Fisiologia vegetal. Aulas práticas. Departamento de Botânica Faculdade de Ciências e Tecnologia de Coimbra Universidade de Coimbra

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1 Fisiologia vegetal Aulas práticas Departamento de Botânica Faculdade de Ciências e Tecnologia de Coimbra Universidade de Coimbra

2 2 Aula 1 Osmose Gradiente osmótico (1 aluno de cada grupo) Osmómetro de Dutrochet (2 alunos de cada grupo) Embebição (todos os alunos de cada grupo) Efeitos energéticos da embebição Variação do volume do sistema após embebição Variação de volume e peso após embebição Efeitos osmóticos na embebição Potencial hídrico (2 alunos de cada grupo) Método de Chardakov Método gravimétrico

3 3

4 4 Osmose Fenómeno físico-químico que ocorre quando duas soluções aquosas de concentrações diferentes entram em contacto através de uma membrana semipermeável. As membranas vegetais permitem o movimento de água e outros pequenos solutos mas restringem o movimento de solutos de grandes dimensões e de moléculas carregadas. Processo fundamental associado, por exemplo, a processos de transporte de seiva pelos vasos condutores, à manutenção da forma da planta (esqueleto hidrostático) e à realização de movimentos.

5 5 Potencial hídrico (ψ w ) nas plantas Medida da energia livre da água por unidade de volume (J m -3 = pascal) ψ w O crescimento celular, a fotossíntese e a produtividade de colheitas são largamente influenciados pelo potencial hídrico e os seus componentes Componentes do potencial hídrico: Potencial osmótico Ψ s Potencial de pressão (= turgescência) Ψ p Potencial gravitacional Ψ g Ψ w = Ψ s + Ψ p + Ψ g

6 6 Potencial hídrico nas plantas A água move-se espontaneamente de regiões com elevado potencial hídrico para regiões com potencial hídrico menor.

7 7 Potencial osmótico Ψ s Efeito dos solutos dissolvidos no potencial hídrico. Para alguns solutos (e.g., sacarose) o potencial osmótico é proporcional à concentração dos solutos e à temperatura: Ψ s = -c i R T (equação de van t Hoff) c = concentração i = constante de dissociação (= 1 para a sacarose) R = constante dos gases perfeitos ( litro.atm.mol -1.K -1 ) T = temperatura absoluta ( K = C + 273) O sinal negativo indica que os solutos dissolvidos reduzem o potencial hídrico de uma solução em comparação com o estado de água pura

8 8 Potencial de pressão - Ψ p Pressões positivas aumentam o potencial hídrico (pressão de turgescência). Pressões negativas diminuem o potencial hídrico (e.g. células em plasmólise). Potencial gravitacional - Ψ g Ao nível celular esta componente é negligenciável.

9 9 Taiz and Zeiger. Plant Physiology. 3rd Edition, pp 41

10 10 Osmose Gradiente osmótico 2 réplicas por tratamento (saco) 1 aluno de cada grupo Redução do ψ s 60 % de sacarose

11 11 Osmose Osmómetro de Dutrochet 2 alunos de cada grupo

12 12

13 13 Embebição Absorção de H 2 0 do meio. Fenómeno particularmente importante em sementes cujo tegumento é permeável à água. Mas também em substâncias como amido, celulose e gelatina. Efeitos energéticos na embebição Variação do volume do sistema após embebição Variação do volume e peso após embebição Efeitos osmóticos na embebição

14 14

15 15 Método de Chardakov Método rápido de determinar o potencial hídrico de um tecido. Depende de uma mudança da densidade de solução onde o tecido é emergido. A solução ganha ou perde água de acordo com o potencial hídrico do tecido (o movimento de solutos entre o tecido e a solução é negligenciável). As alterações de densidade são observadas através do comportamento de uma gota. Retirar todos os cilindros do mesmo tubérculo

16 16 Método de Chardakov Questão: Qual é o potencial hídrico do tubérculo da batata? Hipótese: Os potenciais hídricos (Ψ w ) das células do tubérculo da batata são negativos e variam entre -0.1 to -1.0 MPa (Bland and Tanner, 1985; Barcelo et al, 1994).

17 17 Método gravimétrico O tecido é pesado antes e depois de ser imerso em soluções de potencial osmótico conhecido. A percentagem da mudança de peso é graficada e o potencial hídrico é igual ao potencial osmótico da solução incubadores na qual não existem mudanças no peso do tecido (i.e., quando a curva intercepta o eixo dos x). O potencial hídrico calculado por este método deve ser equivalente ao determinado pelo método de Chardakov. Será mesmo? Retirar todos os cilindros do mesmo tubérculo usado no método de Chardakov

18 18 Resultados Método de Chardakov Nas concentrações mais baixas a gota desce e com o aumento de concentração de sacarose o oposto vai acontecer Se o potencial hídrico da solução é maior do que o das células do tubérculo de batata (a solução tem menos solutos do que o tubérculo) a água é absorvida pelo tubérculo e a solução fica mais concentrada (> densidade). A gota vai descer quando colocada na solução de concentração inicial

19 19 Resultados Método gravimétrico média da variação do peso (g) 1,00 0,50 0,00-0,50-1,00-1,50-2,00 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 molalidade (m) Gráfico 2 - Variação da média das diferenças de peso de tecido de Solanum tuberosum das amostras em função da molalidade da solução, com respectivos desvios. Média Se a água é absorvido pelo tubérculo de batata significa que o tubérculo tem mais solutos do que a solução (i.e., menor potencial hídrico). P f > P i No ponto de equilíbrio o tubérculo tem tantos solutos quanto a solução de sacarose não há variação no peso

20 20 Comparação entre os dois métodos Método de Chardakov Vantagens: - Não necessita de equipamento especializado. Desvantagens: -Base empírica com um certo grau de subjectividade. - Pouco preciso. Método gravimétrico Vantagens: - Mais preciso e rigoroso. - Pouco dispendioso em tempo e trabalho. Desvantagens: -Implica a homogeneidade dos tecidos. - Uso de osmóticos que não sejam absorvidos pelas células.

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