13/08/2009

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Agua y solutos en las plantas

Agua y células vegetales•Propiedades del agua

•Transporte de agua•Difusión•Ósmosis•Potencial de agua•Acuaporinas

Fisiología Vegetal 2009-III

Profesora Sonia Cuellar

UBV Depto. de Biología

�� El agua comprende del 80 al 90% del El agua comprende del 80 al 90% del peso de los tejidos vegetales peso de los tejidos vegetales

��Cuando las células pierden turgencia Cuando las células pierden turgencia no hay alargamiento ni expansión y se no hay alargamiento ni expansión y se detiene el crecimiento (Zyalalov, 2004). detiene el crecimiento (Zyalalov, 2004).

��Las plantas necesitan mucha agua Las plantas necesitan mucha agua por que la “pierden” por traspiraciónpor que la “pierden” por traspiración

Importancia del agua en las plantas

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Propiedades del agua

•El agua es un dipolo (puentes de H)

•Es un excelente solvente

•El agua actúa como ‘buffer’ de temperatura

•Tensión superficial /Cohesión/ adhesión

•Capilaridad

•Elasticidad / presión hidrostática

Difusión

La difusión es movimiento producto del la agitación térmica de las moléculas

Js = -Ds (∆Cs / ∆x)

Js : Densidad de flujo (mol • m-2 • S-1)Ds :Coeficiente de difusión

Ley de Fick

La difusión es muy rápida en distancias cortas y muy lenta en distancias largas

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Flujo masivo

Es el movimiento de un grupo de moléculas, orientado por un gradiente de presión

flujo = (πr4/8η) (∆Ψp / ∆x)

η :Viscosidad del líquido

r : radio del tubo

∆Ψp : gradiente de presión

Ósmosis

Las membranas biológicas son semipermeables

La osmosis es el movimiento de moléculas pequeñas a través de una membrana, y está dirigido por gradientes de concentración y de presión

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Potencial de agua

Ψw = Ψs +Ψp +Ψg

Ψs : Potencial osmótico. Ψs= - RTCs

ΨP: Presión de turgencia.

Ψg: Potencial gravitacional. Depende de la altura

Potencial químico del agua

Volumen de 1mol de aguaPotencial de agua =

Potencial celular de agua

Potencial de agua

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Potencial de agua

El potencial de agua cambia con la especie y el tejido.

Hojas turgentes - 0.2 MPa

Raíces en suelos secos -0.2 MPa

Hojas en sequía moderada -1.0 MPa

Hojas en sequía severa -3.0 MPa

Semillas viables -20.0 MPa

Hojas en habitat desértico -6.0 MPa

Colmenero-Flores et al 1998

Volumen y presión de turgencia

Pequeños cambios en el volumen de la célula causan grandes cambios en el potencial osmótico

Algunos tejidos de los cactus tienen paredes muy delgadas

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Acuaporinas

Si la membrana es lipídica, como pasa el agua?

Contenido de agua en la planta

La pérdida de agua por las plantas y la consecuente pérdida de turgencia en sus células, afecta muchos proceso vitales para las plantas.

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Contenido relativo de agua (CRA)

¿La mayor cantidad de agua que puede tener un tejido, qué fracción representa del agua que contiene el mismo tejido en una condición dada?

CRA =(P. hidratado - P.fresco )

(P.fresco - P.seco)

En el invernadero

Agua y solutos en las plantas (II)

Balance Hídrico•Agua en el suelo

•Las raíces absorben el agua

•El agua se transporta através del Xilema

•Traspiración

•Continuo suelo-plata-atmósfera

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Agua

Película de Agua

Aire

Agua gravitacional: agua que seinfiltra por gravedad a las capas profundas.

Agua capilar: agua quepermanece retenida entre laspartículas del suelo.

El agua en el suelo

El agua en el suelo

•Saturación de agua

•Capacidad de campo

•Marchites permanente

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Las raíces absorben el agua

La raíz está en intimo contacto con el suelo

El agua ingresa vía:•Apoplasto

•Simplasto

•Transmembranal

Las raíces están parcialmente impermeabilizadas

La banda de Caspary obliga el paso transmembranal (acuaporinas)

No toda la raíz es permeable al agua

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Vía simplasto

Los plasmodesmos son conexiones citoplasmáticas entre células contiguas, que atraviesan la pared celular

Vía apoplasto

Es una ruta extracitoplasmática para el transporte de agua y solutos

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El agua se transporta a través

del Xilema

El xilema esta compuesto por células sin citoplasma

La columan de agua se puede interrumpir

El agua se transporta por cohesión y flujo masivo

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Transpiración

El transporte de agua depende de el agua que se evapora en el contorno de las células del mesófilo

Transpiración

El agua va del xilema al mesófilo y de allí a la atmosfera

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Transpiración

Los estomas permiten el intercambio gaseoso necesrio para la fotosíntesis pero…

Continuo suelo-planta-atmosfera

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Continuo suelo-planta-atmosfera

Tarea

1. Qué es el potencial matricial? (Ψm)2. Existen varias formas de medir el potencial osmótico

en una planta. Enumérelas todas y explique una de ellas

Trabajen en grupos de tres estudiantes.

Esta tarea vale 3 puntos tarea

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