Relaciones hidricas 1
Transcript of Relaciones hidricas 1
![Page 1: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/1.jpg)
RELACIONES HIDRICAS
� Importancia del agua
� Propiedades del agua
� Procesos del transporte
� Relaciones hídricas celulares
� Relaciones hídricas en planta
� Sistema radicular y absorción de agua
� Transpiración y ascenso de agua
� Movimientos estomáticos
� Relaciones hídricas en comunidades vegetales
![Page 2: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/2.jpg)
� Importancia del agua
Ecológica y productiva
![Page 3: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/3.jpg)
� Importancia del agua
Ecológica y productiva
0 -
6 -
12-
10 20 30 40 50
Disponibilidad hídrica (días sin estrés)
Rendim
iento
en m
aíz (m
3 h
a-1)
![Page 4: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/4.jpg)
� Relaciones hídricas plantas
� La planta es un sistema hidráulico
� El funcionamiento de un sistema hidráulico depende de la comunicación entre sus partes
� Un sistema hidráulico depende de la capacidad de hacer trabajo del agua en el sistema
�El agua determina el ambiente donde ocurren las reacciones a nivel celular
![Page 5: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/5.jpg)
Procesos fisiológicos� absorción� ascenso hídrico� transpiración
Balance hídrico
turgenciaelongación celular
Crecimiento• tamaño celular, órganos, planta• peso seco, contenido de agua• compuestos producidos y acumulados• relación raíz/parte aérea
Procesos del desarrollogerminación, floración, fructificacióndormición, senescencia
Respuestas a condiciones de estrés
fitohormonas
![Page 6: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/6.jpg)
� Propiedades del agua
Estructura polar del agua
![Page 7: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/7.jpg)
� Propiedades del agua
� Solvente universal
� Calor latente de evaporación elevado
� Calor específico elevado
� Tensión superficial
� Capilaridad: cohesión
adhesión
![Page 8: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/8.jpg)
Procesos de transporte
• Difusión
• Flujo de masas
• Osmosis
![Page 9: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/9.jpg)
� Difusión
Actividad cinética de las moléculas que responde a la1a ley de Ficks: Js = -Ds ∆∆∆∆ Cs/ ∆∆∆∆x
“La tasa de movimiento de difusión
es proporcional al gradiente de la
concentración”
Movimiento: >energía libre a < energía libre>concentración a < concentración
Ejemplos: a nivel celular, estomas
![Page 10: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/11.jpg)
� Flujo de masas
Movimiento de una solución responde a la ecuación de Poiseyilley es independiente de la concentración de solutos
Js = (-ππππ r4/ 8 ν) (8 ν) (8 ν) (8 ν) ( ∆Ψ∆Ψ∆Ψ∆Ψp/ ∆ ∆ ∆ ∆ x
r, radio, νννν viscosidad,
ΨΨΨΨp gradiente de presión
Movimiento: > potencial de presión < potencial de presión
Ejemplos: corresponde a largas distanciasnivel tisular (xilema, floema) y suelo
![Page 12: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/12.jpg)
� Osmosis
Movimiento del solvente (agua) a través de una membrana selectiva
Proceso energético espontáneo
Difusióngradiente de concentración
Flujo masal
gradiente depresión
(Acuoporinas)
++++
![Page 13: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/13.jpg)
Aquaporinas
Caracterización(Maurel et al., 2008)
Canales proteicospresentes en la membrana plasmatica y membranas intracelulares facilitando el transporte de agua y/o solutos neutros o gases.
![Page 14: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/14.jpg)
Aquaporinas
Mecanismo de apertura y cierre del poro “gating”
Factores que lo regulan:
• pH intracelular• Cationes divalentes (Ca+2) (Alleva et al., 2006)
• Fosforilación Serina, extremo-C (Tornroth H et al., 2006)
Esto implica la posibilidad de que las celulas vegetales controlen la permeabilidad de sus membranas al agua
![Page 15: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/15.jpg)
Aquaporinaabierta
Aquaporinacerrada
His protonado
Enlace cation divalente
Fosforilación extremo-C
Fosforilación Serina
![Page 16: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/16.jpg)
� Cómo se define la energía contenida en el agua?
Potencial químico del agua (µ)µ)µ)µ)Energía líbre contenida por un mol de agua
Energía libre: máxima cantidad de trabajo que puede ser obtenida (∆Go = -RT ln Keq)
� Qué factores la afectan?
Concentración de solutos, temperatura
presión potencial eléctrico gravitacionales
![Page 17: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/17.jpg)
� Cómo lo denominan los fisiólogos?
Potencial hídrico Ψ = (Ψ = (Ψ = (Ψ = (u−−−− u0 )/)/)/)/V
u: potencial químico de la muestrau0: potencial químico del agua pura
El del agua pura o libre se considera que vale “0”
Se expresa en unidades de presión (MPa), por ello se divide por el volumen molal del
agua
![Page 18: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/18.jpg)
� Relaciones hídricas celulares
• Célula vegetal 90% de agua
• Vacuola 80 a 90% del volumen celular
• Agua vacuolar funciona como “buffer” y controla nivel hídrico del citoplasma
VacuolaNparedcelular
Membranaplasmática
![Page 19: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/19.jpg)
� Cómo lo afecta la concentración de solutos?
Capacidad de disociación de las moléculas en agua:
NaCl Na+ Cl-2 M
Los solutos le quitan energía libre al agua,
agua pura ΨΨΨΨw = 0agua + solutos ΨπΨπΨπΨπ es negativo
� Cómo se denomina?
Potencial osmótico ΨΨΨΨπ
![Page 20: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/21.jpg)
� A que llamamos presión de turgencia?
Resulta del incremento del contenido de agua en las vacuolas que genera una fuerza adicional al citoplasma
Se incrementa la capacidad de hacer trabajo porparte del sistema
agua pura ΨΨΨΨw = 0agua + presión de turgencia ΨΨΨΨp (positivo)
� Cómo se denomina?
Potencial de presión ΨΨΨΨp
![Page 22: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/23.jpg)
� Componentes del potencial hídrico en plantas
ΨΨΨΨw = ΨπΨπΨπΨπ + ΨΨΨΨp + ΨΨΨΨm + ΨΨΨΨg
((((−)))) = (-) (+o-) (-) (+)
factor que solutos presiones macro altura modifica disueltos >o< atm moléculas
importantes células turgencia semillas árboles vacuoladas xilema tejidos altos
secos
![Page 24: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/24.jpg)
� Equilibrio hídrico en célula
ΨΨΨΨw simplasto = ΨΨΨΨw apoplasto
ΨΨΨΨw = ΨΨΨΨwΨp
Ψπ Ψm
Ψπ
Kramer, 1995
![Page 25: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/25.jpg)
� Movimiento de agua en la célula
C
VacuolaN
VacuolaN
VN
aumento en volumenCRECIMIENTO
plasmólisis
Turgenciaelongación celular
+ H2O+ H2O
- H2O
![Page 26: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/26.jpg)
� Diagrama de Hoffler (1920)
![Page 27: Relaciones hidricas 1](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042507/5571fa3349795991699190ef/html5/thumbnails/27.jpg)
�Potencial de presiónElasticidad de pared celular (ε)
-4.5
-4
-3.5
-3
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0 20 40 60 80 100 120
CRA (%)
Ψw
(M
Pa)
Girasol
Rododendro
ε girasol 6.4MPaε rododendro 97 MPa
Boyer, 1995