Universidad Central de Venezuela Facultad de Agronomía Fisiología Vegetal Prof. María Ferrarotto Semestre II-2009 Mayo, 2010

3.1 El agua en la planta 3.2 Reconocimiento y determinación del estado hídrico de las plantas. Relaciones hídricas a nivel celular 3.3 Relaciones hídricas a nivel del sistema Suelo-planta-atmósfera 3.4 Fisiología de la planta en condiciones de estrés por factores abióticos

Hora del baño. Dos niños se bañan en una zona de infraviviendas de Yakarta. Un 80 % de los 250 millones de habitantes de Indonesia no tiene acceso a agua limpia y corriente.

Año 2008

La bañera climática

Billones de toneladas de CO 2 / año Promedio del 2008 La bañera climática National Geographic, 2008

3.1 El agua en la planta Conceptos básicos en las relaciones hídricas en el vegetal: difusión, flujo masal, ósmosis El potencial hídrico en las plantas y sus componentes Cuantificación del potencial hídrico

Objetivos Relacionar las respuestas diferenciales de la planta a la suplencia de agua en el sistema suelo-planta-atmósfera Con: potencial hídrico, rutas de absorción y movilización.

Relaciones hídricas en las plantas

Phaseolus vulgaris Zea mays

105 º

Cohesión Tensión Densidad Solvente

NaCl + H2OH2O =

IMPORTANCIA DEL AGUA EN LOS PROCESOS FISIOLOGICOS

IMPORTANCIA DEL AGUA EN LOS PROCESOS FISIOLOGICOS

Suelo-planta

alta (concentración) baja Gradiente Difusión menor (concentración) mayor

Agua Gota de colorant e Colorante disperso en el agua Difusión

Inicial Intermedio Equilibrio Concentración Difusión

Velocidad de difusión: Primera Ley de Fick J j = (C j1 – C j2 ) x DjDj J i = Flujo difusivo o flujo de la especie j (mol. m -2. s -1 ) C j1 = concentración (mol. m -3 ) C j2 = concentración (mol. m -3 ) x = distancia (m) del punto 1 al punto 2 D j = coeficiente de difusión (mol. m -2.s -1 )

La tasa del movimiento difusivo es proporcional al gradiente de la concentración J = gradiente de partículas  energía libre < energía libre  concentración < concentración

Factores que influyen en la difusión H2OH2O H2OH2O H2OH2O Arcilla H2OH2O Azúcar Sal H2OH2O H2OH2OH2OH2O Membrana rígida (Presión constante) a) Temperatura b) Presión c) Solutos d) Superficies adsorbentes

>potencial de presión <potencial de presión Flujo Masal

Ecuación de Piseuille J i = Flujo masal m -2. s -1 √ = viscosidad) Ψp = potencial de presión x = distancia (m) del punto 1 al punto 2 r = radio J s = -π. r 4 ∆Ψp 8√8√ ∆x

¿Cómo pasa el agua a través de la membrana de las plantas? Por Difusión de moléculas individuales a través de la bicapa lipidica de la membrana Por flujo de masa a través de un poro formado por proteínas integrales de la membrana llamadas aquaporinas Moléculas de agua

Polaridad de la membrana

Membrana plasmática: mosaico fluido

Estructura de los glicerolípidos más frecuentes encontrados en las membranas de las células de las plantas

Solvente soluble en la membrana Vapor Barrera gaseosa (destilación en fase de vapor) Tamiz Difusión Flujo Masivo Difusión y flujo masivo Mecanismos membranales

Permeable pasa soluto Impermeable no pasa nada Semipermeable pasa solo el solvente (agua) Transporte a través de membranas Diferencialmente permeable Tanto soluto como solvente

Difusión a través de una membrana permeable

IsotónicaHipertónicaHipotónica 2% sacarosa Sin sacarosa 10% sacarosa

Movimiento pasivo del agua a través de una membrana semipermeable en respuesta a una presión y/o a un gradiente de concentración de soluto

Osmómetros Osmómetro La célula como sistema osmótico

Osmosis y Presión Osmótica

Permeabilidad Características de la membrana Características del soluto

Coeficiente de Reflexión (  ) -Membrana Permeable  = 0 -Membrana Impermeable σ = 1 -Membrana Semipermeable σ = 1 -Membrana medianamente selectiva  = 0,75 Coeficiente de disociación electrolítica - Sacarosa i = 1 - NaCl i = CaCl 2 i = 2.4 σ i = νd − νs / vd