1- Agua (propriedades e funções)

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Fisiologia Vegetal I 
Prof. Valdir Zucareli 
Universidade Estadual De Maringá - UEM 
Departamento de Ciências Agronômicas – DCA 
Campus de Umuarama – PR 
Cronograma Fisiologia Vegetal I 
Semanas Fisiologia Vegetal I Prática 
1 11/mar Introdução 4 (Plantar Feijão) 
2 17/mar Relações Hídricas 4 Batata (Potencial Hídrico) 
3 24/mar Perda de Água 4 Deficti Hidrico Feijão 
4 31/mar Défict Hídrico 4 (Defíciencia em Pepino) 
5 07/abr Absorção de Ions 4 
6 14/abr Avaliação I 3 (plantar feijao) 
7 21/abr Tiradentes 0 
8 28/abr Fotossíntese: introdução 4 Fotossíntese Escuro (Lugol) 
9 05/mai Fotossíntese: luz 4 
10 12/mai Fotossíntese: luz 4 
11 19/mai Fotossíntese: CO2 4 (Cresol) 
12 26/mai Fatores ambientais e fotossíntese 4 Ponto Compensação 
13 02/jun Transporte de solutos 4 
14 09/jun Avaliação II 3 
15 16/jun Exame Final 1 
Água 
INTRODUÇÃO 
 Os organismos vivos originaram-se de um 
ambiente líquido e no curso da evolução 
mantiveram-se dependentes da água; 
 
 A essencialidade da água para as plantas deve-
se à sua contribuição na manutenção e 
preservação de suas funções vitais; 
 
 Água: principal componente das células! 
 
 Características que permitiram a conquista do 
ambiente terrestre? 
BIPOLARIDADE 
 A molécula de água apresenta-se eletricamente 
neutra; 
 
 Porém a distribuição assimétrica dos elétrons 
resulta numa molécula bipolar: 
um lado apresentando uma carga positiva e o 
outro apresentando carga negativa. 
BIPOLARIDADE 
COESÃO 
 A atração entre moléculas de água dada pelas 
pontes de hidrogênio resulta também na 
extraordinária coesão da água; 
 
 A água pura pode ser submetida a grandes forças 
de tração antes que as moléculas de água sejam 
afastadas entre si. 
 Importância para as plantas? 
COESÃO 
Tensão Superficial 
 A tensão superficial surge das forças atrativas 
agindo sobre as moléculas da superfície; 
 
 Uma molécula dentro do líquido  forças atrativas 
em todas as direções; 
 
 Uma molécula na superfície  forças na direção do 
interior do líquido; 
 
Tensão Superficial 
Adesão 
 Refere-se à atração da água a uma fase sólida, 
como a parede celular, parede interna de vasos de 
xilema, ou a superfície de um vidro (água x outra 
molécula). 
Propriedades da água 
 As fortes forças de coesão e adesão da molécula de 
água impendem que as colunas de água no interior dos 
vasos de xilema se rompam, principalmente durante as 
horas mais quentes do dia, quando as tensões são 
muito grandes; 
 
 Coesão, adesão e tensão superficial originam um 
fenômeno conhecido como capilaridade; 
movimento ascendente de água, por distâncias 
pequenas, ao longo de um tubo capilar de vidro, 
através dos microporos do solo ou nos interstícios da 
parede celulósica. 
Capilaridade 
Embebição 
• As moléculas de água são capazes de aderir a 
superfícies positiva ou negativamente carregadas; 
 
• Quando úmidas muitas macromoléculas biológicas, 
como a celulose, tendem a desenvolver cargas e, 
assim atrair moléculas de água; 
 
• A aderência das moléculas de água é responsável 
por outro fenômeno biologicamente importante, 
denominado embebição. 
Embebição 
Embebição 
Calor Específico 
 Refere-se à quantidade de calor necessária para um 
aumento determinado de temperatura; 
 
 É necessária uma caloria para elevar de 1oC a 
temperatura de 1 grama de água; 
 
 O calor específico da água é cerca de duas vezes maior 
que o calor específico do óleo ou do álcool; 
 
