958355 Aula 3 A água e a célula vegetal

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Fisiologia Vegetal 
Profa. Keline Albuquerque 
Relações Hídricas 
Água e a Célula Vegetal 
 
 
 
Planta: 
• Absorção (passiva ou ativa) 
• Transporte (difusão ou fluxo de massa) 
• Perdas (transpiração ou gutação) 
Celular: movimento 
• Fluxo de massa (# P) 
• Difusão (# ) 
• Osmose (#  e P) 
Molecular 
• Propriedades e funções 
RELAÇÕES HÍDRICAS 
• Atua como reagente ou produto em 
muitas reações metabólicas 
Importância e função da água nas plantas 
• É responsável pela turgescência das células 
• O aumento de tamanho e do volume das 
células depende da absorção de água 
• O ganho e perda de água das células e tecidos são 
responsáveis por vários movimentos nas plantas 
Abertura estomática 
Abertura e senescência da flor 
VIA DE TRANSPORTE 
 Floema 
• Solvente em que os fotoassimilados e outros 
compostos orgânicos são transportados 
• Solvente em que os minerais 
penetram nas raízes e são 
transportados através da planta 
 Xilema 
CICLO DA ÁGUA - DILEMA VEGETAL 
Desafios para as plantas terrestres 
 Equilíbrio entre Absorção, transporte e perda de água 
ESTRUTURA E PROPRIEDADES 
FÍSICO-QUÍMICAS DA ÁGUA 
ESTRUTURA E PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DA ÁGUA 
Atração dos elétrons 
partilhados pelo oxigênio 
cria cargas parciais 
negativas e positivas locais 
 H2O ou H:O:H - Ligação covalente 
Molécula polar 
Essa distribuição assimétrica de cargas torna a água 
uma molécula dipolar 
Gerando uma forte atração mútua entre: 
• Moléculas de água adjacentes 
• Moléculas de solutos 
• Macromoléculas 
Pontes de hidrogênio 
Associada a diversas propriedades físicas da água 
PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS DA ÁGUA 
• A propriedade mais simples e importante da água 
é que ela é líquida na faixa de temperatura 
compatível com a vida 
PROPRIEDADE DE SOLVENTE 
• Natureza polar e seu pequeno tamanho 
• Solvente para substâncias iônicas e moléculas que 
contém resíduos polares (açúcares e proteínas) 
• Neutraliza cargas de íons e macromoléculas, 
circundando-as, formando uma capa de molécula 
de água 
PROPRIEDADES TÉRMICAS 
CONSEQUÊNCIAS PARA AS PLANTAS: 
Células trocam grande quantidade de calor com o ambiente 
sem ocorrer variação da T oC interna 
Ajuda a manter a temperatura das plantas estável 
Resfriamento das folhas das plantas que ocorre com a 
transpiração 
• Alto ponto de ebulição (100°C) 
• Alto calor específico (4,2 J/g.°C) 
• Alto calor de vaporização (2.452 J/g) 
Pontes de hidrogênios 
COESÃO E ADESÃO 
Forte atração entre suas moléculas e entre esta e uma 
superfície 
• Coesão – atração entre as moléculas de água devido a 
pontes de hidrogênio  tensão superficial 
 
 
 
Camada superficial da água comporta-se como uma 
película 
• Adesão – Capacidade de aderência a uma 
superfície (vidro, celulose, argila, proteína) 
Gotas de água 
sobre a folha 
CONSEQUÊNCIA COESÃO E ADESÃO 
CAPILARIDADE 
• Coesão 
• Tensão Superficial 
• Adesão 
• Explica a grande capacidade capilar da água 
• Importante na manutenção da continuidade 
de colunas de água nas plantas. 
• DIFUSÃO 
• FLUXO DE MASSA 
• OSMOSE 
Princípios do movimento da água 
O movimento da água em qualquer sistema é 
governado por três processos 
Estudos sobre relações hídricas em plantas envolvem 
fatores que controlam o movimento de água de célula 
para célula e entre célula e ambiente 
DIFUSÃO 
• Movimento de partículas (moléculas ou íons) de 
acordo com um gradiente de concentração 
• Partículas saem de uma região de alta 
concentração para uma de baixa concentração – 
Ao longo de um gradiente de concentração 
Início Equilíbrio 
DIFUSÃO 
É rápida para curtas distâncias, mas 
extremamente lenta para longas distâncias 
Difusão de uma 
molécula de glicose 
Difusão de uma 
molécula de glicose 
Distância de1m Célula de 50µm 
2,5 segundos 32 anos 
Movimento de um grupo de moléculas em massa 
em resposta a um gradiente de pressão 
• Principal mecanismo responsável pelo transporte 
de longa distância da água no xilema 
• Explica também a maior parte do fluxo de água no 
solo e nas paredes celulares de tecido vegetal 
 FLUXO DE MASSA 
FLUXO DE MASSA: 
Uma coluna compacta 
de água se move 
devido a coesão entre 
suas moléculas 
OSMOSE 
Movimento da água através de membrana semipermeável 
Células vegetais – 
membrana com 
permeabilidade seletiva 
Neste processo, a direção e a taxa do fluxo de água 
através da membrana são determinadas pela 
diferença de energia livre associada à água 
• Água pura não há nenhum soluto dissolvido na mesma, ou 
seja, esta água não está sendo usada como 
solvente(realizando trabalho), portanto sua energia está livre; 
 
