Aula 3. Relações Hídricas2019

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Faculdade de Ensino Superior Santa Bárbara 
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Relações Hídricas
1. A água na vida das plantas
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 CONQUISTA DO AMBIENTE TERRESTRE
• Surgimento da vida: 3,5 bilhões de anos
• Plantas terrestres: 450 milhões de anos
 Adaptações ao ambiente terrestre.
- Raiz
- Sistema vascular 
- Epiderme e cutícula
- Estômatos
Avasculares
Vasculares
1. A água na vida das plantas
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 70% da água gasta pelo 
população mundial é utilizada na 
agricultura
97,3% salgada
2,7% doce
2% gelo
0,7% líquido
0,6% subterrânea
0,1% disponível
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 Constituinte do protoplasma. Turgescência, crescimento e forma da
célula.
 Reações metabólicas. · síntese · degradação
 Protons e eletrons na fotossíntese.
 Via de transporte. · xilema · floema
 Abertura e fechamento estomático.
 Regulador térmico das plantas. Transpiração => efeito refrigerante
1. A água na vida das plantas
2. Estrutura e propriedades da água
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 POLARIDADE – H2O => 2H + 1O. Um lado apresenta uma carga
positiva e o outro apresentando carga negativa criando dipolo.
• PONTES DE HIDROGÊNIO - A atração eletrostática entre
moléculas de água que ordena sua estrutura.
Pontes de H
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 PONTO DE EBULIÇÃO – Alto (100 ˚C).
 CALOR ESPECÍFICO
Calor necessário para aumentar a temperatura.
- Quantidade de calor necessária pra elevar em 1 ˚C a temperatura de 1g de
substância, sem que haja mudança de estado físico.
Significado: o aquecimento ou resfriamento da água é relativamente lento.
Por isso, os tecidos vegetais, com elevado conteúdo de água, não sofrem
alterações bruscas de temperaturas em respostas às variações ambientais.
2. Estrutura e propriedades da água
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 CALOR LATENTE
 Energia necessária para separar as moléculas da fase líquida
para gasosa => Vaporização.
2. Estrutura e propriedades da água
Estado Físico
A→ sólido
B→ sólido + líquido
C→ líquido
D→ líquido + gás
E → gás
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 COESÃO – Atração mútua entre as moléculas de água.
 ADESÃO – Atração da água a uma superficie sólida Ex: água na parede
celular interna de vasos do xilema.
2. Estrutura e propriedades da água
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 CAPILARIDADE - Capacidade de ascensão ou depressão de líquidos
em tubos capilares, dependendo das forças de coesão e adesão.
2. Estrutura e propriedades da água
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TENSÃO SUPERFICIAL – Resistência à deformação de uma superfície
limítrofe de separação de uma interface líquido/gás.
As moléculas que estão na superfície da água são atraídas por moléculas ao
lado delas (coesão), criando uma película elástica na superfície.
Formação de gotículas sobre superfície da folha e inseto caminhando sobre a água.
2. Estrutura e propriedades da água
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 EMBEBIÇÃO - É o movimento de moléculas de água dentro de
substâncias, que aumenta de volume como resultado da adesão entre
ela e as moléculas de água.
 GERMINAÇÃO E EMBEBIÇÃO - nas plantas vivas, a embebição é
observada particularmente nas sementes, que podem aumentar muitas
vezes seu tamanho original.
2. Estrutura e propriedades da água
AntesAntes DepoisDepois
3. Processos de transporte de água
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ÁGUA: Solo→ Planta→Atmosfera
Transpõe vários meios:
• Espaços intercelulares
• Parede celular
• Membrana plasmática
• Citoplasma
Existem três processos de transporte de água:
→ Difusão
→ Fluxo de massa
→ Osmose
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 DIFUSÃO - Translocação de uma substância de um local onde ela está
mais concentrada para um local onde ela está menos concentrada.
• O movimento de água ocorre a favor de um gradiente de
concentração: alta [+]→ baixa [-]
3. Processos de transporte de água
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 DIFUSÃO -
onde:
T = L²/Ds
Difusão da glicose a 1 m
Ds = 10-9 m2 s-1
L = 1 m
T ≈ 32 anos
3. Processos de transporte de água
É rápida para curtas distâncias, mas
extremamente lenta para longas distâncias.
Difusão da glicose célula-célula 
Ds = 10-9 m2 s-1
L = 50 µm (50 x 10-6 m)
T = 2,5 s
T = tempo de difusão ou transporte
L = distância
Ds = coeficiente de difusão
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 FLUXO DE MASSA - É o movimento em conjunto de grupos de
moléculas de água em resposta a um gradiente de pressão.
 O fluxo de massa é responsável pelo transporte da água a longa
distância.
 Ocorre no interior do xilema e no solo.
