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1. Concepto de potencial hídrico
Curso 2012-
http://www.environmentalgraffiti.com/featured/desert-oasis/2257?image=
1. INTRODUCCIÓN: El agua
1.1. importancia
Cualquier órgano de un vegetal vivo tiene un elevado % de agua. Puede llegar al 95 %. Las semillas están secas (5 - 15 % de agua) por lo que antes de la germinación han de absorber agua.
El agua es esencial para la supervivencia de las plantas:
Absorción de agua ≈97 % transpiración ≈ 2 % crecimiento y desarrollo ≈ 1 % fotosíntesis
500 g de agua ↓ 1 g de materia orgánica
Agua. La molécula que sustenta la vida
Algunas de las propiedades del agua, debido a los puentes de hidrógeno, que contribuyen al transporte a través de la planta
Cohesión (unión de las moléculas de agua entre sí).
- Permite formar un sistema continuo.
- Contribuye al transporte del agua y nutrientes desde las raíces a las hojas. Adhesión (atracción del agua por una fase sólida).
- Ayuda a contrarrestar la fuerza descendente de la gravedad. Alta Tensión superficial
- Evita la entrada de burbujas de aire en la pared celular.
Fuerza tensional ≡ Resistencia a la tensión ≡ Tensión (capacidad de resistir al estiramiento sin romperse).
- Permite que la columna de agua pueda ser impulsada hacia arriba sin romperse.
Posee elevado Calor de vaporización
- Provoca un enfriamiento de la planta (Regulación de temperatura). Calor específico
- Protege de los cambios bruscos de temperatura (Regulación de temperatura).
Es el Disolvente universal:
- Medio en que transcurren la mayor parte de las reacciones del metabolismo.
- Permite el aporte de nutrientes.
1. Concepto de potencial hídrico
Curso 2012-
1.2. Mecanismos de transporte del agua
El movimiento del agua es impulsado por una disminución de la energía libre. Se produce por 3 mecanismos. EXTERIOR DEL PROTOPLASTO
En la difusión hay una tendencia de la sustancia a moverse a favor de su gradiente de concentración. La difusión es rápida para distancias cortas pero extremadamente lenta para distancias largas. Sacarosa: tardaría 32 años en recorrer 1 metro.
Flujo en masa = Flujo masivo = Flujo másico = corriente en masa = flujo de presión movimiento concertado de moléculas en masa (agua y solutos), en respuesta a un gradiente de presión. Es muy sensible al radio de la tubería, y por lo tanto al de las células especializadas en la conducción del xilema: traqueidas y elementos de los vasos (E. vasos).
T
Traqueidas
E. vasos
2. CONCEPTO DE POTENCIAL HÍDRICO
El potencial hídrico (ΨH2O ≡ Ψ ≡ ΨW) es una medida de la energía libre del agua en el sistema por unidad de volumen. Unidades: MPa (megapascales). Valores: máximo 0, signo negativo.
Ósmosis = movimiento de agua a través de una membrana con permeabilidad selectiva.
El valor de π viene dado por la ecuación de van't Hoff:
π = icRT
π= presión osmótica (MPa= megapascales) i= grado de disociación del soluto c= concentración molar R= constante de los gases (0,0083 MPa litro mol-1^ K-1) T= temperatura absoluta en grados Kelvin
1 MPa= 10 bares= 9,87 atm
Agua pura
Soluto no permeable disuelto en agua
Membrana semipermeable
1. Concepto de potencial hídrico
Curso 2012-
El Ψ H20 de la atmósfera
- Depende de la humedad relativa y de la temperatura.
ΨH20 (MPa)
HR (%) 20º C 30º C 100 0 0 95 -6,75 -6, 90 -14,18 -14, 80 -30,11 -31, 70 -48,19 -49, 50 -93,55 -96,
Algunos valores del ΨH20 a 20°y 30º C para algunas humedades relativas (HR).
