Fisiologia Vegetal. Curso de Zootecnia Prof. Etiane Skrebsky Quadros

Transcrição

1 Fisiologia Vegetal Curso de Zootecnia Prof. Etiane Skrebsky Quadros

2 Unidade I: Relações hídricas

3 Aula 1 Importância Funções para os vegetais Propriedades físico-químicas e térmicas Movimento de água na planta

4 Importância

5 Importância Aqüífero Guarani O Guarani é capaz de suprir as necessidades de 360 milhões de pessoas. 2/3 encontra-se em território Brasileiro O restante atinge regiões da Argentina, Uruguai e Paraguai. No Brasil se estende pelos Estados de GO, MT, MS, MG, SP, PR, SC e RS.

6 Importância Ciclo Hidrológico

7 Funções para as vegetais 1. Constituinte do Protoplasma Protoplasma: Conteúdo interior da célula, delimitado pela MP. Os principais constituintes químicos do protoplasma são as proteínas, carboidratos, lipídeos, as substâncias minerais e a água.

8 Funções para as vegetais Célula vegetal 1. Constituinte do Protoplasma

9 Funções para as vegetais 1. Constituinte do Protoplasma

10 Funções para as vegetais 1. Constituinte do Protoplasma Embebição!!!! Processo de absorção de água pelas sementes, resultando no aumento e volume das mesmas!!!

11 Funções para as vegetais 2. Meio onde ocorrem Reações bioquímicas Em reações a água tem caráter anfótero, pode se comportar como ácido ou base Exemplos: Fotossíntese: A quebra da molécula de água funciona como doador de prótons e elétrons Hidrólise do amido em sementes

12 Funções para as vegetais 3. Solvente Universal A água é o + abundante e melhor solvente que se conhece Constitui o meio onde moléculas movimentam-se dentro de células e entre elas É um excelente solvente devido: # Bipolaridade # Constante Dielétrica # Pequeno tamanho da molécula de água

13 Funções para as vegetais 4. Meio de transporte dos vegetais Xilema, floema, intra e intercelular A força para o meio de transporte é gerada pela TRANSPIRAÇÃO Transpiração: É a perda de água pela planta na forma de vapor Forma eficiente de dissipar o calor proveniente do sol = resfriamento plantas Em um dia ensolarado, quente e seco, uma folhas renovará até 100% da sua água em apenas 1 hora

14 Funções para as vegetais 5. Participa da conformação de moléculas Ex: DNA, proteínas,... A interação da água com moléculas orgânicas, faz com que a estrutura destas moléculas tenha uma determinada conformação (forma) A conformação esta ligada à função Ex: Pela mudança na conformação de uma proteína, sua estrutura é alterada e pode não ocorre uma síntese protéica, por exemplo.

15 Funções para as vegetais 6. Responsável pelo turgor dos vegetais A principal diferença entre células animais e vegetais é a presença de Parede Celular A parede celular permite desenvolver grandes pressões internas = pressão de turgor Pressão de turgor = diferença de pressão entre o interior e o exterior da parede celular

16 Funções para as vegetais 6. Responsável pelo turgor dos vegetais Vegetal maduro: célula com grande vacúolo (90-95%). Assim a água nos vacúolos mantém a turgidez da célula = plantas eretas = > captação de luz solar = > fotossíntese.

17 Funções para as vegetais 6. Responsável pelo turgor dos vegetais A pressão de turgor é essencial para: # Expansão celular # Rigidez e estabilidade mecânica de tecidos vegetais não lignificados # Troca gasosa nas folhas # Processo de transporte (floema, membranas)

18 Funções para as vegetais 7. Participa de movimento nos vegetais Em função do ganho/perda de água nos vacúolos Exemplos: Abertura e fechamento estomático Dobramento noturno de folíolos em leguminosas Abertura e fechamento de flores em resposta à temperatura

19 Funções para as vegetais 8. Estabilidade Térmica Ganho ou perda de energia sem a conseqüente elevação ou diminuição da temperatura = Poder Tampão Limites: evaporação da água (transpiração) e congelamento da água Devido as propriedades: # Calor específico # Calor latente de vaporização

20 Propriedades 1. Bipolaridade (ligações de hidrogênio) Importância: Solvente

21 Propriedades 1. Bipolaridade (ligações de hidrogênio)

22 Propriedades 2. Constante dielétrica Importância: Solvente (dissolução de partículas) e meio de transporte

23 Propriedades 2. Constante dielétrica

24 Propriedades 2. Constante dielétrica Quando os íons estão hidratados, eles possuem um certo número de moléculas de água imediatamente próximas. Este é o número de hidratação, que depende do tamanho e carga do cátion. Hidratação do íon Na

25 Propriedades 2. Constante dielétrica POLAR

26 Propriedades A 373 C a água se torna um fluído supercrítico, conseguindo dissolver substâncias apolares Uso: destruição de lixos tóxicos A polaridade da água muda completamente em altas temperaturas e pressão.

