Laboratório virtual de transporte nas plantas: potômetro

Este laboratório virtual de transporte nas plantas reproduz a prática do potômetro de GCSE e A-level Biology: um ramo cortado vedado num tubo capilar, uma bolha de ar que se move conforme o ramo absorve água, e um cronômetro. Os alunos fazem três leituras em cada uma de três temperaturas do ar, calculam a taxa e o volume de água absorvida com V = πr²d e explicam a tendência com a teoria da coesão–tensão. Uma segunda prática coloca aipo em água colorida para mostrar que a água sobe pelo xilema. Uma aula rende uma tabela de resultados completa, uma tendência clara e um cálculo que os alunos encontram nas provas.

Alinhamento com o currículo

• AQA GCSE Biology 4.2.3.1–4.2.3.2 (tecidos vegetais e o sistema de órgãos da planta): xilema e floema, transpiração, e o efeito da temperatura, da umidade, do movimento do ar e da luz sobre a taxa de transpiração.
• AQA A-level Biology 3.3.4.2 (transporte em massa nas plantas): coesão–tensão, o potômetro e a translocação por fluxo em massa no floema.
• IB Biology B3.2 (transporte) e o transporte nas plantas de Cambridge IGCSE Biology.

O Simulic não é afiliado à AQA, ao IB, à Cambridge nem a nenhuma banca examinadora, nem endossado por elas.

Antes do laboratório (5 min)

Peça aos alunos que se comprometam com uma previsão, no papel ou como pergunta 1 do link da turma:

"Um ramo com folhas num potômetro passa do ar a 15 °C para o ar a 35 °C. A luz, a umidade e o vento não mudam. O que acontece com a taxa de absorção de água?"

Alguns alunos não esperam mudança ("a planta só precisa de uma certa quantidade de água"). Outros esperam um pequeno aumento. Poucos esperam que ela mais que triplique.

Método na simulação

1. Abra a aba Práticas e escolha Potômetro. Ajuste Tempo para 2 min.
2. Mantenha as condições controladas: Luz 70%, Umidade 50%, Vento 1 m/s.
3. Ajuste a temperatura para 15 °C. Clique em Iniciar medição três vezes; cada leitura começa com a bolha na marca de partida. A tabela registra a distância, a taxa em mm/min e o volume em mm³/min. O quadro mostra a média das leituras nessas condições.
4. Repita a 25 °C e a 35 °C.
5. Em uma das leituras, calcule você mesmo o volume: V = πr²d, com r = 0,5 mm.
6. Aipo: escolha Aipo em água colorida, 30 min, temperatura 25 °C. Rode uma vez com Com folhas marcado e outra sem, e depois clique em Fazer cortes para ver qual tecido ficou corado.

Temperatura (°C)	Distância em 2 min (mm): 1 / 2 / 3	Taxa média (mm/min)	Volume absorvido (mm³/min)
15
25
35

Resultados esperados

Todos os valores vêm da simulação. Cada leitura tem um erro aleatório de cerca de ±6%, então os grupos obtêm valores um pouco diferentes.

Temperatura (°C)	Leituras de exemplo (mm/min)	Taxa do modelo (mm/min)	Volume (mm³/min)
15	6,15; 6,10; 6,25	5,9	4,6
25	11,56; 11,04; 11,00	11,0	8,6
35	19,73; 18,79; 20,01	19,5	15,3

• A taxa praticamente dobra a cada 10 °C: de 15 para 35 °C ela mais que triplica.
• A 25 °C a bolha anda cerca de 22 mm em 2 min, então V = π × 0,5² × 22 ≈ 17 mm³ em 2 min, ou cerca de 8,6 mm³/min.
• Outros fatores a 25 °C: umidade de 90% reduz a taxa para 2,2 mm/min; ar parado dá 5,7; escuro dá 1,5 porque os estômatos se fecham.
• Aipo, 30 min: com folhas o corante sobe cerca de 87 mm (2,9 mm/min); sem folhas, só cerca de 7 mm. Os pontos corados nos cortes transversais são o xilema dos feixes vasculares.

Perguntas para os alunos

1. (Previsão, repetida depois do laboratório) O que acontece com a taxa de absorção de água de 15 °C para 35 °C?
2. Quais condições precisam ficar iguais enquanto você testa a temperatura?
3. A 25 °C, qual é a taxa média de três leituras de 2 min?
4. A 35 °C, que volume de água o ramo absorve por minuto?
5. Explique por que a taxa aumenta com a temperatura e como a água chega às folhas.

Respostas para o professor: (1) Mais que triplica, de cerca de 5,9 para 19,5 mm/min. (2) Luz, umidade e vento (e o mesmo ramo). (3) Cerca de 11,0 mm/min (aceite de 10,2 a 11,8). (4) Cerca de 15,3 mm³/min (aceite de 14,0 a 16,6). (5) O ar mais quente comporta mais vapor de água e a água evapora mais depressa das células da folha, então o gradiente de vapor para fora dos estômatos fica mais acentuado e mais água é perdida. A evaporação puxa a coluna contínua de água pelo xilema, mantida unida pela coesão entre as moléculas de água.

Erros conceituais comuns

• "O potômetro mede a transpiração." Ele mede a absorção de água. A maior parte dessa água é transpirada, mas um pouco é usada na fotossíntese e para manter as células túrgidas.
• "A água é bombeada caule acima." Os vasos do xilema são tubos mortos. A água é puxada de cima pela evaporação, não empurrada pelas raízes, exceto por uma pequena pressão radicular.
• "O floema leva a água das raízes para cima." O floema leva sacarose das fontes para os drenos, para cima e para baixo. Experimente Anelar o caule na aba Planta inteira: as folhas continuam viçosas, porque o xilema está intacto.

Extensão

• Na aba Floema (fluxo de pressão), mude o carregamento de sacarose e o dreno, e acompanhe a diferença de pressão que move o fluxo em massa.
• Na aba Planta inteira, clique em Dar ¹⁴CO₂ a uma folha e veja onde a sacarose marcada vai parar.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença para o laboratório virtual de transpiração?

O laboratório virtual de transpiração usa uma planta inteira e os estômatos para comparar vento, luz, umidade e água do solo. Este laboratório usa um potômetro, acrescenta a temperatura e trata do xilema e do floema.

Por que cada leitura sai um pouco diferente?

A simulação acrescenta um erro aleatório de cerca de ±6%, como um potômetro real. É por isso que o método pede três leituras em cada temperatura.

Isso substitui um potômetro real?

Não. Os potômetros reais ensinam habilidades como cortar o ramo debaixo d'água e vedar as conexões. Use a simulação para planejar, para praticar o cálculo ou quando um ramo falhar no dia da prática. Veja laboratórios virtuais vs. laboratórios reais.

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