potencial hídrico pode ser compreendido como o trabalho necessário para elevar o nível de potencial da água combinada ao nível de potencial da água pura, em termos bem simples pode-se dizer que é uma medida de energia da água em dada situação . O potencial da água pura serve ponto de referência; é considerado como sendo igual a zero.

A absorção e o fluxo de água nas plantas são reguladas por um gradiente de qual é proveniente de um déficit hídrico nas folhas. Esse déficit é causado pela diferença entre a água transpirada e a absorvida. O movimento de água entre duas células, através da plasmalema, se faz por osmose. A direção deste movimento é controlada pelo gradiente de potenciais hídricos das duas células.

Os fatores que influenciam o potencial hídrico () nas células vegetais são: potencial osmótico (s) e pressão de parede (P)

O potencial hídrico é definido como:  Ps)em que P é o potencial de turgescências ou de pressão e so potencial osmótico.

O potencial osmótico de uma solução se refere ao nível de energia da água nesta solução. O potencial osmótico (sé inversamente proporcional à concentração de solutos na solução, ou seja, quanto maior a concentração de soluções, menor o potencial osmótico.

O potencial osmótico (s é sempre negativo (ou zero na água pura) ; o potencial de pressão (P) pode ser positivo ou igual a zero; em alguns casos especiais chega a ser negativo.

O potencial osmótico de uma solução de concentração e peso molecular conhecidos pode ser calculado, com precisão suficiente para fins biológicos, pela formula:

s - iCRT

Onde:

i = Coeficiente isotônico (n.º de partículas por moléculas)


C= Concentração da solução (moles/litro)

R= Constante dos gases perfeitos (0,082 atm.)

T= Temperatura absoluta (K)
Experiência n.º 1 – Determinação do potencial osmótico das células pelo método plasmolítico
Procedimento:


  1. Usando solução de CaCl2 1 M com pH ajustado para 4,5 com HCl, prepare uma série de soluções em frascos conta-gotas, com as seguintes concentrações : 0,05 M; 0,08 M; 0,10 M; 0,15 M; 0,20 M e 0,25 M.

  2. Retire 6 ou mais fragmentos da face inferior de uma folha vermelha de Tradescantia pallida,, ou da face roxa da escama de uma folha vermelha de cebola ou folha intacta de Elodea.

  3. Cada secção deve ser transferida imediatamente para uma lâmina de microscópio com algumas gotas de cada das soluções.

  4. Depois de 20 minutos, cubra cada secção com uma lamínula, drenando o excesso de fluído.

  5. Examine cada secção e identifique a solução que causou plasmólise incipiente em 50% das células. Esta solução é isotônica em relação as células da epiderme. Se todas as células foram plasmolizadas numa solução e em nenhuma outra logo abaixo, a concentração intermediária é a solução isotônica. Sabe-se que o coeficiente isotônico (i) de CaCl2 tem valor de 2,4.

  6. Apresente seus resultados na tabela.

Tabela – Comportamento de células vegetais em soluções de potenciais osmóticos conhecidos.



Solução de CaCl2

s

% de plasmólise

0,05 M







0,08 M







0,10 M







0,15 M







0,20 M







0,25 M








Questão:


  1. Qual o valor do potencial osmótico das células estudadas?



  1. De que maneira você chegou a este resultado (faça os cálculos)?




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