APOSTILA DE AULAS TEÓRICAS DE FISIOLOGIA VEGETAL

1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CESNORS FREDERICO WESTPHALEN DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA FLORESTAL PROF . ADRIANA TOURINHO SALAMONI APOSTILA DE AULAS TE RICAS DE FISIOLOGIA VEGETAL 2 /2008 Prof. Adriana Salamoni P gina 2 FISIOLOGIA VEGETAL CAP TULO I: A GUA, AS C LULAS E A PLANTA 1. A GUA NA VIDA DAS PLANTAS: 9 Papel fundamental na vida da planta para cada grama de mat ria org nica produzida, 500 g de gua s o absorvidas pelas ra zes, transportadas pelo corpo da planta e perdidas para a atmosfera. Pequeno desequil brio no fluxo da gua pode causar d ficits h dricos e mau funcionamento de muitos processos celulares. Assim, toda a planta deve realizar um balan o delicado de sua absor o e perda de gua. 9 gua forma maior parte da c lula VEGETAL c lula VEGETAL madura t m grande vac olo (90-95%) cheio de gua e o resto citoplasma (5-10%) constitui 80-95% da massa de tecidos vegetais em crescimento os fen menos vitais ativos s o condicionados a um suficiente suprimento h drico.

2 Ex. Plantas hort colas (couve, alface, tomate) podem conter 85-95% de gua. A madeira, composta principalmente por c lulas mortas, tem conte do h drico menor, as sementes (5-15%) est o entre os tecidos vegetais mais secos, mas antes de germinar precisam absorver quantidade consider vel de gua. 9 Mais abundante e melhor solvente que se conhece meio onde mol culas movimentam-se dentro das c lulas e entre elas, influenciando a estrutura de v rios constituintes (prote nas, cidos nucl icos, polissacar deos). 9 Forma um ambiente onde ocorre a maioria das rea es bioqu micas celulares e participa diretamente em muitas rea es qu micas essenciais. 9 Perda e absor o de gua s o cont nuas pela planta maioria da gua perdida evapora da folha medida que o CO2 para a fotoss ntese absorvido transpira o. Num dia ensolarado, quente e seco, uma folha renovar at 100% de sua gua em apenas 1 hora. 9 Transpira o forma eficiente de dissipar calor proveniente do sol mol culas de gua que escapam para a atmosfera t m energia maior, isso promove a quebra das liga es que as seguram no l quido.

3 Quando elas escapam, deixam para tr s uma massa de mol culas com energia menor, ou seja, um corpo l quido mais frio. Na folha, quase do ganho l quido de calor do sol dissipado pela transpira o. 9 gua recurso mais abundante que as plantas precisam para crescer e funcionar, mas tamb m o mais limitante para a produtividade agr cola. 9 Plantas aqu ticas ou de ambiente muito mido, n o t m dispositivo especial para evitar a perda d gua. As terrestres precisam manter ativamente sua condi o h drica, como sua parte a rea est em contato direto com a atmosfera que tem press o de vapor mais baixa, a gua cedida ao ambiente circundante, assim o balan o h drico deve ser equilibrado com um permanente abastecimento de gua. 2. ESTRUTURA E PROPRIEDADES DA GUA: 9 A gua tem propriedades especiais, permite atuar como solvente e ser prontamente transportada ao longo do corpo da planta. Essas propriedades v m primariamente da estrutura polar da mol cula.

4 POLARIDADE LIGA ES DE HIDROG NIO: 9 Consiste de 2 mol culas de hidrog nio e 1 oxig nio, unidos por liga es covalentes. O oxig nio mais eletronegativo, atrai el trons da liga o covalente, gerando carga negativa parcial na extremidade da mol cula do oxig nio e carga positiva parcial em cada hidrog nio. As cargas parciais ficam iguais, assim a mol cula de gua n o tem carga l quida. 9 A separa o de cargas mais a forma da mol cula de gua tornam-a polar, cargas parciais opostas entre as mol culas de gua vizinhas tendem a atra -las. As liga es entre mol culas de gua s o liga es de hidrog nio. 9 As liga es entre as mol culas de gua e ons e entre a gua e solutos polares s o feitas por liga es de hidrog nio, gerando menor atra o eletrost tica entre as subst ncias carregadas e aumentando a solubilidade. POLARIDADE EXCELENTE SOLVENTE: 9 O tamanho pequeno da mol cula e a polaridade fazem com que ela dissolva quantidades maiores de uma variedade mais ampla de subst ncias que outros solventes.

5 Fazem dela um solvente particularmente bom para subst ncias i nicas e mol culas como a cares e prote nas. 9 o solvente universal. LIGA ES DE HIDROG NIO PROPRIEDADES T RMICAS INCOMUNS: 9 muitas liga es de hidrog nio entre mol culas de gua, formam uma forte atra o intermolecular, muita energia necess ria para romper. D o a gua propriedades t rmicas incomuns, como alto calor espec fico (calor necess rio para aumentar a temperatura de uma subst ncia em uma quantidade espec fica) e alto calor latente de vaporiza o (energia necess ria para separar as mol culas da fase l quida e lev -las para a fase gasosa numa temperatura constante). Prof. Adriana Salamoni P gina 3 FISIOLOGIA VEGETAL LIGA ES DE HIDROG NIO PROPRIEDADES DE COES O E ADES O: 9 Mol culas de gua da interface ar- gua est o mais fortemente atra das s mol culas vizinhas que fase gasosa. A atra o desigual provoca diminui o da rea superficial.

