Tema 2 Relaciones Hídricas en la planta Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado Decanato de Agronomía Departamento de Ciencias Biológicas Fisiología Vegetal Tema 2 Relaciones Hídricas en la planta

En el sistema vegetal, trabajo es movimiento Potencial Hídrico es una medida cuantitativa de la energía libre del agua La energía libre de un sistema da la capacidad del sistema para realizar trabajo En el sistema vegetal, trabajo es movimiento Ingº Agrº María Elena Arboleda Junio-05

El máximo valor que toma el potencial hídrico es cero El valor del potencial del agua pura, al nivel del mar y a la presión atmosférica normal, es cero El máximo valor que toma el potencial hídrico es cero En las plantas el valor del potencial hídrico es negativo Ingº Agrº María Elena Arboleda Junio-05

Unidades en que se expresa el potencial hídrico Fisiológicamente, el potencial hídrico se mide en unidades de presión La unidad estándar para el Ψ es el MegaPascal 1 atmósfera = 1,013 bar = 0,1013 Mpa = 1,013 Pa Ingº Agrº María Elena Arboleda Junio-05

Componentes del potencial hídrico Potencial de solutos u osmótico Ψs Potencial de presión Ψp Potencial mátrico Ψm Potencial de gravedad Ψg Ψ = Ψs+Ψp+Ψm+Ψg Ingº Agrº María Elena Arboleda Junio-05

Potencial de soluto u osmótico Ψs; ΨЛ Variación del potencial hídrico debido a la presencia de solutos En la célula siempre es negativo Cuando una solución se concentra, el valor del potencial de soluto disminuye (se hace menos negativo) Los solutos le restan energía libre al agua Ingº Agrº María Elena Arboleda Junio-05

Potencial de presión Ψp Variación del potencial hídrico debido a la presión que ejerce el agua dentro de las células Se refiere a la presión de turgor Tiende a presionar o acercar las moléculas de agua Generalmente en las células vegetales tiene signo positivo Aumenta la energía libre del sistema cuando es positivo y la reduce si es negativo Ingº Agrº María Elena Arboleda Junio-05

Potencial mátrico Ψm Variación del potencial hídrico debido a la tendencia de los sólidos a adsorber (retener) el agua Le resta energía libre al agua, disminuye el potencial hídrico Tiene valor negativo Muy importante en tejidos deshidratados, semillas, células de paredes muy gruesas, suelos Ingº Agrº María Elena Arboleda Junio-05

Potencial de gravedad Ψg Variación del potencial hídrico debido a la gravedad Depende de la altura donde se encuentre el agua en relación a un nivel de referencia Una distancia vertical de 10m se traduce en un cambio de 0,1 Mpa en el Ψ En las células vegetales se obvia por que su efecto es insignificante en comparación con otros componentes Ingº Agrº María Elena Arboleda Junio-05

Presión: la presión aumenta el potencial hídrico El potencial hídrico del agua es afectado principalmente por tres factores: Temperatura: al aumentar la temperatura aumenta el potencial hídrico por que aumenta la energía cinética de las moléculas de agua Presión: la presión aumenta el potencial hídrico Concentración de solutos: Al aumentar la concentración de solutos disminuye el potencial hídrico Ingº Agrº María Elena Arboleda Junio-05

Para recordar El máximo valor del potencial hídrico es cero El potencial hídrico siempre es un numero negativo, a excepción del agua pura El potencial de solutos siempre es negativo y le resta energía libre al agua El potencial de solutos del agua pura es cero El potencial de presión es positivo en células vivas y sanas; negativo en células del xilema en condiciones de transpiración y es cero cuando la célula está plasmolizada Ingº Agrº María Elena Arboleda Junio-05

IMPORTANCIA DEL POTENCIAL HIDRICO Determina la dirección y magnitud del flujo del agua Indica el grado de hidratación de los tejidos El potencial hídrico afecta todos los procesos fisiológicos Ingº Agrº María Elena Arboleda Junio-05

Movimiento del agua en las células vegetales Ψc = Ψs+Ψp El agua se mueve siempre de donde hay un mayor potencial hídrico hacia un menor potencial hídrico (más negativo) Ingº Agrº María Elena Arboleda Junio-05

