Tema 3.1 - Absorció i transport d'aigua i sals minerals (2017)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Farmacia - 3º curso
Asignatura Fisiologia Vegetal
Año del apunte 2017
Páginas 5
Fecha de subida 05/10/2017
Descargas 0
Subido por

Vista previa del texto

FISIOLOGIA VEGETAL – BLOC 3 GEMMA CARTES TEMA 3.1 – ABSORCIÓ I TRANSPORT D’AIGUA I SALS MINERALS POTENCIAL HÍDRIC: - - Mesura la tendència de l’aigua a desplaçar-se d’un lloc a un altre.
L’alt potencial es desplaça cap al baix potencial.
És la suma del potencial de pressió, osmòtic, matricial i del gravitacional.
El vector resultant serà cap a on es dirigirà l’aigua.
La intensitat del flux depèn de la diferència de potencial Cal tenir en compte la temperatura.
Té una escala: o 0  aigua pura, sense solut a nivell del mar.
Cada sistema té un potencial hídric definit: o Arrel  - 0,3 o Fulles  - 0,8.
No hi ha gaire diferència en els potencials dels diferents sistemes, però per a que l’aigua pugui pujar de les arrels a les fulles, caldrà energia.
POTENCIAL OSMÒTIC I DE PRESSIÓ: - El potencial de la banda de la membrana on no hi ha solut és major que el de la banda on hi ha solut, per tant, es desplaça cap a on hi ha més solut.
Es pot aplicar pressió a la banda on hi ha solut, de tal manera que es desplaça cap a on el potencial és major.
Pressió positiva: quan apliquem una pressió en el lloc de baix potencial.
Pressió negativa: quan es fa el buit sobre la banda amb major potencial, produint-se un efecte de xuclar.
POTENCIAL MATRICIAL (capil·laritat): - Els capil·lars, per efecte esponja s‘emporten l’aigua.
Com més prim sigui el capil·lar, més aigua xucla.
POTENCIAL GRAVITACIONAL: - Depèn de l’alçada.
Si l’aigua esta a dalt, al obrir l’aixeta l’aigua baixarà cap avall per gravetat.
S’ha de sumar per poder obtenir el potencial hídric.
En aquest cas s’ha de sumar la temperatura.
ESTRUCTURA D’UNA ARREL: - L’arrel és l’encarregada d’aguantar la planta i captar aigua i sals minerals.
Poden fer simbiosi amb fongs (micoriza) de manera que els micelis que es formen incrementen la superfície d’absorció.
1. Epidermis: FISIOLOGIA VEGETAL – BLOC 3 GEMMA CARTES - Una sola capa de cèl·lules.
No té cutícula, que és la capa impermeable present en les fulles i tiges.
Mugicel: gel mucilaginós, en comptes de la cutícula. És un polisacàrid complex que se sintetitza a l’aparell de Golgi de les cèl·lules de l’epidermis i que es treu cap a fora. Té funció protectora.
- Pèls radicals/radiculars: proliferacions de determinades cèl·lules epidèrmiques, que faciliten el contacte amb les partícules del sòl. Incrementen la superfície de contacte.
2. Parènquima cortical o còrtex: cèl·lules entre l’endodermis i l’epidermis.
3. Endodermis: - És una capa de cèl·lules localitzada entre el còrtex i el cilindre central.
- Inclou la Banda de Caspary  anella suberificada (lipídica) impermeable a l’aigua i a les sals minerals que hi ha a la paret cel·lular (és lipídica).
- És una faixa que es fa a cada cèl·lula i que connecta amb la faixa de cèl·lules veïnes, formant un cinturó totalment impermeable. De manera que l’aigua pot passar per totes les parets (sense entrar a la cèl·lula), fins arribar a la Banda de Caspary, la qual no pot travessar - Per superar l’endodermis cal passar per dins de les cèl·lules travessant la membrana plasmàtica, gastant energia. Un cop dins les cèl·lules, es transporta pels plasmodesmes.
A tot el còrtex i l’epidermis l’aigua pot entrar per dins la cèl·lula o per fora, però quan arriba a la endoderma, si vol seguir haurà d’entrar a la cèl·lula, ja que la banda de Caspary impedeix el seu pas.
Des de l’endodermis cap a l’epidermis totes les cèl·lules poden xuclar perquè tenen membranes que poden captar l’aigua. Això incrementa de forma massiva l’absorció d’aigua.
RUTES DE TRANSPORT ENTRE CÈL·LULES: - - Apoplast: constituït pels espais extracel·lulars i les parets cel·lulars (formades majoritàriament per polisacàrids). Localitzat fora de la membrana plasmàtica.
Simplast: espai interior de la cèl·lula constituït per la continuïtat del citosol connectat pels plasmodesmes. Correspon a tot el que queda dins la membrana plasmàtica. El citosol de les cèl·lules està connectat pels plasmodesmes des del naixement, de manera que estar dins del simplast d’una cèl·lula implica estar dins de totes les cèl·lules.