 Descobridor dessa relação foi o Francês Poiseuille:
3. Processos de transporte de água
Taxa de fluxo depende:
R = raio da tubulação
η = viscosidade do líquido
ΔΨP = gradiente de pressão
Δx = distância a ser percorrida
Fluxo de massa: π.r4
8η)
ΔΨP
Δx 
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 OSMOSE – Movimento da água através de uma membrana por um
processo energético espontâneo, em resposta a duas forças: gradiente
de concentração de água e gradiente de pressão.
3. Processos de transporte de água
Hipertônica: [soluto] > [solvente] Hipotônica: [soluto] < [solvente]
Isotônica: Hipertônica: [soluto] = [solvente]
 PRESSÃO DE TURGOR - É essencial para muitos processos
fisiológicos, incluindo expansão celular, trocas gasosas nas folhas,
transporte no floema e vários processos de transporte pelas
membranas.
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Expansão 
celular
Expansão 
celular
3. Processos de transporte de água
4. Potencial hídrico
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 POTENCIAL HÍDRICO – Medida de energia livre por unidade de
volume. É utilizado para indicar o déficit hídrico das plantas. Definido
pela concentração, pressão e gravidade.
Depende de três fatores:
Ψs = Potencial osmótico
Ψp = Potencial pressão
Ψg = Potencial gravidade
Ψw = Ψs + Ψp + Ψg
Potencial osmótico:
Ψs = - R.T.Cs
Onde:
R = constante dos gases (8,32 J mol-1)
T = temperatura em °K (T °K = T °C + 273)
Cs = concentração do soluto (mol L-1)
Ψg = D.h.g
D.h.g= 0,01 Mpa.m-1
h = 10
Ψg= 0,01 x 10
Ψg= 0,1 MPa
Insignificante a nível celular
Distância vertical pequena
Ψw = Ψs + Ψp
Célula vegetal
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Parte II: Água no Solo-Planta-Atmosfera
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• Em solo temos o componentes argila, areia, silte e matéria
orgânica.
• Solução do solo: água e sais minerais
Retenção da água no solo
 Forças de coesão: água - água.
 Forças de adesão: água - sólido.
 Capilaridade: devido às forças de
coesão + adesão + tensão superficial.
6. Água no solo
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6. Água no solo
Preenche os espaços entre as
partículas do solo. Água disponível
para as plantas.
Localizada nos macroporos, permanência 
efêmera no solo, removida facilmente pela 
drenagem.
Localizada próxima da superfície das 
partículas, permanente no solo, perdida 
somente como vapor.
Capacidade de Campo: Capacidade de retenção de água dos solos.
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 Potencial hídrico do solo. É a tensão com que a água é retida
pelas partículas do solo.
6. Água no solo
Ψs = Potencial osmótico (desprezível):
concentrações de soluto muito baixas (exceção solos salinos)
Ψg = Potencial gravidade (desprezível)
Ψp = Potencial pressão (Solos úmidos: p ~0
Quando começa a secar...se gera uma
pressão negativa (coesão/adesão)
 W =  m (Potencial mátrico =
do solo e sementes)
Medida com tensiômetro
w = s + g + p (m) 
m = - 2T/r T: tensão superficialr: raio e curvatura da 
Interfase ar-água
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A água e os minerais são absorvidos pela raiz.
7. Absorção de água pelas raízes
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 ABSORÇÃO RADICULAR: Captação de água e solutos do meio.
7. Absorção de água pelas raízes
• Fluxo em massa (gradiente de pressão)
• Difusão (gradiente de concentração).
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 ABSORÇÃO: Movimento da água desde os pelos radiculares até aos
vasos xilemáticos no cilindro central da raiz.
7. Absorção de água pelas raízes
7. Absorção de água pelas raízes
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Via transmembranar:
atravessa as
membranas de célula
em célula - proteínas
aquaporinas.
 ROTAS
Via simplasto:
água flui por
plasmodesmos,
sem atravessar a
membrana
plasmática.
Via apoplasto:segue a parede celular e
espaços intercelulares (na endoderme
movimento obstruído pelas estrias de Caspary
(suberina) – passa para simplasto.
 Qual a rota mais utilizada pelas plantas?
 Qual o papel da endoderme?
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7. Absorção de água pelas raízes
 ROTAS
Apoplástica, devido a rapidez registada no movimento de água no interior da
raiz, cerca de 60 vezes superior à prevista para movimentos via
plasmodesmos.
Camada de células que obriga todas as rotas seguirem via simplasto, devido
as estrias de caspary, o que permite uma seleção dos íons que atingem o
xilema. A endoderme evita igualmente o retrocesso da água, do xilema, para o
córtex.
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• TRANSLOCAÇÃO NO XILEMA:
Chegado ao xilema, água e 
sais minerais terão de efetuar 
um movimento ascendente 
(contra a força da gravidade). 
