Prévia do material em texto

<p>Água e células vegetais</p><p>5º período – Licenciatura em Ciências Biológicas</p><p>Profª Reisila Migliorini Mendes</p><p>Equilibrar a absorção, o transporte e a perda de água é</p><p>mais um desafio para as plantas terrestres.</p><p>É o ramo da botânica que estuda os processos e as funções do</p><p>vegetal, bem como as respostas das plantas às variações do meio</p><p>ambiente.</p><p>Processo: é qualquer sequência natural e contínua de acontecimentos</p><p>que possa ser observada nas plantas.</p><p>Função: é a atividade natural de uma parte qualquer do vegetal, isto é,</p><p>o papel desempenhado por um órgão, tecido, célula, organela ou</p><p>constituinte químico da planta.</p><p>Fisiologia Vegetal</p><p>Recurso mais abundante e mais limitante para o</p><p>desenvolvimento e sobrevivência das plantas</p><p>Estrutura da água e propriedades exclusivas</p><p>decorrentes dessa estrutura</p><p>Molécula polar Ligação de hidrogênio (4)</p><p>Propriedades decorrentes da ...</p><p>Polaridade: Adesão, Capilaridade, Alto poder de dissolução</p><p>Ligações de hidrogênio: Coesão, Alto calor específico, Alto calor</p><p>de vaporização, tensão superficial</p><p>../../../../../Videos/Untitled Video.mp4</p><p>A água desempenha papel-chave na fisiologia vegetal</p><p>Funções nos seres vivos ...</p><p>Reações químicas</p><p>Pelo alto calor específico Equilíbrio térmico</p><p>Pelo alto calor de vaporização: Auxilia na diminuição da temperatura do corpo</p><p>da planta</p><p>Pela capilaridade Transporta seiva bruta</p><p>Pelo alto poder de dissolução</p><p>Transporte de substâncias</p><p>Favorece a ocorrência</p><p>Reagente ou produto</p><p>Impede variações bruscas</p><p>Temperatura adequada</p><p>para reações</p><p>Tensão superficial</p><p>Energia necessária para aumentar a área de superfície de interface gás-líquido.</p><p>Adesão + Coesão + tensão superficial = Capilaridade</p><p>A célula vegetal</p><p>Distribuição da água nas</p><p>células vegetais:</p><p>- Parede celular: 50%</p><p>- Protoplasto: 95%</p><p>- Vacúolo: 98%</p><p>A célula vegetal</p><p>Água para transporte:</p><p>• Citoplasma</p><p>• Retículo endoplasmático</p><p>• Complexo de Golgi</p><p>• Vacúolo de suco celular</p><p>• Carioplasma</p><p>• ...</p><p>Água para reação químicas:</p><p>• Citoplasma</p><p>• Núcleo</p><p>• Mitocôndria</p><p>• Cloroplastos</p><p>• Complexo de Golgi</p><p>• Glioxissomo</p><p>• ...</p><p>Desafio:</p><p>O teor de água nas mitocôndrias é cerca de 60% maior que nos vacúolos, porém o</p><p>vacúolo é muito mais fluído que a mitocôndria. Você sabe explicar por quê?</p><p>Pressão de turgor</p><p>Parede celular</p><p>Pressão</p><p>hidrostática</p><p>interna</p><p>Expansão celular</p><p>Abertura estomática</p><p>Transporte no floema</p><p>Rigidez e estabilidade dos</p><p>tecidos sem lignina</p><p>Fotossíntese x Transpiração</p><p>1 molécula de CO2</p><p>400 moléculas de H2O</p><p>O gradiente motor da perda de água nas folhas é muito maior que a</p><p>absorção de CO2.</p><p>Difusão e Osmose</p><p>Os processos celulares dependem do transporte de moléculas para dentro e para fora da célula.</p><p>Difusão</p><p>Movimento espontâneo de</p><p>substâncias de regiões de</p><p>concentração mais alta para regiões</p><p>de concentração mais baixa.