27 Propriedades 3. Tensão Superficial Um líquido em contato com o ar exerce forças de atração diferentes das forças exercidas no interior do líquido Interior do líquido = forças em todas as direções Interface ar-água = força somente para o interior do líquido = película resistente à ruptura = dificuldade da água alterar sua superfície

28 Propriedades 3. Tensão Superficial A tensão superficial explica: Gotículas esféricas Insetos sobre a água Fenômeno da capilaridade

29 Propriedades 4. Adesão Atração da água com uma molécula sólida. Ex: parede celular 5.Coesão Atração entre moléculas de mesma natureza ADESÃO + COESÃO + TENSÃO SUPERFICIAL = Fenômeno da Capilaridade

30 Propriedades O transporte de água por capilaridade em vegetais só tem importância para a planta no transporte à curtas distâncias. Ex: microporos do solo ou nos interstícios da parede celular. Quanto menor o tubo capilar maior a ascensão da água: Equilíbrio: Força de ascensão = força de descida

31 Propriedades 6. Densidade A água líquida é a única substância comum que se expande quando congela. Água sólida Água líquida

32 Propriedades A temperatura é uma medida do grau de agitação das moléculas

33 Propriedades 7. Calor específico Calor específico: refere-se à quantidade de calor necessária para um aumento determinado de temperatura. É necessária uma caloria para elevar de 1 C a temperatura de 1 grama de água. COMO ACONTECE? Para elevar a T de 1 C, é preciso ROMPER um certo número de pontes de hidrogênio Significa que a água precisa absorver muita energia para aumentar sua temperatura e também necessita liberar muita energia para reduzi-la, ou seja, É DIFÍCIL ELEVAR A TEMPERATURA DA ÁGUA! Importância: Estabilidade térmica

34 Propriedades 8. Calor latente de vaporização Calor latente de vaporização: É a energia necessária para separar as moléculas da fase líquida e levá-la para a fase gasosa a temperatura constante, processo que ocorre durante a transpiração COMO ACONTECE? É preciso que as pontes de hidrogênio se rompam. São necessárias + de 500 calorias para transformar 1 g de água no estado líquido em vapor. Então, quando a água se evapora da superfície de uma folha, ela absorve uma grande quantidade de calor do ambiente. Por conseguinte, a evaporação possui um efeito de resfriamento. Importância: Estabilidade térmica

35 Propriedades térmicas Propriedade Tensão Superficial (7,2 x 10 9 N.m -1 ) Constante dielétrica (80 a 20 o C) Calor de Vaporização (2,25 kj.g -1 ) Comparação a mais alta de todos os líquidos a mais alta de todos os líquidos, exceto H 2 O 2 e HCN o mais alto de todas as substâncias Calor específico (4,18 J.g -1.K -1 ) um dos mais elevados

36 Propriedades 9. Ponto de fusão e ebulição

37 Movimento da água na planta O processo de transporte ou movimento da água depende: 1 ) do local do movimento da água (solos, raízes, folhas, atmosfera)

38 Movimento da água na planta O processo de transporte ou movimento da água depende: 2 ) de diferentes meios (parede celular, citoplasma, membrana, espaços de aeração)

39 Movimento da água na planta O processo de transporte ou movimento da água depende: 3 ) de diferentes processos de transporte -Difusão -Fluxo de massa -Osmose

40 Movimento da água na planta Difusão É o movimento de íons e moléculas por agitação térmica aleatória (espontâneo) Força propulsora do movimento: GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO Sentido do movimento: regiões de > [ ] para regiões de < [ ]

41 Movimento da água na planta Difusão Ocorre em ambas as fases líquida e gasosa em plantas Funciona, principalmente, em distâncias pequenas Extremamente lenta para longas distância 1 Lei de Fick Js = -Ds cs x O Ds (coeficiente de difusão) depende: # da substância (moléculas maiores tem menor Ds) # do meio (difusão de ar é + rápida de que líquidos)

42 Movimento da água na planta Difusão Exemplos: - Movimento de solutos dentro de uma célula - Movimento de vapor d água da folhas para a atmosfera

43 Movimento da água na planta Fluxo de Massa É o movimento originado a partir de uma força externa (pressão/tensão ou a própria gravidade) Força propulsora do movimento: GRADIENTE DE PRESSÃO Sentido do movimento: regiões de >PRESSÃO para regiões de <PRESSÃO

44 Movimento da água na planta Fluxo de Massa Responsável pelo movimento a grandes distâncias nos vegetais Equação de Poiseuille Taxa de fluxo de volume = (πr 4 ) ( ψp) 8n x A equação mostra que o fluxo de massa governado por pressão é muito sensível ao raio do tubo. Se o raio é duplicado (2 4 ) a taxa de fluxo de volume é aumentada 16x

45 Movimento da água na planta Fluxo de Massa Exemplos: - Movimento de água no xilema - Movimento de água no solo - Movimento de água nas paredes celulares

46 Movimento da água na planta Osmose Ocorre quando 2 soluções aquosas de concentrações diferentes entram em contato através de uma membrana semi-permeável É um movimento passivo da água em resposta a PRESSÃO e/ou GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO DE SOLUTOS. Sentido do movimento: > [ ] e/ou pressão para < [ ] e/ou pressão.

47 Movimento da água na planta Movimento através de membranas

48 Movimento da água na planta Processo envolvidos: Difusão pelas membranas Proteínas transmembranas específicas para a água (AQUAPORINAS)

49 Movimento da água na planta