• À medida em que se coloca um soluto nessa água, a mesma 
utiliza sua energia para dissolver o soluto, ficando presa às 
moléculas desse soluto, portanto há uma redução da sua 
energia livre; 
 
• Quanto mais soluto, menos energia livre tem a solução. 
Em termodinâmica a energia livre representa 
o potencial para realizar trabalho. 
A quantidade de energia livre por molécula 
(substância química) em uma solução pode ser 
referida também como potencial químico da água 
Energia livre de uma solução 
 
 
POTENCIAL QUÍMICO 
Potencial químico da água 
Energia livre capaz de realizar trabalho. O trabalho da água, nesse 
caso, é o de dissolver substâncias 
1000 moléculas de água 
100 moléculas de NaCl 400 moléculas de NaCl 
Ex: 
Resultado: 
900 moléculas com energia 
livre para realizar trabalho 
Resultado: 
600 moléculas com energia 
livre para realizar trabalho 
Soluções com diferentes potenciais químicos 
 (energia livre da água) 
Solução 1 tem mais água livre (potencial químico do que a 
solução 2 (pq tem mais soluto prendendo a água) 
Solução 1 Solução 2 
OSMOSE 
Gradiente de potencial químico 
Demonstração do movimento via osmose 
Osmômetro – recipiente contendo uma solução 
de sacarose, coberto com uma membrana 
Água pura 
Solução 
de 
sacarose 
Movimento da água: 
Concentração do 
soluto dissolvido na 
água (potencial 
químico da água) 
O potencial químico da água pura é zero. 
Na solução de sacarose, como a água 
está presa, o potencial químico da solução 
diminui (negativo) 
Direção do movimento: 
• Água pura  solução sacarose 
• Maior potencial químico para menor 
potencial químico 
Célula vegetal 
• A passagem da água para o outro meio promove diluição 
da solução, aumentando o potencial químico 
• A passagem da água para o outro meio estabiliza não só 
pelo aumento do potencial químico, mas também pela 
limitação do espaço. A entrada da água gera uma uma 
pressão hidrostática dentro do recipiente. 
OSMOSE depende: 
 Concentração solução 
 Pressão 
Osmose = pot. químico f(ΔP + ΔC) 
Movimento da água solo-planta dependente do potencial 
químico da água e das características do sistemas envolvido 
No sistema solo-planta-atmosfera o termo potencial 
químico da água é denominado POTENCIAL HÍDRICO 
Energia livre que as moléculas de 
água possuem para realizar trabalho 
Em geral o potencial hídrico pode ser 
influenciado por quatro principais fatores 
Concentração (solutos) 
 Pressão 
Gravidade 
 Forças de superfícies sólidas 
h = s + p + g + m 
Sendo representado pela seguinte composição: 
Potencial Hídrico (h): 
Solutos: 
Potencial de soluto ou potencial osmótico - s 
Efeito dos solutosdissolvido sob o potencial hídrico 
Valores negativos, pois a presença de 
solutos reduz o potencial hídrico 
Adição de solutos (s ou π) 
 
Diminui w 
Pressão: 
Potencial de pressão ou pressão de turgor- p 
Pressão hidrostática da solução 
Aplicação de pressão positiva  aumenta potencial hídrico 
Pressões negativas  redução do potencial hídrico 
 Potencial de pressão pode ser negativo como ocorre no 
xilema, e nas parede entre as células 
 
 Pressões negativas estão relacionadas com o 
movimento da água de longa distância na planta 
Gravidade (potencial gravitacional) 
Superfícies sólidas (potencial mátrico) 
• Solos secos 
• Embebição de sementes secas 
• Desconsiderado em células hidratadas 
• Movimento da água de acordo com a gravidade 
• Expressão insignificante no movimento de água 
em raízes e folhas 
• Significativo em árvores altas 
h = s + p 
POTENCIAL HÍDRICO NA 
PLANTA 
Água pura Solução 0,1 M sacarose 
Célula flácida inserida na solução de sacarose 
Os componentes do h variam com as condições 
de crescimento e localização dentro da planta 
Células Potencial de 
solutos (s ) 
Potencial de 
pressão (p) 
MPa MPa 
Células bem irrigadas -0,5 
 (-0,8 a -1,2) 
0,1 a 1,0 
Células de plantas 
halófitas que acumulam 
solutos orgânicos 
 
Valores baixos 
(-2,5) 
 
0,1 a 1,0 
 
Elementos dos vasos do 
xilema 
0 a -0,1 -1,0 a -0,6 (tensão) 
• Governa transporte através de membranas celulares 
• Déficit hídrico - perda de água por transpiração 
O conceito de potencial hídrico ajuda a 
avaliar o status hídrico de uma planta 
Mudanças 
fisiológicas 
devido a 
desidratação