</p><p>Osmose</p><p>Movimento de difusão de água por</p><p>meio de uma barreira seletivamente</p><p>permeável.</p><p>Concentração uniforme de moléculas = entropia energia livre</p><p>Difusão</p><p>Osmose</p><p>Aquaporinas</p><p>São proteínas da membrana plasmática que formam canais seletivos à água através da membrana e facilitam o movimento da água</p><p>para dentro das células vegetais.</p><p>Forças de embebição</p><p>Quebra da</p><p>dormência</p><p>fisiológica</p><p>Reativação de</p><p>organelas e</p><p>quebra</p><p>macromoléculas</p><p>preexistentes</p><p>Retomada do</p><p>crescimento</p><p>do embrião</p><p>Desidratação</p><p>para abertura</p><p>das valvas</p><p>Reidratação para</p><p>início do processo de</p><p>decomposição</p><p>É um tipo especial de difusão em que o movimento da água acorre a favor</p><p>do gradiente de potencial hídrico. Entretanto, as forças responsáveis</p><p>pela retenção da água pelas macromoléculas são microcapilares e</p><p>superfícies - ligações de hidrogênio e forças eletrostáticas.</p><p>Forças de embebição</p><p>É resultante da atração eletrostática entre moléculas de água e as</p><p>superfícies dos coloides - Adsorção</p><p>Consumo de água no</p><p>ciclo de vida da planta</p><p>Potencial hídrico</p><p>É a medida de energia livre da água por unidade de volume (Pascal). Governa o transporte através de membranas, o continnum solo-</p><p>planta-atmosfera e é utilizado como medida de saúde da planta</p><p>Fatores que contribuem para o potencial hídrico celular</p><p>• Concentração - s (potencial osmótico)</p><p>Acúmulo de soluto no citoplasma ou vacúolo</p><p>• Pressão -p (potencial hidrostático)</p><p>Força que a parede celular exerce sobre a membrana, quando a célula está túrgida.</p><p>• Gravidade - g s + p + g =</p><p>A água move-se da região de maior potencial (maior energia livre)</p><p>para a região de menor potencial (menor energia livre).</p><p>O que determina o deslocamento da água na planta é o</p><p>gradiente de potencial hídrico...</p><p>Célula A: -0,4 + 0,1 = -0,3</p><p>Célula B: -0,7 + 0,5 = -0,2</p><p>ΨB > ΨA, logo a direção da água é da célula B para a célula A</p><p>A água limita a produtividade tanto de ecossistemas</p><p>agrícolas quanto de ecossistemas naturais.</p><p>Produtividade de vários ecossistemas naturais</p><p>em função da precipitação anual, estimada</p><p>pelo acúmulo líquido de matéria orgânica</p><p>acima do solo durante o crescimento e a</p><p>reprodução. (De Wittaker, 1970)</p><p>Produtividade de grãos em função da água</p><p>utilizada em uma gama de tratamentos de</p><p>irrigação para cevada e trigo em 1979 no</p><p>sudeste da Inglaterra. (De Jones, 1992; Day et.</p><p>al., 1978 e Innes & Blackwell, 1981)</p><p>Porque...</p><p>Transporte de água – 15 min</p><p>100% água absorvida</p><p>pelas raízes</p><p>Transpiração</p><p>Metabolismo9</p><p>7</p><p>%</p><p>3</p><p>%</p><p>../../../../Videos/Perfect pump, Growing, The Private Life of Plants BBC Two.webm</p><p>https://www.dailymotion.com/video/x218sr0</p><p>Status hídrico</p><p>É a medida de saúde da planta, ou seja, do seu grau de hidratação</p><p>As respostas fisiológicas à disponibilidade de água refletem um conflito (trade-off)</p><p>entre os benefícios advindos da capacidade de executar processos fisiológicos e os</p><p>custos associados a essa capacidade</p><p>Planta halófita</p><p>Potencial hídrico no sistema