Membrana plasmàtica: delimita l’apoplast i el simplast.
Generalment, la membrana es travessa en contra de gradient electroquímic, és transport actiu.
PAS APOPLAST ↔ SIMPLAST: - S’ha de travessar una membrana a partir de transport actiu (tant de apoplast a simplast com a la inversa).
En canvi, si les molècules es desplacen dins del simplast o apoplast, ho fan a través de difusió simple.
PAS D’AIGUA I MINERALS DES DEL SÒL A L’ATMOSFERA: - L’aigua es desplaça des del potencial hídric major al menor.
El terra és de “- 0’3” i a l’atmosfera “ – 95’2”, i per tant podria ser un pas espontani.
FISIOLOGIA VEGETAL – BLOC 3 GEMMA CARTES - Com que es fa passar l’aigua i les sals minerals per la planta, es crea una resistència i per això és necessària una font que ens aporti l’energia suficient per arrossegar l’aigua cap a munt: o Càrrega simplast.
o Càrrega xilema.
o Transpiració.
Sól  Apoplast - Els nutrients localitzats al sòl, primer arriben a una estructura apoplàstica.
- Per passar del sòl al apoplast no hi ha problema, ja que les parets de les cèl·lules de l’epidermis i del còrtex deixen passar l’aigua lliurement degut a: o Són sucres hidròfils.
o Són estructures molt capil·laritzades, tenen molts forats petits i per tant l’aigua s’arrossega molt fàcilment de l’exterior. És com una esponja.
- Un cop dins, es pot arribar fins a la Banda de Caspary, i per superar-la les substàncies han d’entrar a la cèl·lula  simplast.
Apoplast  Simplast: - S’ha de travessar una membrana, per transport actiu, gastant energia.
- S’utilitzen les bombes de protons, que gasten ATP.
- Mentre les bombes funcionen, s’estan acumulant soluts (sulfats, nitrats...) a l’interior del simplast gràcies a transportadors actius secundaris (simport i antiport).
- L’elevada concentració de soluts a l’interior fa augmentar la pressió osmòtica dins del citosol i es força a l’aigua a passar també en la mateixa direcció, per osmosi.
- Degut al procés de travessar la membrana, la planta fa una selecció de les sals que l’interessa que entrin. El Na+ no entra.
- La Banda de Caspary es troba tan endins de la planta per a que hi hagis més membranes que puguin absorbir aigua, incrementant la superfície d’absorció.
D’aquesta manera totes les cèl·lules que hi ha al còrtex i epidermis poden absorbir l’aigua.
Simplast  Xilema: - Xilema: estructura apoplàstica. Són cèl·lules mortes que formen un tub, localitzades fora de la membrana. És un pas de simplast a apoplast, gastant-se energia.
- Apareix la pressió radicular  força que empeny l’aigua cap amunt gràcies a les càrregues fetes al atravessar la membrana.
Xilema  Fulles: - Es transporten les substàncies pel xilema.
- La planta ha de moure l’aigua i les sals cap a les fullen, han de pujar, va en contra de gradient.
- Aquest moviment a través el xilema es fonament en dues forces fonamentals: o Procés de transpiració: xucla des de dalt (pressió negativa).
o Pressió radícula: fa un paper addicional, empeny des de sota.
El transport del xilema es fonamenta en l’eficiència de la transpiració, la qual depèn de: - Propietats físiques de l’aigua: o Cohesió: naturalesa dipolar, forma ponts d’hidrogen. Entre elles s’estiren.
o Adherència: a les superfícies, els capil·lars s’adhereixen a les parets i fans que pugi l’aigua.
- Característiques estructurals dels elements del xilema: o Capil·lars llargs:  Faciliten l’ascens (forces matricials).
 Perjudiquen el flux (Resistència al fregament).
 Faciliten la continuïtat de les columnes, evitant l’entrada d’aire en aquestes.
FISIOLOGIA VEGETAL – BLOC 3 GEMMA CARTES  Disminueixen la possibilitat de cavitació (formació de bombolles d’aire).
o Elevat nombre:  Disminució del radi del tub compensada pel nombre.
 Poden fallar algunes sense conseqüències.
o Rígids:  Sotmesos a tensions molt elevades. Es treballa amb pressions negatives, es xucla per dalt, si no fossin rígides, a xuclar les parets es tancarien.
Fulles  Atmòfera (transpiració): - A través de la transpiració i la pressió radicular, les substàncies arriben a les fulles on es dóna una transpiració (pas de líquid a gas), que requereix energia.
- La fulla té una cutícula, que és una capa lipídica impermeable. Els punt per els que es comunica la planta amb l’exterior son els estomes.
- L’aigua arriba a les fulles de manera apoplàstica, entre les cèl·lules de les fulles, on hi ha moltes cavitats plenes d’aire. Aquí és on es produeix l’evaporació, que es dóna mitjançant el sol.