 É quatro vezes o calor específico do ar ou do alumínio e 
nove vezes o ferro; 
 
 É difícil elevar a temperatura da água! 
Calor Específico 
 Para que a velocidade de agitação das moléculas de 
água aumente o bastante de modo a elevar a 
temperatura em 1oC, é preciso romper um certo 
número de pontes de hidrogênio que mantêm as 
moléculas de água unidas entre si; 
 
 Isto significa que a água precisa absorver muita 
energia para aumentar sua temperatura e também 
necessita liberar muita energia para reduzi-la; 
 
 Esta propriedade confere às células vegetais (ricas 
em água) grande estabilidade térmica; 
Calor de Vaporização 
 A vaporização de uma substância é a mudança do 
estado líquido para o gasoso; 
 
 Ocorre porque as moléculas de rápido movimento 
do líquido se desprendem da superfície e passam 
para o ar; 
 
 Quanto mais quente for o líquido, mais rápido será 
o movimento de suas moléculas e, por conseguinte, 
a velocidade de evaporação. 
Calor de Vaporização 
 Para que uma molécula de água se evapore, é 
preciso que as pontes de hidrogênio se rompam; 
 
 Este processo requer energia calorífica; 
 
 Em consequência disso, quando a água se evapora 
ela absorve uma grande quantidade de calor do 
ambiente; 
 
 Por conseguinte, a evaporação possui um efeito de 
resfriamento. 
Calor de Vaporização 
Calor de Vaporização 
Viscosidade 
 A viscosidade de um fluido indica a sua resistência a 
fluir, isto é, a dificuldade de uma camada deslizar ao 
longo da outra camada; 
 
 Como as pontes de hidrogênio podem restringir o 
deslizar de camadas adjacentes de líquidos, a 
viscosidade da água é relativamente elevada em 
comparação com solventes que estabeleçam poucas 
ou nenhumas pontes de hidrogênio, como por 
exemplo a acetona, o benzeno, e outros solventes 
orgânicos com moléculas pequenas. 
 
VISCOSIDADE 
 O aumento da temperatura diminui a viscosidade, 
pois quebra as pontes de hidrogênio e também 
diminui outras forças de atração, como as de Van 
der Waals, devido ao aumento do movimento 
térmico das moléculas. 
 
TRANSPARÊNCIA 
 A água é transparente à luz visível mas não à luz 
ultravioleta e infravermelho; 
 
 
 Isto permite o crescimento de plantas submersas a 
grandes profundidades. 
 
 
 
IMPORTÂNCIA DA ÁGUA 
PARA AS PLANTAS 
IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA AS PLANTAS 
 A água desempenha um papel fundamental na vida das 
plantas; 
 
 Para cada grama de matéria seca produzida pela planta, 
aproximadamente 500 g de água são absorvidos pelas 
raízes, transportados através do corpo da planta e 
perdidos para a atmosfera; 
 
 Mesmo um pequeno desequilíbrio nesse fluxo de água 
pode causar déficits hídricos e mau funcionamento de 
inúmeros processos celulares. 
 
IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA AS PLANTAS 
 Constituinte do Protoplasma: 
 atinge até 95% da massa da matéria fresca. 
 
 Solvente 
 “Solvente Universal”; 
 Constitui o meio onde moléculas movimentam-se 
dentro das células e entre elas, influenciando a 
estrutura das proteínas, ácidos nucléicos, 
polissacarídeos e outros constituintes celulares; 
 Ambiente onde ocorre a maioria das reações 
bioquímicas celulares; 
 Participa diretamente em muitas reações químicas 
essenciais. 
IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA AS PLANTAS 
 Meio de transporte de solutos e gases 
 As plantas absorvem e perdem água continuamente; 
 A maioria da água perdida pela planta evapora da 
folha à medida que o CO2 necessário à fotossíntese é 
absorvido da atmosfera; 
 Em um dia ensolarado, uma folha renovará até 100% 
de sua água em apenas uma hora. 
IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA AS PLANTAS 
 Transpiração foliar e seu efeito no arrefecimento 
 
 A perda de água sob a forma de vapor: transpiração; 
 
