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RELACIONES HIDRICAS
Importancia del agua
Propiedades del agua
Procesos del transporte
Relaciones hídricas celulares
Relaciones hídricas en planta
Sistema radicular y absorción de agua
Transpiración y ascenso de agua
Movimientos estomáticos
Relaciones hídricas en comunidades vegetales
Importancia del aguaEcológica y productiva
0 -
6 -
12-
10 20 30 40 50
Disponibilidad hídrica (días sin estrés)
Rend
imie
nto
en m
aíz
(m
3 ha
-1)
Relaciones hídricas plantas
La planta es un sistema hidráulico
El funcionamiento de un sistema hidráulico depende de lacomunicación entre sus partes
Un sistema hidráulico depende de la capacidad de hacertrabajo del agua en el sistema
El agua determina el ambiente donde ocurren las reacciones anivel celular
Procesos fisiológicos absorción ascenso hídrico transpiración
Balance hídrico
turgenciaelongación celular
Crecimiento• tamaño celular, órganos, planta• peso seco, contenido de agua• compuestos producidos y acumulados• relación raíz/parte aérea
Procesos del desarrollogerminación, floración,fructificacióndormición, senescencia
Respuestas a condiciones deestrés
fitohormonas
Propiedades del agua
Solvente universal
Calor latente de evaporación elevado
Calor específico elevado
Tensión superficial
Capilaridad: cohesión
adhesión
Difusión
Actividad cinética de las moléculas que responde a la1a ley de Ficks: Js = -Ds Cs/ x
“La tasa de movimiento de difusiónes proporcional al gradiente de laconcentración”
Movimiento: >energía libre a < energía libre>concentración a < concentración
Ejemplos: a nivel celular, estomas
Flujo de masas
Movimiento de una solución responde a la ecuación de Poiseyilley es independiente de la concentración de solutos
Js = (- r4/ p/ x)
r, radio, viscosidad,
p gradiente de presión
Movimiento: > potencial de presión< potencial de presión
Ejemplos: corresponde a largas distanciasnivel tisular (xilema, floema) y suelo
OsmosisMovimiento del solvente (agua) a través de unamembrana selectiva
Proceso energético espontáneo
Difusióngradiente de
concentración
Flujo masalgradiente de
presión(Acuoporinas)
Aquaporinas
Caracterización(Maurel et al., 2008)
Canalesproteicospresentes en lamembranaplasmatica ymembranasintracelularesfacilitando eltransporte deagua y/osolutos neutroso gases.
Aquaporinas
Mecanismo de apertura y cierre del poro “gating”
Factores que lo regulan:
• pH intracelular• Cationes divalentes (Ca+2) (Alleva et al., 2006)• Fosforilación Serina, extremo-C (Tornroth H et al., 2006)
Esto implica la posibilidad de que las células vegetalescontrolen la permeabilidad de sus membranas al agua
Aquaporinaabierta
Aquaporinacerrada
His protonado
Enlace cation divalente
Fosforilación extremo-C
Fosforilación Serina
Relaciones hídricas celulares
• Célula vegetal 90% de agua
• Vacuola 80 a 90% del volumen celular
• Agua vacuolar funciona como “buffer” y controla nivel hídricodel citoplasma
VacuolaN paredcelular
Membranaplasmática
El movimiento del agua en el sistema depende dela energía libre de las moléculas de agua:
Potencial químico del agua (Energía líbre contenida por un mol de agua
Energía libre: máxima cantidad de trabajo quepuede ser obtenida (Go = -RT ln Keq)
¿Qué factores la afectan?concentración de solutos
presióngravitaciónadhesión
Concepto de potencial hídrico (w)
Potencial hídrico u u0 V
u: potencial químico de la muestrau0: potencial químico del agua pura
El del agua pura o libre se considera que vale“0”
Se expresa en unidades de presión (MPa),por ello se divide por el volumen molal del
agua
¿Cómo afecta al w la concentración desolutos?
Capacidad de disociación de las moléculas en agua:
NaCl Na+ Cl-2 M
Los solutos le quitan energía libre al agua
agua pura w = 0agua + solutos: resta energía libre
w < 0
¿Cómo se cuantifica?
Potencial osmótico
¿Cómo afecta al w la presión?
Resulta del incremento del contenido de agua en las vacuolasque genera una fuerza adicional al citoplasma
Se incrementa la capacidad de hacer trabajo porparte del sistema
agua pura w = 0agua + presión de turgencia: suma energía libre
w > 0
¿Cómo se cuantifica?
Potencial de presión p
Potencial de matriz: disminución de laenergía libre del agua dado por la adhesiónde las moléculas de agua amacromoléculas:m
Potencial gravitacional: incremento de laenergía libre de las moléculas de agua porefecto de la gravedad g
Otros componentes delpotencial hídrico
Componentes del potencial hídrico en plantas
w = + p + m + g
= (-) (+o-) (-) (+)
factor que solutos presiones macro alturamodifica disueltos >o< atm moléculas
importantes células turgencia semillas árbolesvacuoladas xilema tejidos altos
secos
Movimiento de agua en la célula
C
VacuolaN
VacuolaN
VN
aumento en volumenCRECIMIENTO
plasmólisis
Turgenciaelongación celular
+ H2O+ H2O
- H2O
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