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Centro Universitário de Goiás ÁGUA NOS VEGETAIS
Uni-ANHANGUERA
Curso: AgronomiaDisciplina: FISIOLOGIA VEGETAL Profª Dra Luciana Domingues Bittencourt Ferreira
IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA OS VEGETAIS Ponto de vista ecológico: ^
Responsável pela distribuição das plantas sob a superfície da Terra.
^
Quando há abundância - vegetação luxuriante. ^
Escassez hídrica - formação de semidesertos ede desertos.
Ponto de vista fisiológico: a.
Na atividade fotossintética: fonte de elétrons; b.
Reagente básico nas reações de hidrólise e de ionização
(como
quebra
de
proteína
em
aminoácidos
e^
quebra
de
lipídeos
em
ácidos
graxos); c.
Meio de transporte de solutos e gases; d.
Favorece a divisão celular; e.
Afeta
o^
crescimento
celular
(expansão)
e,
conseqüentemente, o crescimento do vegetal;
f)
Influi
na
turgescência
das
raízes
e,
conseqüentemente, na penetração delas no solo; g)
Afeta
a^
forma
e^
a^
estrutura
dos
órgãos
vegetais; h)
Participa
dos
processos
de
abertura
e^
de
fechamento dos estômatos;
i)^
Atua
na
viscosidade
e^
na
permeabilidade
do
protoplasma e na atividade de enzimas; j)
Dissipação do calor; k)
Afeta a translocação de fotoassimilados; l)^
Conduz minerais dissolvidos do solo até asuperfície radicular.
Para o desenvolvimento normal das plantas
Os processos físicos, químicos e biológicos dependem da
disponibilidade de água.
Nesse sentido, a água cumpre funções de:
^
Difusão de solutos, ^
Regulação da temperatura e ^
Solvente em reações químicas.
–^
Moléculas orgânicas
(aminoácidos, carboidratos de baixo peso
molecular e proteínas), ex. açucares no floema. –^
Íons inorgânicos
(nutrientes como nitrogênio, fósforo e
potássio) –^
Moléculas pequenas
(gases da atmosfera), ex. difusão do
oxigênio e do CO
durante a fotossíntese. 2
A água compreende a maioria da massa de
células vegetais.
Conteúdo: •^
Raízes
•^
Caules
•^
Folhas
•^
Frutos
•^
Sementes
Está distribuída na parede celular, no
protoplasma e nos vacúolos.
Parede celular: •^ A água está retida nas fibrilas de celulose e nos materiaispécticos. •^ Considera-se as forças de capilaridade e de adsorção. •^ Seus compostos são ricos em grupos polares OH
-^ altamente
hidrofílicos,
retendo
a^
água
por
meio
de
pontes
de
hidrogênio
e também nos poros microcapilares.
Celulose, pectatos
OH
ponte de H
(Adsorção)
DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NA CÉLULA
Ligações ou pontes de hidrogênio
A polaridade faz com que a parte positiva da umamolécula de água seja atraída pela extremidade
negativa de outra.
Consequência: • As moléculas de água se prendem umas com asoutras.
Essa
atração
eletrostática
é^
conhecida
com
ligações ou pontes de hidrogênio
responsáveis
por
muitas
das
propriedades
físicas da água no vegetal. • Permite que a água tenha características únicas. 1. ESTADO FÍSICO Estado sólido, líquido e gasoso. As pontes de hidrogênio
constituem uma
força
de
atração
entre
as
moléculas
de
água,
que
é
particularmente elevada, inibindo a sua separaçãoe escape na forma de vapor.
PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS
2. COMPRESSIBILIDADE: ^
Os líquidos são incompressíveis.
- CALOR ESPECÍFICO: ^
É a quantidade de energia necessária para aumentar atemperatura
de
uma
substância
em
uma
quantidade
específica.
^
Ocorrem
poucas
variações
sob
toda
a^
gama
de
temperaturas quando a água se encontra em seu estadolíquido.
