Relações Hídricas na estrutura vegetal

Fenômenos relacionados com a água:

•Transpiração

•Absorção e transporte de água

•Transporte de açúcares

•Nutrição mineral

•Pigmentos

•Crescimento e desenvolvimento

•Germinação

Propriedades da água

• Alto calor específico

• Alto calor de vaporização

• Adesão e coesão

• Elevada tensão superficial

• Poder de solvente

• Água – constante movimentação (exceto no gelo)• Movimento – diferenças de energia potencial (água –

potencial hídrico)• Potencial hídrico maior Potencial hídrico menor• Potencial hídrico – afetado pelo soluto

POTENCIAL HÍDRICO

É a energia com a qual a água se deslocará (movimento) ou participará de reações.

• O valor do potencial hídrico da água no estado padrão recebeu por convenção o valor ZERO

= 0 (estado padrão da água).

• O estado padrão da água é, por convenção, ÁGUA PURA E LIVRE CONTIDA EM RESERVATÓRIO, À PRESSÃO E TEMPERATURA AMBIENTE.

• Unidades de : Atmosferas, bars e Pascal

SOLUTO• Representa o efeito de solutos dissolvidos sobre o potencial

hídrico. Os solutos reduzem a energia livre da água por diluição desta.

s = (valores negativos)PRESSÃO• A pressão positiva dentro da célula é aquela que se refere à

pressão de turgidez.• Pressões positivas aumentam o potencial hídrico, pressões

negativas reduzem o potencial hídrico da célula p = (podem ser negativos e positivos)GRAVIDADE• A gravidade faz com que a água mova-se para baixo, a

não ser que uma força igual e oposta se oponha à força da gravidade. Mas no transporte celular é desprezível.

• g = 0

Mátrico• A ligação das moléculas de água ligadas superfícies sólidas.

Principalmente em condições em que a água se encontra como uma cama delgada, se ligando através de ligações eletrostáticas.

m = (valores negativos)

PRINCIPAIS FUNÇÕES DA ÁGUA NAS PLANTAS

• Na Estrutura:É a substância mais abundante em plantas em crescimento ativo,

podendo constituir cerca de 90% do peso fresco.• No crescimento:Elongamento celular depende da absorção de água

• No transporte:Veículo de transporte em plantas, meio onde os gametas móveis

efetuam a fertilização• No metabolismo:Capacidade de dissolver substâncias (ex: nutrientes no solo)Meio onde se processam várias reações bioquímicasFornece os íons H+ OH-

CLASSIFICAÇÃO QUANTO À EXIGÊNCIA DE ÁGUA• Hidrófitas:Vivem parcial ou totalmente submersas. Perda de água não é

importante; por isso não tem cutícula na parte inferior das folhas.

• Higrófilas - Vivem em ambientes úmidos, com o ar quase saturado de umidade (musgos e samambaias). Estão sempre em ambientes de sombra e não tem grande superfície foliar. Apresentam cutícula fina e tem pouco controle da transpiração.

CLASSIFICAÇÃO QUANTO À EXIGÊNCIA DE ÁGUA• Mesófitas - São a maioria das plantas cultivadas.

Crescem em solos drenados sob ar normalmente seco. Regulam perda de água através dos estômatos, principalmente, com cutícula geralmente impermeável e sistema de vasos (xilema) bem desenvolvido, além de sistema radicular extenso.

• Xerófitas - Ocorrem geralmente em desertos ou em regiões de baixa preciptação pluviométrica. Apresentam algumas adaptações: folhas pequenas, muitas vezes suculentas; presença de pelos e espinhos; armazenam água em caules e folhas; cutícula cerosa, e quase sempre apresentam o metabolismo CAM (Metabolismo Ácido das Crassuláceas).

Transportes• Difusão• Osmose• Plasmólise• Embebição

Difusão Movimento livre de partículas contidas em uma solução, distribuindo-se uniformemente nela.

OsmosePassagem de água seguindo um gradiente de concentração através deuma membrana semipermeável

Soluções isotônicas – mesmo potencial hídricoSolução hipotônica – potencial hídrico mais altoSolução hipertônica – potencial hídrico mais baixo

FENÔMENOS RELACIONADOS COM ABSORÇÃO E TRANSPORTE DE ÁGUA

OSMOSE Caso especial de difusão

Dois ou mais volumes isolados entre si por uma membrana que restringe o movimento das partículas de soluto mais do que das moléculas do solventes.

Aumento de pressão – permite o aumento da coluna de água.

DIFERENÇAS ESTRUTURAIS ENTRE A MEMBRANA E A PAREDE CELULAR

Membrana – maior velocidade para transporte do solvente que do solutoParede celular – altamente permeável aos dois e fornece rigidez o acúmulo de pressãoA seletividade da membrana leva a formação de um gradiente... O que seria um gradiente?

Seção 1 - Salisbury

Pressão de turgor – importante no suporte de partes não-lenhosas da plantaSolo ( = -5.6) Planta Ar ( = -700)

do ar = -700

Plasmólise

Fenômeno de descolamento de membranas.