Como explicar estes 
movimentos no xilema em 
plantas que têm dezenas de 
metros de altura …?
7. Absorção de água pelas raízes
Traqueídes – células mortas,
mais estreitas e alongadas, também
com espessamentos de lignina.
Diâmetro inferior.
8.Transporte de água das raízes - folhas
Elementos de vaso – células
mortas, dispostas topo a topo e
sem paredes transversais de lignina
– formam colunas contínuas.
 VASOS CONDUTORES (XILEMA)
Fluxo de massa EFEITO DE CAPILARIDADE
Quanto mais reduzido for o diâmetro dos vasos, 
mais alta é a coluna de água que sobe naturalmente.
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TEORIA DA PRESSÃO RADICULAR
TEORIA DA COESÃO-TENSÃO
8.Transporte de água das raízes - folhas
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TEORIA DA PRESSÃO RADICULAR
Teoria: A ascensão da água no xilema deve-se à existência de uma
pressão na raiz causada pelo acúmulo de íons e entrada de água.
8.Transporte de água das raízes - folhas
água
Solo: Hipotônica < [sais]
Célula Epiderme: Hipertônica: >[sais]
Força a entrada de água na raiz - OSMOSE -
provoca pressão radicular (positiva).
Pressão força a água a entrar
para o xilema
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 TEORIA DA PRESSÃO RADICULAR
Baseia-se na observação de dois fatos:
EXSUDAÇÃO CAULINAR GUTAÇÃO
Ao cortar a extremidade de uma planta, 
observa-se a saída de um líquido (seiva 
bruta).
Formação de pequenas gotas (hidatódios)
nas margens das folhas – a água ascendeu
até lá devido a forças geradas nas raízes.
8.Transporte de água das raízes - folhas
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 TEORIA DA COESÃO -TENSÃO (H. Dixon, 1914)
Água evaporada no topo das árvores (Transpiração) gera tensão (pressão
hidrostática negativa), que puxa a água pelo xilema.
8.Transporte de água das raízes - folhas
TRANSPIRAÇÃO
Perda de água por evaporação
Deficiência de água nas folhas -
diminuição do potencial hídrico.
As células das folhas ficam 
hipertônicas [-] e, por isso, a água 
sai do xilema para o mesofilo foliar.
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 TEORIA DA COESÃO -TENSÃO (H. Dixon, 1914)
8.Transporte de água das raízes - folhas
TRANSPIRAÇÃO
As células do parênquima das folhas ficam
hipertônicas [-] e, por isso, a água sai do
xilema para o mesofilo foliar.
1
hipertônicas [-]
Pressão 
negativa
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Déficit de água nas folhas
As forças estabelecem uma 
coluna contínua de água que 
puxa água no xilema.
Corrente de transpiração.
TEORIA DA COESÃO - TENSÃO
8.Transporte de água das raízes - folhas
Capilaridade
Coesão
Adesão 
Tensão Negativa 
XILEMA2
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TEORIA DA COESÃO - TENSÃO
8.Transporte de água das raízes - folhas
Corrente de transpiração
(Contínuo).
Tensão negativa
RAIZ
Absorção de água na raiz
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• CAVITAÇÃO ou EMBOLIA
8.Transporte de água das raízes - folhas
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 CAVITAÇÃO - é um fenômeno no qual entram bolhas de ar no
xilema criando assim uma zona de descontinuidade que impede o
transporte de água.
 Como as plantas diminuem o efeito da cavitação no xilema?
8.Transporte de água das raízes - folhas
• Desvio da água para traqueídes ou vasos adjacentes.
• Interconexão das células do xilema.
• Eliminação durante à noite pela pressão radicular.
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 TRANSPIRAÇÃO
9. Movimento da água da folha - atmosfera
Água > superfície da parede celular do mesofilo > evapora 
espaços intercelulares > difusão para atmosfera.
95% da água absorvida
pela planta é perdida
pela transpiração.
O restante é usado no
metabolismo e
crescimento.
90% liberação de água
5% liberação de água
Transpiração :Lenticelas, 
Cuticular e Estomáticas
10. Controle estomático da transpiração
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 CONTROLE DA TRANSPIRAÇÃO 
• Os estômatos absorvem CO2. 
• Estômatos abertos - células-guarda túrgidas.
ABA
malato
malato
ABA
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Bibliografia recomendada
KERBAUY, Gilberto Barbante - 2 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. 
TAIZ & ZEIGER. Fisiologia Vegetal. 4 ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. 
APPEZZATO-DA-GLÓRIA. Anatomia Vegetal. Viçosa: UFV, 2003. 
Transporte nas Plantas (explicações com animação). 
http://biotic.no.sapo.pt/u1s1guiao.html