^
Os átomos de hidrogênio e oxigênio vibram livremente,quase
como
se
fossem
íons
livres.
Assim,
podem
absorver grandes quantidades de energia sem que hajagrandes aumentos de temperatura.
4. CALOR LATENTE DE VAPORIZAÇÃO E DE FUSÃO: ^
É^
a^
energia
necessária
para
passar
da
fase
líquida
para
a^
fase
gasosa
à^
temperatura
constante
(ocorre
durante a transpiração). ^
Conseqüência:
as
folhas
esfriam
sempre
que
perdem
água por transpiração. 5. DENSIDADE: ^ Devido a organização das moléculas no estado sólido, ogelo funde e o volume total da água diminui. ^ A densidade do gelo é menor que a água líquida. 6. VISCOSIDADE: ^
A viscosidade diminui com o aumento da temperatura.Há quebra das pontes de hidrogênio e diminuição deoutras forças de atração.
7. ADESÃO E COESÃO:
Devido à sua polaridade a água é atraída por muitas outras substâncias. É o caso das moléculas de proteínas
e os polissacarídeos das paredes celulares, que são
também altamente polares.
ADESÃO
: atração entre a água e partículas sólidas
(parede celular, solo e outros). COESÃO
: atração mútua entre partículas de água,
resultando nas pontes de hidrogênio.
Parede celular xilema^ ADESÃO^ COESÃO
Célula do xilema Molécula de água
São as
forças de coesão
que conferem à água uma
força de tensão
Força de tensão
é a tensão máxima que uma coluna
ininterrupta de água pode sofrer sem quebrar. –^ Numa coluna de água fina, como as que existem no xilema deum caule, a força de tensão pode atingir valores muitoelevados (cerca de –30 MPa). –^ De modo a que a coluna de água é “puxada” sem quebrar atéao topo de árvores. –^ Este valor representa, por exemplo, cerca de 10% da forçade tensão do fio de cobre ou de alumínio.
- NA ESTRUTURA: a.
É^
a^
substância
mais
abundante
em
plantas
em
crescimento ativo; b.
É o constituinte principal do protoplasma; c.
Forma um meio contínuo dentro da planta; d.
É a pressão de turgescência que dá rigidez ao conteúdo celular e à parede celular envolvente; e.
A entrada ou saída de água de certos tecidos ou células é responsável por uma série de micromovimentosnas plantas.
Ex.: células guarda dos estômatos e no
movimento dos folíolos de
Mimosa pudic
a.
PRINCIPAIS FUNÇÕES DA ÁGUA NOS
VEGETAIS
- NO CRESCIMENTO: a.
A
taxa
de
crescimento
das
plantas
está
diretamente
relacionada
à^
disponibilidade
hídrica.
Este
fator
ambiental
é^
capaz
de
estabelecer
uma
situação de estresse. b.
A fase de alongamento celular depende da absorção de água.^ 3. NO TRANSPORTE:^ a.
É^
o^
veiculo
de
transporte
de
substâncias
nas
plantas. b.
É um dos meios mais importantes na disseminação de esporos, frutos, sementes, etc.
- METABOLISMO: a.
Capacidade de dissolver substâncias várias. Por exemplo:
Os nutrientes minerais entram na planta, a partir da solução do solo, dissolvidos em água. As
substâncias
que
não
formam
verdadeiras
soluções,
como
acontece
com
muitas
proteínas,
formam sistemas coloidais com água e ao mudarem doestado sol para o gel, contribuem para os movimentoscitoplásmicos. O
oxigênio
e^
o^
dióxido
de
carbono
necessários
à
respiração
e
à
fotossíntese
encontram-se
dissolvidos
na
água,
dependendo
ambos
os
processos
da
solubilidade daqueles gases na água.
b.
A água é o meio em que se processam várias reações bioquímicas, muitas das quais dependem,para ocorrer, que os reagentes estejam na formaiônica. c.
