bioquimca y fisiologia vegetal

BIOQUIMCA Y FISIOLOGIA VEGETAL
PRACTICA # 4
ABSOSRCION
INTRODUCCION
El agua es el componente más abundante de las células; constituye el 90% o más
del peso fresco de algunos tejidos. Se encuentra en mayor proporción en las vacuolas
(las ¾ partes). El agua contenida en la célula es retenida tanto por fuerzas osmóticas
como de imbibición.
La planta constituye una unidad que establece intercambio con el medio que la
rodea. Las substancias penetran a la planta a través de las hojas o de las raíces, de la
misma manera que salen continuamente al medio.
El suelo, la planta y la atmósfera constituyen un sistema, en el cual la planta
absorbe el agua del suelo, circula por el xilema y se pierde a la atmósfera. Como
resultado de esto el agua perdida por las células debe recuperarse, ocurriendo un
transporte de agua desde una célula a otra y desde un órgano a otro. Dicho movimiento
del agua de célula a célula está gobernado, principalmente por las leyes de la difusión.
Difusión es el movimiento neto de una substancia desde un punto a otro, gracias
a la energía cinética de sus partículas.
La difusión se realiza sólo cuando la
concentración de la substancia difusible no es uniforme en todo un sistema, continuando
el proceso en tanto se mantenga esa diferencia.
La capacidad de difusión de las partículas está condicionada por su energía libre,
la que es proporcional a la concentración de las partículas en difusión y a la temperatura
del medio.
Tanto la dirección como la velocidad del movimiento son alteradas por los
niveles de energía libre de las partículas en las diversas partes del sistema. El cambio
neto cesa cuando los niveles de energía libre son iguales en todo el sistema, esto es,
cuando la concentración es constante.
El agua penetra en las células vegetales por un proceso especial de difusión
llamado ósmosis. La ósmosis es la difusión de agua a través de una membrana de
permeabilidad diferencial, desde una región de mayor concentración de agua a una
región de concentración menor; es decir, desde una zona de mayor energía libre a una
zona de menor energía libre.
En las células vegetales ocurre ósmosis debido a que las membranas
citoplasmáticas no permiten pasar las numerosas substancias disueltas en la vacuola, lo
que determina la existencia de una menor energía libre del agua en su interior,
provocando su entrada a la célula.
A medida que el agua entra el protoplasma es presionado contra las paredes
celulares, limitando ellas su grado de expansión. Dicha presión se denomina presión de
turgencia, y es producto a su vez, de la presión osmótica del contenido celular.
Se denomina presión osmótica a la máxima presión que una solución puede
desarrollar, separada del agua pura por una membrana semipermeable.
Cuanto mayor es la concentración de solutos en una solución, mayor es la
presión osmótica de ella y menor es la presión de difusión del agua debido a una
disminución de su energía libre.
Se han desarrollado varios métodos para medir los componentes osmóticos.
Básicamente se pueden agrupar en dos: métodos para medir el potencial osmótico y
métodos para medir el potencial de agua en el jugo vacuolar. Estos últimos parecen ser
la mejor medida del déficit hídrico del agua.
Otra manifestación de la difusión que también ocurre en los sistemas vivos es la
imbibición . Èsta es el proceso mediante el cual las partículas sólidas como los coloides
absorben líquidos o gases; dicho proceso ocurre por la atracción de las moléculas hacia
la substancia que las embebe. La celulosa, substancias pécticas, proteínas y otros
compuestos orgánicos de las células vegetales, tienen gran poder de imbibición de agua.
Tanto las paredes celulares como el protoplasma vivo absorben agua por
imbibición y aumentan de volumen al hacerlo. Esto se observa fácilmente al hincharse
las semillas secas una vez que han sido remojadas. Si los materiales que se embeben
están encerrados ejercen presión.
La ruptura de la cubierta de las semillas en
germinación es resultado de esta presión de imbibición, juntamente con la fuerza
producida por las células del embrión al crecer.
La absorción de agua, desde el suelo, es un proceso esencialmente pasivo y se
realiza cuando se establece un gradiente de potenciales en el sistema suelo-plantaatmósfera; así el agua fluye desde un potencial mayor a uno menor.
Normalmente la solución del suelo es más diluida que la del jugo celular. La
tendencia de la difusión hacia el equilibrio predomina y se produce un movimiento neto
de agua desde el lugar de mayor concentración (o mayor energía libre), es decir, el
suelo, hacia la célula, que es el lugar de menor concentración de agua (o menor energía
libre). En forma análoga, el agua se mueve dentro de la planta de una célula a otra.
