Fisiologia Vegetal O 2 ATMOSFERA H 2 O SOLO CO 2

Transcrição

1 Fisiologia Vegetal Fatores ambientais Abióticos e bióticos CO 2 O 2 ATMOSFERA Crescimento e desenvolvimento SOLO H 2 O Elementos minerais Mecanismos das células vegetais Absorção e transporte de água e solutos Assimilação de elementos e sua utilização para a produção de matéria orgânica Mecanismos de crescimento e desenvolvimento Mecanismos de interação dos vegetais com o ambiente

2 Relações hídricas Importância da água para as plantas Ecológica Distribuição das espécies Fisiológica Constituinte mais abundante da fitomassa 85% 90% no protoplasto 80% - 90% em folhas tenras 70% a 95% em raízes Crescimento e desenvolvimento Divisão e alongamento celular Recurso mais abundante e mais limitante para o desenvolvimento e sobrevivência das plantas Meristemas Divisão Alongamento celular Divisão H 2 O Alongamento celular H 2 O Substâncias orgânicas Diferenciação Tecidos CO 2 Fotossíntese Órgãos Organismo

3 Funções da água para as plantas Solvente e meio de transporte de íons Reações químicas hidrólise Pressão de turgor Alongamento celular Trocas gasosas nas folhas Transporte no floema Estabilidade mecânica em plantas não lignificadas Estabilidade térmica do vegetal Mecanismo de abertura e fechamento dos estômatos Distribuição de água nas células Parede celular: 50% Protoplasto: 95% Vacúolos: 98%

4 Propriedades físico-químicas da água Polaridade Solvente universal Propriedades térmicas: Calor específico Energia requerida para elevar a temperatura de uma substância em uma quantidade específica Ajuda a planta reduzindo o risco potencial de danos por variações de temperatura Calor latente de vaporização Energia necessária para separar as moléculas da fase líquida para a fase gasosa em temperatura constante TRANSPIRAÇÃO As plantas se resfriam pela evaporação das moléculas de água nas superfícies das folhas

5 Propriedades de coesão e adesão Coesão Atração mútua entre as moléculas Adesão Atração da água por uma fase sólida Tensão superficial CAPILARIDADE Na interface água líquida-água gasosa, as moléculas são mais atraídas pela parte líquida do que pela gasosa, criando uma pressão no resto do líquido Força física para conduzir a água pelos elementos de vaso sem interrupção da coluna d água. Empurrar o êmbolo = pressão hidrostática + Puxar o êmbolo = pressão hidrostática - As plantas possuem capilares? A capilaridade é a responsável pelo movimento ascendente da água no vegetal?

6 Movimento da água Fluxo de massa Movimento de grupos de moléculas em massa, na mesma direção, freqüentemente em resposta a um gradiente de pressão Ex.: movimento da água nos rios, chuva Seiva bruta no xilema em resposta à pressão negativa do xilema Difusão Movimento resultante da agitação aleatória das moléculas, direcionado pelo gradiente de energia livre Moléculas se movem de regiões com > concentração (> potencial químico) para regiões com < concentração (< potencial químico) a favor do gradiente Quanto maior for o gradiente de concentração, mais rápido será o movimento

7 Substâncias com difusão livre pela membrana plasmática Água, CO 2, O 2 e moléculas simples Através de poros formados momentaneamente pelo movimento dos fosfolipídeos da membrana Osmose Difusão através de uma membrana semipermeável Fluxo de massa das substâncias através das aquaporinas (regulada por fosforilação) O que acontece se colocarmos essa célula em água pura? >Potencial químico e pressão de turgor

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9 Potencial químico (µ) Energia livre de uma substância associada com sua capacidade de realização de trabalho Influenciado por: concentração, pressão, potencial elétrico, efeito da gravidade µ = µ* + RTlna + zfe + VP + mgh RTlna = Concentração ou atividade química Se houver adição de solutos à água, há redução da atividade da água (a) e aumento da pressão osmótica (π) zfe = Componente elétrico V = volume parcial ou molal P = pressão que excede a atmosférica mgh = Componente gravitacional (massa, aceleração da gravidade e altura) Para a água: µ w - µ* w = -V w π + V w P + m w gh Gradiente Após equilíbrio dinâmico µ w - µ* w = 0

10 Potencial hídrico (ψ w ) Expressão quantitativa da energia livre associada com a água, conceito simplificado de µ w - µ* w Potencial hídrico de soluções: ψ w = ψ π + ψ p + ψ g Componentes do potencial hídrico: Potencial de pressão (ψ p ) = pressão hidrostática que difere da pressão atmosférica Dentro da célula = pressão de turgor, valor positivo Nos elementos de vaso: valores negativos (pressão abaixo da atmosférica) Potencial osmótico (ψ π ) = A presença de solutos reduz o ψ π, que assumirá valores negativos Potencial gravitacional (ψ g ) = Significativo apenas em árvores altas Potencial matricial (ψ m ) = Ocorre devido à adesão das moléculas de água em contato com sólidos ou substâncias insolúveis Solos secos, sementes e paredes celulares ψ w = ψ π + ψ p + ψ m + ψ g