- Els rajos solars escalfen la fulla per aconseguir passar l’aigua de forma líquida a vapor, això es produirà en aquests punts (cambres) on passa l’aire.
- El potencial hídric dins les cambres augmenta i es fa major que a l’exterior, de manera que en el moment en què s’obre l’estoma el vapor surt espontàniament  difusió del vapor.
*CAPIL·LARITAT: - - Propietat dels líquids que depèn de la seva tensió superficial.
Seguei la Llei de Jurin.
Llei de Jurin: un líquid puja per capil·laritat quan la força intramolecular (cohesió intramolecular) < que l’adhesió del líquid amb el material del tub capil·lar (menisc còncau).
El líquid segueix pujant fins que la tensió superficial és equilibrada pel pes del líquid que omple el tub. Per tan, l’alçada de l’ascens és inversament proporcional al diàmetre del tub.
ESTRUCTURA DE LA FULLA: - Té anvers  cara de dalt, i revers  cara de sota.
- Tota la fulla està envoltada per una capa de cèl·lules  epidermis (superior i inferior) Epidermis: - Una sola capa de cèl·lules.
- Es caracteritza per que no tenen cloroplasts i per tant no fan la fotosíntesi (és transparent).
- Per damunt tenen una capa anomenada cutícula (l’arrel no la té), és impermeable ja que és lipídica.
Cutícula: - Capa que presenta diferents subcapes: - Capa cuticular: damunt la paret hi ha una primera fase, on els polisacàrids estan barrejats amb la cutina, cera i carbohidrats.
- Capa cutina: més cap a fora, els polisacàrids ja no hi són, només la cuina i ceres (no hi ha barreja amb paret).
FISIOLOGIA VEGETAL – BLOC 3 GEMMA CARTES - Superfície de ceres: part exterior, només hi ha ceres.
o De dins cap a fora va de més a menys cutina i de menys a més cera.
- La cutina és un derivat dels àcids grassos, formant una xarxa d’èsters.
- La cera és un derivat d’àcids grassos i alcohols grassos  èsters.
- La cutina i la cera són derivats dels àcids grassos, molt impermeable.
- La cutina només és interrompuda on hi hagi els estomes, els quals es troben sempre a la part inferior.
Parènquima(mesòfil) empallissada: - Per sota de l’epidermis, és una sola capa de cèl·lules cilíndriques o prismàtiques penjades de la part de dalt.
- Es troben molt juntes i no deixen espais entre elles.
- Tenen cloroplasts per un tub, són molt verds (Es fa la fotosíntesi).
Parènquima (mesòfil) lacunar o esponjós: - A la part inferior de la fulla, són cèl·lules disposades en moltes capes, deixant molts espais entre sí (cavitats aèries).
- Són cèl·lules isomètriques (més o menys arrodonides).
- Les cavitats aèries estan en contacte amb els estomes, que comuniquen amb l’exterior.
Estomes: - Obertures graduables de l’epidermis que serveixen per intercanviar gasos (O2 i CO2) i per a la pèrdua d’aigua durant la transpiració.
- Estan constituïts per dos tipus de cèl·lules cèl·lules graduables o de Guarda. Són diferents a les cèl·lules de l’epidermis.
- Permeten comunicar amb els espais aeris que connecten amb totes les cèl·lules.
- A través de l’aire es poden comunicar totes les cèl·lules de la fulla (per enviar CO2 i O2).
REGULACIÓ DE LA TRANSPIRACIÓ: - - - La pèrdua de l’aigua és impulsada per la diferència de pressió de vapor entre la fulla i l’aire.
La concentració absoluta del vapor d’aigua depèn en gran mesura de la temperatura, per això cal conèixer amb precisió la temperatura foliar.
L’evaporació portarà a un refredament de les fulles.
La transpiració és un procés obert, a base d’evaporar aigua s’aconsegueix que aquesta pugi per la planta, com un motor.
La transpiració facilita: o El moviment d’aigua i sals minerals.
o Concentració de les sals: aquests ions s’agafen de forma molt diluïda, i es concentren a dalt a mesura que s’elimina l’aigua.
o Refrigeració de les fulles: la llum que arriba a les plantes té un espectre molt ampli, i una part s’utilitza per escalfar la planta. Al evaporar l’aigua, la planta refrigera, de manera que sempre es manté un marge de temperatura on els enzims són actius. Hi ha plantes que en situacions extremes no poden perdre tanta aigua i han de tancar estomes, de manera que s’incrementa la temperatura.
L’absorció d’aigua i sals minerals per l’arrel comporten una pèrdua d’energia, i per tant l’arrel ha d’agafar energia d’altres parts de la planta. Les fulles faran uns components reduïts, que seran enviats a l’arrel per a que aquesta pugui funcionar, captar el substrat i enviar-ho a les fulles.
...

Comprar Previsualizar