Este movimiento prosigue mientras exista alguna diferencia en los niveles de energía
libre del agua entre dos puntos.
OBJETIVOS
Se demostrarán algunos conceptos que permitirán comprender el movimiento del
agua en la planta y su consiguiente pérdida a la atmósfera.
Se visualizará el movimiento ascendente del agua al observar la respuesta de
ramillas con el xilema o floema bloqueado y la de las flores inmersas en una solución
coloreada.
Se señalará además la distribución de estos tejidos en el tallo de la planta.
MATERIALES
Planta con tallo translúcido y ramillas (proporcionada por el alumno).
4 frascos de boca angosta (proporcionados por el alumno).
Algodón (proporcionado por el alumno).
Cuchillo (proporcionado por el alumno).
Papel absorbente.
Parafina (proporcionada por el alumno)
Vaso de 500 mL,
Mechero.
Lápiz de cera para marcar (proporcionado por el alumno).
Flores blancas colocadas con su pedúnculo o tallo en agua (proporcionadas por
el alumno).
2 tubos de ensayo con gradilla
1 microscopio.
1 hoja de afeitar (proporcionada por el alumno).
2 portaobjetos (proporcionados por el alumno).
2 cubreobjetos (proporcionados por el alumno).
Papel absorbente.
Solución de fucsina ácida al 0.5% o rojo neturo.
1 pipeta de 3 mL.
Preparaciones permanentes de xilema y floema.
METODO
Llene los cuatro frascos con igual cantidad de agua destilada, marque el nivel del
agua e identifíquelos. Corte la base de una ramilla bajo el agua y comparela con aquella
que se encuentra pegada a la planta.
Tome 3 ramillas, elimine con cuchillo tres centímetros de corteza, a partir de la
base. Seque con papel absorbente la zona donde eliminó la corteza. Sumérjales toda la
zona descortezada en parafina derretida tibia (como se ve en la figura). Una vez que la
parafina se endurezca, corte la base de una de ellas de modo que el xilema quede
expuesto. En otra rama elimine un cm de parafina del borde de la corteza cortada de
modo que quede el floema expuesto. Sumerja cada rama en un frasco con agua.
Observe el nivel del agua a los dos y cuatro días así como el aspecto de las ramas.
En el caso de las flores llene 2 tubos de ensayo con 3 mL de fucsina ácida y
numérelos. Coloque una de las flores al aire por unos 30 minutos cerca de una lámpara.
Posteriormente introduzca el pedúnculo de esta flor en la solución de fucsina del tubo
No.1. Haga lo mismo con la flor que se mantuvo en agua y déjela en el tubo No. 2.
Observe y registre el tiempo transcurrido hasta que el colorante llegue a la flor.
Realice cortes del pedúnculo a diferentes alturas. Examine al microscopio y
determine cuál de los tejidos conductores se tiñó. Observe y compare preparaciones
permanentes de xilema y floema.
SUGERENCIAS PARA LOS RESULTADOS
Describa sus observaciones en las ramillas tratadas de diferente manera y
explique la razón de este comportamiento. Determine por cuál de las vías conductoras
se desplazan el agua y el colorante.
Determine si existe alguna diferencia en la velocidad de ascenso entre las dos
flores. Fundamente la razón.
Dibuje células floemáticas y xilemáticas. Señale la distribución de estos tejidos
en la rama.
LITERATURA SUGERIDA
Acevedo, E.; Cferes, E.; Hsiao, T.C.; Henderson, D.W. 1979. Diurnal Growth Trends,
Water Potential, and Osmotic Adjustment of Maize and Sorghum Leaves in the
Field. en: Plant Physiology (E.E.U.U.) Vol 64:476-480.
Burch, G.J. 1979. Soil and Plant Resistances to Water Absorption by Plant Root
System. Australian Journal of Agriculture Research. (A.C.T.) Vol 30(2):279292.
Essau, K. 1972. Anatomía Vegetal. Trad. por J. Ponds R. 2a. Ed. Omega, Barcelona
779p. (se encuentra en la biblioteca de esta universidad).
Salisbury and Ross (eds.) 1992. Plant Physiology. Ed. Academic Press. EEUU
(disponible en la biblioteca de esta universidad).