solo-</p><p>planta-atmosfera</p><p>Continuum solo-planta-</p><p>atmosfera</p><p>Processos que atuam no ciclo</p><p>hidrológico contrários à força</p><p>da gravidade:</p><p>➢ Transpiração</p><p>➢ Ascensão capilar</p><p>Dependente da temperatura</p><p>temperatura</p><p>pressão de vapor</p><p>Água líquida</p><p>Noite</p><p>temperatura</p><p>pressão de vapor</p><p>Água vapor</p><p>Dia</p><p>Rotas de absorção de água pelas raízes</p><p>A água no solo</p><p>ag</p><p>lif</p><p>es</p><p>ci</p><p>en</p><p>ce</p><p>s.</p><p>ta</p><p>m</p><p>u</p><p>.e</p><p>d</p><p>u</p><p>Fonte: SIX et al., 2000), STEVENSON, 1994, PICCOLO; MBAGWU, 1994, GUPTA; GERMIDA, 2015, TIVET et al., 2013, BRADY, 2013</p><p>D</p><p>iagram</p><p>a R</p><p>. W</p><p>eil</p><p>Partículas primáriasSubmicroagregadosMicroagregadoMacroagregado</p><p>A formação de macroporos e microporos do</p><p>solo depende do seu estado de agregação, que</p><p>resulta na interação das características</p><p>texturais do solo e do aporte de litter,</p><p>Matéria</p><p>orgânica húmica</p><p>Estabilização da</p><p>estrutura do solo</p><p>Aumento na</p><p>quantidade dos poros</p><p>Maior capacidade de</p><p>infiltração</p><p>Aumento da</p><p>capacidade de</p><p>retenção</p><p>Adaptações ao estresse hídrico</p><p>Área foliar diminuída</p><p>Abscisão foliar:</p><p>SolSombra</p><p>Aumento do depósito de cera na</p><p>superfície foliar</p><p>Acentua a profundidade das raízes</p><p>Altera dissipação de energia das folhas</p><p>cera refletora cuticular.</p><p>murchamento</p><p>enrolamento foliar</p><p>presença de tricomas</p><p>Ciclo da água</p><p>Precipitação Interceptação Escoamento superficial</p><p>Escoamento subterrâneo Infiltração/percolação</p><p>Processos que atuam no ciclo hidrológico a favor da força da gravidade:</p><p>Fonte: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/hyd/smry.rxml</p><p>Processos naturais</p><p>importantes:</p><p>1 – Formação de nuvens2 – Aquecimento (circulação nuvens)3 – Precipitação (chuva)4 – Reflexão solar (nuvens)5 – Evaporação no oceano6 – Congelamento de água (geleiras)7 – Interceptação da chuva 5 – Evaporação da água do solo8 – Escoamento superficial9 – Escoamento de base (infiltração)10 – Transpiração da vegetação11 – Reflexão nas geleiras12 – Derretimento gelo13 – Efeito das marés em zonas</p><p>costeiras</p><p>8’ – Escoamento Superficial: aumento do</p><p>fluxo e poluição de corpos hídricos (em</p><p>vermelho)</p><p>14 – Captação de água (rios) para uso em</p><p>atividades agrícolas, industriais e</p><p>domésticas</p><p>15 – Captação de água (aquíferos) para uso</p><p>agrícola, industrial e urbano</p><p>17 – Liberação</p><p>de efluentes líquidos sem</p><p>tratamento em corpos hídricos</p><p>18 – Confinamento de água de rios em</p><p>reservatórios (represas e barragens)</p><p>Slide 1</p><p>Slide 2</p><p>Slide 3</p><p>Slide 4</p><p>Slide 5</p><p>Slide 6</p><p>Slide 7</p><p>Slide 8</p><p>Slide 9</p><p>Slide 10</p><p>Slide 11</p><p>Slide 12</p><p>Slide 13</p><p>Slide 14</p><p>Slide 15</p><p>Slide 16</p><p>Slide 17</p><p>Slide 18</p><p>Slide 19</p><p>Slide 20</p><p>Slide 21</p><p>Slide 22</p><p>Slide 23</p><p>Slide 24</p><p>Slide 25</p><p>Slide 26</p><p>Slide 27</p><p>Slide 28</p><p>Slide 29</p><p>Slide 30</p><p>Slide 31</p><p>Slide 32</p><p>Slide 33</p><p>Slide 34</p><p>Slide 35</p><p>Slide 36</p><p>Slide 37</p>