Ψ m = potencial mátrico Representa la adsorción o retención de agua por pared celular, membrana y partículas del suelo. Es siempre negativo. Normalmente insignificante excepto para materiales muy secos como semillas.
Ψ g = potencial gravitacional
Es consecuencia de
diferencias en energía
potencial debido a la
diferencia de altura con el
nivel de referencia.
En plantas sólo se considera
en el movimiento de agua en
los árboles.
Adaptado de Ridge, 2002
Medium Ψ ‘
Medium Ψ ‘
Ψ
Ψ ‘
Ψ Ψ^ ‘
Comportamiento de células colocadas en una solución, a presión atmosférica, en una disolución hipotónica (ΨH20 mayor que el de la célula) (a) célula animal, (b) célula vegetal. La célula vegetal está inicialmente mustia y ΨP=0.
Ψ Ψ ’
Medium Ψ ‘
1. Concepto de potencial hídrico
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Cuando el agua entra en la célula: el volumen celular aumenta muy poco, por lo que se considera que el Ψπ celular no cambia.
Ψπ = -0,5 MPa ΨP = 0 MPa Interior de la célula ΨH2O= Ψπ + ΨP ΨH2O= -0,5 + 0 Ψ H2O= -0,5 MPa
Interior de la célula ΨH2O= Ψπ + ΨP
0= -0,5 + ΨP Ψp= 0,5 MPa
Agua pura (solución hipotónica)
Entrada de agua en la célula Ejemplo: célula vegetal flácida que se introduce en un recipiente con agua pura.
2. 2. Determinación del potencial hídrico de las células vegetales
Adaptado dehttp://www.forest.ula.ve/~ rubenhg/relahid/
En la solución, la pequeña cantidad de agua que se ha incorporado no afecta significativamente a la concentración de solutos de la solución exterior, cuyo volumen es muy superior al de la célula; por tanto, no se alteran sus valores de Ψπ, (^) p y ΨH2O. En la célula, el volumen celular, Ψp y ΨH2O se reduce. Se asume que la variación del volumen celular es pequeño y así, en principio, se puede ignorar el cambio en Ψπ.
Salida de agua en la célula
ΨH2O = -0,7 MPa
ΨH2O = 0 MPa
En la naturaleza, la plasmólisis no ocurre porque el agua es retenida en la pared por fuerzas capilares.
Si la célula, del ejemplo anterior se coloca en una solución hipertónica, ΨH2O = -0,7 MPa. El agua abandone la célula, hasta que el ΨH2O célula= ΨH2O solución = - 0,7 MPa.
Célula plasmolizada: protoplasto contraído. La solución externa rellena el espacio existente entre el protoplasto y la pared.
1. Concepto de potencial hídrico
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Ejemplos que ilustran el concepto de potencial hídrico
Ejemplos que ilustran el concepto de potencial hídrico (D y E)
(E) Se aumenta la concentración de sacarosa 1 M
Solución de sacarosa 1 M Ψ P = 0 MPa Ψπ = -2,43 MPa Ψ H2O = -2,43 MPa
Célula tras el equilibrio Ψ H2O= -2,43 MPa Ψ P = 0 MPa Ψπ = -2,43 MPa
(D) Se aumenta la concentración de sacarosa 0,3 M
1. Concepto de potencial hídrico
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3.Organización tisular de las hojas
o En empalizada: células alargadas, una o más capas dispuestas en hilera. Pueden estar ligeramente unidas entre sí. o Esponjoso: células heterogéneas con grandes espacios intercelulares. Sistema vascular (formado por numerosos nervios). Está por todo el mesófilo. o Cada nervio está cubierto por una vaina fascicular protectora, parénquima del haz vascular.
Epidermis: puede estár interrumpida por estomas. Tejido fundamental (entre la epidermis superior e inferior). Formado por células parenquimáticas. Se denomina mesófilo o parénquima. ► Tipos:
o Xilema: en zona superior de la hoja. o Floema: en cara inferior de la misma.