• Parede celular impermeável ao soluto – célula perde água; o soluto não ocupa o apoplasto, membrana puxa a parede

• A plasmólise é difícil de acontecer, pois a planta normalmente tem um mais negativo (por isso ela ganha água)

Embebição

• Ocorre nas sementes – processo essencial para a germinação• Semente madura – 5 a 20% de água • Absorção de água – aumento de tamanho – aumento de pressão

interna• Regulação da entrada de água - tegumento

Produtividade a partir da disponibilidade de água

Movimento da água na planta

Água move-se através do solopor fluxo de massa

É dependente da condutividadehidráulica: medida da facilidade com que a água move-se pelo solo.

Em solos muito secos, o potencial hídricopode cair abaixo do ponto de murcha permanente

A ÁGUA SE MOVE NA RAIZ POR ROTAS APOPLÁSTICAE SIMPLÁSTICA

Apoplástica- Sistema contínuo de paredescelulares, a água move-se pelas paredescelulares e espaço extracelular

Simplástica- Rede citoplasmática celularesInterconectados por plasmodesmas, nessa rotaUtiliza-se o plasmodesmo.

Uma vez que as rotas simplásticas e apoplásticasnão atravessam membrana a força propulsoraÉ gradiente na pressão hidrostática

Rota transmembrana- A água pelo menos duasMembranas para cada célula (membrana celularna entrada e na saída)

Estria de Caspary- Paredes celulares radias na Endoderme impregnada com substância cerosa e hidrofóbicaconhecida com suberina.

TRANSPIRAÇÃO VEGETAL

• É a eliminação de água na forma de vapor através das folhas, principal superfície de contato do vegetal com o ambiente.

• Ocorre pelos Estômatos (cerca de 99%) e pela cutícula de cutina da epiderme(1%).

ESTÔMATOS

• São anexos epidérmicos das folhas constituídos por duas células-guardas ou estomáticas repletas de cloroplastos, que delimitam entre elas uma fenda chamada ostíolo. Ao lado aparecem duas ou mais células conhecidas por anexas ou subsidiárias.O ostíolo abre-se, no interior da folha, numa grande cavidade denominada câmara subestomática.

ESTÔMATO - estrutura

ESTÔMATOS

• FUNÇÕES : transpiração e trocas gasosas durante a respiração (entra O2, sai CO2) e fotossíntese (entra CO2, sai O2).

A diferença de potencial osmótico () da célula estomática e da célula anexa comanda a abertura e o fechamento do

ostíolo

estomática H2O anexa perde água - flacidez (-negativo) (+negativo)

estomática H2O anexa ganha água - turgidez (+negativo) (-negativo)

Células estomáticas flácidas: Poro FechadoCélulas estomáticas túrgidas: Poro Aberto

XILEMA(LENHO) : tecido morto de condução e sustentação

XILEMA(LENHO) : CONDUÇÃO DE SEIVA BRUTA OU INORGÂNICA

• SEIVA BRUTA : água+sais• SENTIDO : raiz folhas• TEORIA de DIXON ou

COESÃO TENSÃO TRANSPIRAÇÃO :folhas exercerem uma força de sucção que garante a ascensão de uma coluna de água no interior do xilema desde as raízes, conforme ocorre a transpiração.

TEORIA de DIXON ou COESÃO TENSÃO TRANSPIRAÇÃO

Coesão e adesão das moléculas de água

• A transpiração é fundamental, mas deve ocorrer de modo a permitir a sobrevivência da planta, pois o excesso de perda d'água na forma de vapor pode matá-la.O fechamento dos estômatos atua nesse sentido.

Taxa de transpiração

FUNÇÕES DA ÁGUA NAS PLANTAS

Quatro funções:Constituintes dos tecidos Solvente de quase todo o material transportado Reagente de atividades metabólicas Manutenção da turgescência

Constituinte do corpo da planta: 80 a 90% di peso fresco da maioria das partes das plantas herbáceas e acima de 50% do peso de material fresco dasArbóreas.

Solvente: Permite que gases, minerais e outros solutos entrem nas células das plantas e se movam de célula a célula e de um órgão para outro.

Reagente: Reagente ou substrato em muitos processos importantes, incluindo fotossíntese e processo hidrolíticos, como a hidrólise mediada por amilase, de amido a açúcar, nas sementes em germinação.

FUNÇÕES DA ÁGUA NAS PLANTAS

Turgescência: A turgescência é essencial para o alongamento e crescimento celular, assim como para manter a forma das plantas Herbáceas. Importante também para abertura dos estômatos e nos movimentos de folhas, pétalas de flores.

Reagente: Reagente ou substrato em muitos processos importantes, incluindo fotossíntese e processo hidrolíticos, como a hidrólise mediada por amilase, de amido a açúcar, nas sementes em germinação.

O movimento dos estômatos e os fatores ambientais

Luz

CO2

Temperatura

Stress hídrico

Umidade

Vento

GUTAÇÃO ou SUDAÇÃO: perda de água na forma líquida pelos hidatódios das folhas

(Em dias frios e úmidos com solo encharcado de água as raízes podem empurrar água não podendo ser evaporada pela baixa temperatura e saturação de umidade do ambiente, saindo pelos bordos da folha através de pequenas aberturas que são os hidatódios).

Hidatódeos

Gutação