Fisiologia vegetal

16@hotmail.comTema 2. El agua y la célula vegetal
• Introducción
• Importancia del agua

•Transporte de agua en plantas (pasivo)
• Concepto de potencial hídrico. Componentes •Simplificaciones de las relaciones hídricas en las células • ¿Cómo se desplaza el agua? •Distancias cortas: Difusión •Distancias largas: Flujo másico •Membranas: ósmosis •Acuaporinas

•Cuantificación y terminologíadel estado hídrico en la planta

Tomado de: Taiz & Zeiger 2006. Fisiología Vegetal. Col lecció Ciències experimentals. Universitat Jaume I

Introducción
Importancia del agua en las plantas
• Principal componente tejidos 85-90% • Madera (35-75%), semillas (5-15%)

• Los procesos de transporte y distribución de
nutrientes y metabolitos dependen de los movimientos del agua • En plantas: eltransporte de agua es pasivo
• Flujo depende de la cantidad de agua absorbida por las raíces y la perdida por transpiración • Pequeñas fluctuaciones de este flujo: déficit hídricos

• Ej. C3: 1 g materia orgánica

absorbe 500 g H2O

• Principal factor limitante productividad cultivos

Tomado de Taiz & Zeiger 2006. Plant Physiology. Sinauer Associates, Inc.

Propiedades fisicoquímicas delagua. Repaso
Los puentes de hidrógeno confieren una gran cohesión (atracción mutua entre las moléculas que permite que éstas se comporten como un sistema continuo) interna al agua. Propiedades: Elevado calor específico (energía necesaria para elevar la tº del agua 1ºC) proporciona un sistema regulador de temperatura.

Cohesión: permite formar un sistema continuo dentro de la célula e inclusocon el ambiente. Sustrato: Fotosíntesis: H2O sustrato reacciones de hidratación y deshidratación.

Elevada temperatura (tº ) fusión y ebullición: agua estado líquido en el rango de tº en que se desarrolla la vida. Alto calor de vaporización (energía necesaria para la evaporación del agua). Mejor sistema refrigerante conocido: planta puede disipar la mitad de la energía solar que recibe portranspiración.

la cohesión capas de hidratación, que disuelven a gases, iones y moléculas o macromoléculas polares o mojan superficies sólidas.

Capacidad de disolución e hidratación. H2O atraída por otras moléculas polares. Por

Alta tensión superficial (energía necesaria para romper la superficie de un líquido). La tensión, la cohesión y la adhesión permiten la continuidad de una columna deagua, vital para el transporte de agua de la raíz a las hojas.

Imagen tomada de Campbell & Reece (2005). Biology. Pearson. Benjamin Cummings

Explicar las relaciones hídricas en términos termodinámicos

Potencial químico del agua (μw) expresión cuantitativa de la energía libre (de Gibbs) asociada al agua. Unidades: J mol-1 Potencial hídrico (Ψw) μw- μw* = J mol-1 = N m = N = Pa Vw m3 mol-1 m3m2 El agua se desplaza a favor de gradiente de potencial hídrico

Ψw*= 0. Potencial de referencia del agua pura “libre”.

Componentes del potencial hídrico

Ψw = Ψg + Ψp + Ψs
SOLUTOS

GRAVEDAD

PRESIÓN

Ψw > Ψw
H2O
Imagen tomada de: http://www.euita.upv.es/varios/biologia/index.htm

Componentes del potencial hídrico: Ψw = Ψg+

Ψp + Ψs

Ψg Potencial gravitatorio esconsecuencia de la diferencia en energía potencial debida a diferencias en altura

Ψg= ρw g h

ρw es la densidad de la solución acuosa

g aceleración debida a la fuerza de la gravedad h es la altura

Por cada metro ¿cuánto aumenta Ψg?

Ψg= 1000 (kg m-3)*10 (ms-2)* 1 (m) Ψg= 0.01 MPa

Componentes del potencial hídrico: Ψw = Ψg+

Ψp + Ψs

Ψp Presión hidrostática (potencial de presióncelular) puede ser positivo o negativo y representa la presión ejercida por el protoplasto contra la pared celular
Representa la presión que la pared celular ejerce sobre el agua en respuesta a la presión de turgencia Nota: valor de referencia la P atmosférica • Ψp> 0 en células turgentes • Ψp= 0 en plasmolisis • Ψp< 0 en el xilema (tensión o presión hidrostática negativa). Valores del Ψp : –3.0 ≤ Ψp...