 A transpiração é uma forma eficiente de dissipar o 
calor proveniente do sol; 
 
 As moléculas de água que escapam para a 
atmosfera têm energia maior que a média, o que 
promove a quebra das ligações que asseguram no 
líquido. 
IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA AS PLANTAS 
Sem irrigação com irrigação 
Frutos e caules transpiram menos 
IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA AS PLANTAS 
 Meio de transporte de minerais e translocação de 
assimilados 
 Com o fluxo transpiratório cria-se uma corrente de 
água absorvida pelas raízes - importante via de 
condução dos minerais dissolvidos do solo até a 
superfície radicial para absorção; 
 
 A água é o meio pelo qual os fotossintetizados, via 
floema, escoam das folhas para as raízes. 
 
IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA AS PLANTAS 
 A água afeta a turgescência celular de órgãos: 
 Permite que a planta se mantenha ereta, expondo as 
folhas túrgidas com estômatos abertos à radiação solar 
e dióxido de carbono da atmosfera. 
 Além disso, afeta: 
 Penetração de raízes no solo; 
 Forma e estrutura dos órgãos; 
 Abertura e fechamento dos estômatos. 
 
IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA AS PLANTAS 
IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA AS PLANTAS 
 
Turgescência 
IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA AS PLANTAS 
 Participação em reações químicas 
 a água participa diretamente de inúmeras reações 
químicas que ocorrem no protoplasma, como a 
fotossíntese e a respiração celular; 
 
 6CO2 + 6H2O + luz + planta = C6H12O6 + 12O2 
 
 C6H12O6 + 6O2 + 6H2O = 6CO2 + 12H2O 
 
IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA AS PLANTAS 
 Movimentos 
 O ganho ou a perda de água por células e tecidos é 
responsável por diversos movimentos nas plantas: 
 abertura e o fechamento dos estômatos 
 dobramento noturno de leguminosas 
 sensibilidade das folhas ao toque (Mimosa pudica). 
IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA AS PLANTAS 
 Movimentos 
IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA AS PLANTAS 
 Movimentos 
Água na planta 
Água na planta 
 O movimento de água nas plantas é governado por três 
princípios: 
 
 1. Difusão 
 
 2. Fluxo de massa 
 
 3. Osmose 
 
Água na planta - Difusão 
 Desde que outras forças não estejam agindo sobre as 
moléculas, a difusão causa o movimento líquido de 
moléculas de regiões de alta concentração para regiões 
de baixa concentração, ou seja, ao longo de um 
gradiente de concentração. 
Água na planta - Difusão 
Água na planta - Difusão 
 As características essenciais da difusão são: 
1. Cada molécula se move independentemente das outras; 
2. Movimentos se processam ao acaso. Resultando na 
distribuição uniforme da substância; 
3. As pequenas moléculas ou íons difundem-se muito mais 
rapidamente que as moléculas ou íons maiores; 
4. Se duas partículas são de mesma dimensão, mas de 
densidades diferentes, a partícula mais pesada difundir-se-á 
mais lentamente que a partícula mais leve; 
5. Aumento na temperatura aumenta a velocidade de difusão; 
6. A difusão é rápida para curtas distâncias (ex. celulares), mas 
extremamente lenta para longas distâncias. 
Água na planta – Fluxo de massa 
 Fluxo de Massa 
 
 fluxo em resposta a um gradiente de 
pressão. 
 
 grupos de moléculas a longas distâncias. 
 
Água na planta - Osmose 
 do grego Osmos significa impulso ou empurrão; 
 
 Difusão da água ou de qualquer solvente através de uma 
membrana diferencialmente permeável; 
 
 O movimento de água será sempre de uma região de maior 
energia livre para uma de menor energia livre (potencial da 
água). 
Água na planta - Osmose 
 Alguns estudos indicavam que a difusão diretamente por 
meio da dupla camada lipídica não era suficiente para explicar 
as taxas de movimento observadas pelas membranas; 
 
 Aquaporinas – proteínas integrais de membrana, que formam 
canais seletivos de água através da membrana plasmática. Tais 
canais facilitam o movimento da água através da membrana. 
 
Água na planta - Aquaporinas