6 Para aumentar a rea de superf cie de uma interface ar- gua, h quebra de liga es de hidrog nio, precisa energia, essa energia a tens o superficial. A teascular. ns o na superf cie de evapora o das folhas gera as for as f sicas que puxam a gua pelo sistema v9las iguais. Grande forma o de liga es de hidrog nio na gua a coes o, a atra o entre mol cu9 Atra o da gua a uma fase s lida (parede celular, superf cie de um vidro) a ades o. 9 Coes o, ades o e tens o superficial originam a capilaridade movimento da gua ao longo de um tubo apilar. c 3. PROCESSOS DE TRANSPORTE DE GUA: 9 Movimento da gua do solo planta atmosfera, por meios amplamente vari veis (parede celular, citoplasma, membrana, espa os de ar) mecanismos de transporte variam com o meio. H DOIS PROCESSOS PRINCIPAIS DE TRANSPORTE DIFUS O MOLECULAR E FLUXO DE MASSA: 9 Difus o: movimento aleat rio das mol culas de gua e ons em solu o.

7 A difus o de uma subst ncia ocorre quando h diferen a no potencial qu mico em duas partes ou regi es de um sistema. Portanto, o movimento das part culas da subst ncia efetuado em fun o do gradiente de potencial qu mico. Uma subst ncia que est mais concentrada em uma parte, com maior potencial qu mico, difundir-se- na dire o da regi o onde a concentra o mais baixa, ou de menor potencial qu mico. Causa movimento l quido de mol culas de regi es de alta concentra o para regi es de baixa concentra o, quer dizer, ao longo de um gradiente de concentra o, at que o equil brio seja atingido. O tempo m dio para uma part cula difundir-se por uma dist ncia depende da identidade da part cula e do meio onde ela se difunde. Exemplo: movimento de um soluto (sal, a car) colocado m um copo com gua. e 9 Osmose: caso particular de difus o atrav s de uma membrana diferencial ou seletiva (membrana semiperme vel), ou seja, atrav s de uma membrana que muito mais perme vel gua do que aos solutos.

8 Ocorre comumente na c lula VEGETAL , devido diferen a na concentra o de solutos atrav s da plasmalema. itoplasma de 0,5 a 1 M mais concentrado do que a regi o da parede celular. Tipicamente, o c 9 Fluxo de massa: movimento em conjunto de grupos de mol culas em massa, em resposta a uma gradiente de press o. o principal mecanismo respons vel pelo transporte de longa dist ncia da gua e solutos no xilema. Tamb m explica a maior parte do fluxo de gua no solo e nas paredes celulares de tecidos vegetais. Independe do gradiente de concentra o de soluto (diferente da difus o). Ex: movimento da gua numa mangueira, fluxo de m rio, chuva caindo. u 4. POTENCIAL H DRI O DA C LULA (C w): 9 O potencial h drico uma medida do estado de energia da gua em dada situa o. 9 O potencial h drico governa o transporte atrav s das membranas celulares. Tamb m serve para medir o padr o h drico de uma planta, ou seja, seu grau de hidrata o.

9 O processo mais afetado pelo d ficit h drico o Prof. Adriana Salamoni P gina 4 FISIOLOGIA VEGETAL e da arede de solutos, ao fechamento estom tico e inibi o da fotoss ntese. Principais fatores que influenciam no potencial h drico em plantas concentra o, press o, gravidade. parede celular e ela estendida elasticamente. otenciais osm ticos medidos em c lulas vegetais t m amplo espectro de varia es, diferem n o s entre as lulas, o ( ) a press o hidrost tica da solu o. fun o da turgesc ncia da c lula. Press o positiva acelera o da gravidade. Quando se trabalha com transporte de gua em n vel celular esse componente geralmente omitido, porque desprez vel comparado ao potencial osm tico e press o hidrost Assim: iscuss es de solos secos, sementes e paredes celulares. Importante em est gios iniciais de absor o de gua pelas sementes secas (embebi m outros, n o considerado.)

10 LULA: crescimento celular. estresse h drico mais severo leva inibi o da divis o celular, da s ntese de prote nas pcelular, ao ac mulo9 w = s + p + g Expressam os efeitos de solutos, press o e gravidade sobre a energia livre da gua. ( Solutos ( s) potencial de solutos ou osm tico uma fun o da concentra o do suco celular. Indica o efeito dos solutos dissolvidos no potencial h drico. Eles diminuem a energia livre da gua porque diluem-a. A mistura de solutos e gua provoca um aumento na desordem do sistema, levando diminui o da energia livre. inversamente proporcional concentra o de solutos na solu o, ou seja, quanto maior a concentra o de solutos, menor o potencial osm tico. Mesmo as membranas plasm ticas n o sendo rigorosamente semiperme veis para todas as subst ncias, as c lulas vegetais maduras t m um sistema osm tico, pelo menos por per odos curtos.)