ASSORBIMENTO E TRASPORTO DI ACQUA

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1 ASSORBIMENTO E TRASPORTO DI ACQUA DIFFUSIONE: setto permeabile OSMOSI: setto semi-permeabile 1

2 ATMOSFERA sostegno evaporazione fotosintesi 1-5% FOGLIE FUSTO RADICE TERRENO ACQUA 2

3 IL PERCORSO DELL ACQUA Assorbimento ed ingresso nella radice Passaggio orizzontale attraverso il cilindro corticale Endodermide cilindro centrale vasi xilematici Salita in trachee e tracheidi fino alle parti aeree Fuoriuscita dal vaso nel mesofillo fogliare Passaggio allo stato di vapore negli spazi intercellulari Fuoriuscita attraverso gli stomi evaporazione BILANCIO IDRICO Stress idrico assorbimento 3

4 Il significato della traspirazione NIENTE FATICA MA TANTO SPRECO - aumentare l apporto di sali - ridurre il surriscaldamento MA NECESSARIA Per l assorbimento di CO 2 Per avere acqua per la fotosintesi IL RUOLO DEGLI STOMI 4

5 TRASPIRAZIONE CUTICOLARE Max 10%, non regolabile TRASPIRAZIONE STOMATICA 90%, regolabile 5

6 MECCANISMI DI REGOLAZIONE DI APERTURA-CHIUSURA DEGLI STOMI 1) ACCUMULO DEI PRODOTTI DELLA FOTOSINTESI 2) IL SISTEMA K + - ACIDO MALICO 3) CONCENTRAZIONE DI SACCAROSIO 4) ACIDO ABSCINICO 6

7 MECCANISMI DI REGOLAZIONE DI APERTURA-CHIUSURA DEGLI STOMI Le cellule di guardia sono le uniche cellule epidermiche dotate di cloroplasti > fotosintesi > accumulo di glucosio > accumulo di amido STOP ALLE VARIAZIONI DI TURGORE? MECCANISMI DI REGOLAZIONE DI APERTURA-CHIUSURA DEGLI STOMI RUOLO DEL K + - ACIDO MALICO AMIDO H+ GLUCOSIO FOSFOENOL PIRUVATO Ac. MALICO H+ MALATO 7

8 MECCANISMI DI REGOLAZIONE DI APERTURA-CHIUSURA DEGLI STOMI RUOLO DEL K + - ACIDO MALICO K + L INGRESSO DI IONI K + NELLE CELLULE DI GUARDIA E IL SEGNALE DI APERTURA DELLA RIMA STOMATICA (ORE DIURNE) K + MALATO MECCANISMI DI REGOLAZIONE DI APERTURA-CHIUSURA DEGLI STOMI RUOLO DEL SACCAROSIO All apertura della rima stomatica inizia la fotosintesi che comporta accumulo di saccarosio durante le ore di luce con conseguente richiamo di acqua all interno delle cellule che comporta una graduale chiusura della rima stomatica che si completa nelle ore notturne 8

9 MECCANISMI DI REGOLAZIONE DI APERTURA-CHIUSURA DEGLI STOMI RUOLO DELL ACIDO ABSCINICO (ABA) ABA è una sostanza che si accumula nella foglia in caso di stress idrico e che comporta una rapida chiusura degli stomi SPOSTAMENTO DELL ACQUA Vaso xilematico Evaporazione di H2O Cellule del mesofillo stoma La perdita di acqua crea un potenziale d acqua più negativo che richiama acqua dalle cellule adiacenti 9

10 PASSAGGIO TRANS-CELLULARE 1) VIA APOPLASTICA: l acqua permea le pareti cellulari 2) VIA SIMPLASTICA: l acqua permea attraverso i plasmodesmi 3) VIA TRANSMEMBRANA SPOSTAMENTO VERTICALE Se si applica una pompa aspirante all estremità superiore la colonna d acqua si rompe Come sale l acqua in cima ad alberi alti diverse decine di metri? 10

11 PRESSIONE RADICALE Nelle radici per effetto di una elevata concentrazione di soluti nel cilindro centrale si verifica una pressione che spinge l acqua all interno dei vasi MA I vasi xilematici contengono basse concentrazioni di soluti Le più alte concentrazioni di soluti non coincidono con i periodi di maggior fotosintesi e quindi di maggior trasporto di acqua TEORIA DELLA TENSIONE-COESIONE Se utilizziamo vasi di diametro capillare (d<1mm) i valori espressi non valgono più In queste condizioni le forze di adesione e coesione tra le molecole di acqua sono molto più forti e permettono una forza di aspirazione molto maggiore Si potrebbero teoricamente ottenere colonnine di acqua fino a 300m, ma il maggior attrito porta a valori reali di poco sopra i 100 m 11

12 PRESUPPOSTI DI FUNZIONAMENTO Diametro capillare Continuità della colonna d acqua 12

13 Il trasporto delle sostanze organiche avviene nei tubi cribrosi. Non è operante la diffusione (v = decine cm/h) SORGENTE = foglie POZZI = organi che utilizzano le sostanze organiche prodotte dalle foglie TEORIA DEL FLUSSO DI MASSA La soluzione con tutti i suoi componenti si muove con la medesima velocità e direzione dalla sorgente al pozzo 13

14 TEORIA DEL FLUSSO DI MASSA LEGNO H 2 O ATP ADP H + H 2 O H 2 O H + H 2 O H 2 O POZZO FOGLIA CRIBRO 14