Fornece os íons H
+^
e OH
d.
É um reagente importante, principalmente nas reações de condensação e hidrólise.
5. OUTRAS FUNÇÕES: 1. É
um
dos
fatores
ambientais
mais
importantes
na distribuição dos vegetais na biosfera.
A
existência
de
uma
carência
hídrica
pode
predispor
as
plantas
hospedeiras
a^
ataques
de
agentes patogênicos. 3.
Contribui de forma decisiva para o controle da temperatura das plantas por meio da transpiração.
Transporte passivo
(sem
gasto de energia)
DifusãoOsmoseFluxo de massas
Transporte ativo
(com
gasto de energia)
Transferência ativa
MOVIMENTOS DA ÁGUA
Transporte passivo
Não ocorre gasto de energia pela célula durante amovimentação do soluto.
O deslocamento é a favor do gradiente de
concentração.
“Movimento de moléculas do soluto, da solução mais
concentrada para solução menos concentrada.”
A concentração de muitossolutos na planta é superiorà do solo favorecendo aentrada passiva da água no
xilema.
FLUXO DE MASSA É o movimento em que as
substâncias são arrastadas em conjunto
por meio de outra substância em movimento.^ Como exemplo, tem-se adistribuição dos minerais
através da planta, arrastados dentro dasseivas que circulam pelo
xilema e floema.
TRANSPORTE ATIVO
Os íons são retirados do solo contra um gradiente de concentração, com gasto de ATP e intervenção de
transportadores específicos nas membranas.
POTENCIAL TOTAL DA ÁGUA NA PLANTA E SEUS
COMPONENTES
^ Para um melhor entendimento da movimentação da águano vegetal, torna-se necessário o entendimento dasdiferentes forças (componentes) que participam desseprocesso. ^ Nos processos biológicos quase sempre há a presençade solutos ou superfícies adsortivas. ^ O potencial total da água na planta varia conformeessas forças exerçam pressão, atração polar e efeitode gravidade.
POTENCIAL DE ÁGUA NOS VEGETAIS
Potencial osmótico da solução
É a aplicação de pressão, suficiente para prevenir o
movimento do fluido como resultado da osmose.
A água entra na célula por osmose até que o
potencial osmótico seja balanceado pela resistência daparede celular à expansão. Célula túrgida
- se mantém firme em função da osmose.
Potencial de pressão ou potencial de turgor Pressão que se desenvolve contra as paredes celularescomo resultado da entrada da água no vacúolo celular.
POTENCIAL DE ÁGUA OU POTENCIAL HÍDRICO
Numa região concentração de moléculas, haveráacúmulo de energia e conseqüentemente, haverátransferência de moléculas da região de maior acúmulo de energia (alta energia potencial) para a de
menor (baixa energia potencial).
A energia potencial em um sistema aquoso é expressapor meio da comparação com a energia potencial daágua pura.
Nos vegetais e no solo, existe água e solutos misturados, fisicamente constrangidos por forças(atração polar, pressão, gravidade), e, portanto, aenergia potencial é menor do que a da água pura.
POTENCIAL DE PRESSÃO
A água penetrando no vacúolo da célula, pelo processo deosmose,
provocará
uma
pressão
interna,
intumescendo,
esticando as paredes celulares.A^
pressão
da
parede,
em
função
da
turgescência
age
contra
a^
entrada
de
água
na
célula
e
vai
aparecendo,
significativamente, o
POTENCIAL DE PRESSÃO
.
POTENCIAL MATRÍCO
É^
o^
POTENCIAL
MÁTRICO
ou
embebição,
que
pode
ser
exercido por substâncias que graças a cargas elétricas nassuas superfícies (adsortivas) prendem a água no interior dacélula (proteínas, pectinas, carboidratos, celulose).A^
EMBEBIÇÃO
é^
a^
absorção
de
solvente
por
uma
substância coloidal.