Diagrama de Hofler Ψc = 0 Ψp =-Ψs Ψc = Ψs+0 - + Plasmólisis Turgencia

El Ψs del medio es igual al de la célula (medio isotónico) Cuando un tejido vegetal se encuentra en contacto con un medio que lo rodea, las células se pueden encontrar en tres estados osmóticos dependiendo de cual sea el potencial de solutos del medio externo El Ψs del medio sea mayor (menos negativo) que el de la célula (medio hipotónico) El Ψs del medio es igual al de la célula (medio isotónico) El Ψs del medio sea menor (más negativo)que el de la célula (medio hipertónico) Ingº Agrº María Elena Arboleda Junio-05

Medio Hipotónico La concentración de solutos en el medio es menor que en la célula. En consecuencia: 1. El potencial de solutos en el medio es mayor que el de la célula . El potencial hídrico en el medio es mayor (menos negativo) que el de la célula 3. El agua se mueve del medio a la célula Ingº Agrº María Elena Arboleda Junio-05

Medio Isotónico La concentración de solutos en el medio es igual que en la célula. En consecuencia: 1.El potencial de solutos en el medio es igual que el de la célula 2. El potencial hídrico del medio es igual que el de la célula 3. El agua se mueve de la célula al medio en la misma magnitud que del medio a la célula 4. Movimiento neto del agua es cero

Medio Hipertónico La concentración de solutos en el medio es mayor que en la célula. En consecuencia: 1. El potencial de solutos en el medio es menor (más negativo) que el de la célula 2. El potencial hídrico en el medio es menor (más negativo) que el de la célula 3. El agua se mueve de la célula al medio porque su potencial hídrico es mayor

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El agua se mueve libremente a través de la pared y membrana celular pero los solutos no (Osmosis) Agua Pura

Ψs = - 0,732 MPa Ψp = 0 MPa Ψ = - 0,732 MPa ¿ Como varía el potencial hídrico de una célula plásmolizada si se sumerge en agua pura? Agua Pura Ψs = 0 MPa Ψp = 0 Ψ = Ψs + Ψp = 0 Ψs = - 0,732 MPa Ψp = 0,732 MPa Ψ = 0

Solución de Sacarosa Ψs = - 0,244 MPa Ψp = 0 Ψ = Ψs + Ψp = Ψp = 0 MPa Ψ = - 0,732 MPa Solución de Sacarosa Ψs = - 0,244 MPa Ψp = 0 Ψ = Ψs + Ψp = Ψs = - 0,732 MPa Ψp = 0,488 Ψ =

Célula turgente Solución de Sacarosa Ψs = - 0,732 MPa Ψp = 0 Ψp = 0,488 MPa Ψ = - 0,244 MPa Solución de Sacarosa Ψs = - 0,732 MPa Ψp = 0 Ψ = Ψs + Ψp = (-0,732-0) = -0,732 MPa Ψs = - 0,732 MPa Ψp = 0 MPa Ψ =

2. Si una célula completamente turgente se coloca en un medio hipertónico de sacarosa (Ψ= - 0,6) como será el movimiento de agua? Cual será el Potencial hídrico de la célula al alcanzar el equilibrio ¿?. Explique

Volumen celular relativo Ψ (MPa) Ψs (Mpa) Ψp (Mpa) 0,9 (Plásmolisis) -1.6 1,1 -1.0 -1.3 0.3 1,15 -0.67 -1.27 0.6 1,25 (Turgencia) -1.17 1.17 Ingº Agrº María Elena Arboleda Junio-05

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Movimiento del AGUA EN EL SUELO CAPACIDAD DE CAMPO (CC): contenido de agua que queda en el suelo luego de ser saturado con agua (riego, precipitación) y haber drenado libremente perdiendo el agua gravitacional Ψm= máximo PUNTO DE MARCHITES PERMANENTE (PMP): contenido de agua donde el potencial hídrico edáfico es tan negativo que las plantas no recuperan su turgidez, aun cuando el proceso de transpiración haya cesado.úmeda)

Movimiento del AGUA EN LA PLANTA En el continuo suelo-raiz-planta-atmófera El agua se mueve de mayor a Menor potencial hídrico