CLASE 1 -Agua.pdf
- 1. AGUA (PRESENTACIÓN PREPARADA POR CARLOS NOCEDA PARA USO EXCLUSIVO DE ESTUDIANTES DE ESTA MAESTRÍA)
- 2. Connie Rye, Robert Wise, Vladimir Jurukovski, Jean DeSaix, Jung Choi, Yael Avissar (credit: modification of work by Victor M. Vicente Selvas) https://openstax.org/books/biology/pages/1-introduction https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- 3. La molécula de agua es un dipolo, y por tanto: 1) Se disuelve a sí misma
- 4. • https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/ f/f4/MD_water.gif • Kmckiern • https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.en
- 5. Paul Web: https://rwu.pressbooks.pub/webboceanography/chapter/5-1-properties-of-water/ https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ 2) Disuelve a otras moléculas polares
- 7. Paul Web: https://rwu.pressbooks.pub/webboceanography/chapter/5-1-properties-of-water/ https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ 3) Posee calores latentes elevados
- 9. Lucas Salomão de Almeida1: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:For%C 3%A7a_Hidrost%C3%A1tica_no_Ponto.png https://creativecommons.org/licenses/by- sa/4.0/deed.en 5) Alta resistencia a la tracción
- 10. DIFUSIÓN/ÓSMOSIS FLUJO EN MASA MOVIMIENTO DEL AGUA
- 11. Velocidad de difusión o Densidad de flujo Ley de Fick Coeficiente de difusión o Tasa de difusión específica ¿Cuál sería el coeficiente de difusión de un soluto en un solvente teórico, si su velocidad de difusión es de 1 mol m-2 s-1 cuando la diferencia de concentración es 1 M a 1 cm de distancia? mol m-2 s-1
- 12. DIFUSIÓN/ÓSMOSIS FLUJO EN MASA MOVIMIENTO DEL AGUA
- 14. DIFUSIÓN/ÓSMOSIS FLUJO EN MASA MOVIMIENTO DEL AGUA
- 15. Tasa de flujo volumétrico Ley de Poiseuille Viscosidad ¿Cuánto varía la tasa de flujo volumétrico si se sustituye el tubo por donde fluye un líquido por otro cuyo diámetro se reduce a la mitad? ¿Y si dicho diámetro se duplica? m3 s-1 Unidades de viscosidad? Toapanta et al 2018 DOI: 10.29019/enfoqueute.v9n3.290 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- 17. s EL POTENCIAL OSMÓTICO ≈ - mRTi i
- 18. Connie Rye, Robert Wise, Vladimir Jurukovski, Jean DeSaix, Jung Choi, Yael Avissar : https://openstax.org/books/biology/pages/1-introduction https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- 19. s s EL POTENCIAL HÍDRICO Presión hidrostática i
- 20. s i
- 23. Plasmólisis Tomado de Pacelli et al 2017: DOI: 10.3389/fmicb.2017.02002 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- 24. ¿Qué ocurre si introducimos aquí una célula vegetal ? ¿En qué momento se alcanzaría el equilibrio hídrico si consideramos el cambio de volumen celular despreciable (en la práctica no ha de ser asi)? ¿Qué ocurre si introducimos aquí una célula vegetal flácida, no plasmolizada,con potencial osmótico de -0,244 MPa ?
- 25. Sacarosa 0,2 M ¿Qué ocurre si introducimos aquí una célula vegetal flácida, no plasmolizada, con potencial osmótico de -0,524 MPa ? Suponiendo un aumento de volumen celular despreciable (que en la práctica no lo es), ¿cuál sería el potencial de presión cuando se alcance el equilibrio hídrico? ¿Qué ocurre si introducimos aquí una célula vegetal flácida, no plasmolizada, con potenciales osmótico y de presión de -0,488 y 300 Mpa, respectivamente ? Suponiendo un aumento de volumen celular despreciable (que en la práctica no lo es), ¿cuál sería el potencial de presión cuando se alcance el equilibrio hídrico?
- 26. Visualizar los dos métodos para el cálculo del potencial hídrico de tejidos vegetales que aparece en: https://www.youtube.com/watch?v=ifCVy-MS9qo Utilizando los datos que aparecen en el minuto 12: 1) Representar una gráfica de la proporción de incremento en masa (o volumen) frente a la molalidad de las disoluciones 2) Representar una recta de regresión, indicando su fórmula y el coeficiente de correlación 3) ¿Cuál es la molalidad en que hay equilibrio hídrico? (indicarla en la gráfica) 5) ¿Cuál es el potencial osmótico de la disolución de equilibrio, si está a 27 ºC? (1 atm = 0.1 MPa) 6) ¿Cuál es el potencial hídrico de la disolución de equilibrio a esa temperatura? 7) ¿Cuál es el potencial hídrico en el tejido sin sumergir, si se encuentra a esa temperatura? Representarlo en la gráfica 8) ¿Cuál sería la presión de turgor en el tejido sin sumergir si la presión osmótica es 2 MPa? 9) Si el tejido sin sumergir posee una masa de 1 g, ¿Qué masa podría llegar a alcanzar en agua pura? PRÁCTICA DE CÁLCULO DE POTENCIAL HÍDRICO
- 27. Al representar la proporción de incremento en masa de un tejido vegetal sumergido en soluciones acuosas de sal común frente a la molalidad de dichas soluciones se obtiene una recta de regresión de la forma y=0,4-2x. a. ¿Cuál es la molalidad en que hay equilibrio hídrico? b. ¿Cuál es el potencial osmótico de la disolución de equilibrio, si está a 27 ºC? (1 atm = 0.1 MPa) c. ¿Cuál es el potencial hídrico de la disolución de equilibrio a esa temperatura? d. ¿Cuál es el potencial hídrico en el tejido sin sumergir, si está esa temperatura? e. ¿Cuál sería la presión de turgor en el tejido sin sumergir si la presión osmótica es 2 MPa? f. Si el tejido sin sumergir posee una masa de 1 g, ¿Qué masa podría llegar a alcanzar en agua pura?
- 28. https://www.researchgate.net/ publication/343582408_Tree_ water_transport_mediating_th e_changing_environmental_co nditions_to_tree_physiological _processes/figures?lo=1 https://creativecommons.org/li censes/by-nc-nd/4.0/ Pendiente = cambio de potencial de presión/ cambio de volumen relativo = Módulo de elasticidad volumétrico = MEV
- 29. Una célula vegetal en estado de plasmólisis incipiente se sumerge en agua pura y alcanza en ella el máximo potencial de presión (2 MPa) tras haber aumentado su volumen un 10 %. ¿Cuáles eran sus potenciales osmótico e hídrico antes de la inmersión? Una célula vegetal, con un potencial hídrico de -1 MPa y un potencial osmótico de -2 MPa, se sumerge en agua pura y su volumen aumenta un 20% alcanzando su turgencia 1.2 MPa. ¿Qué valor intermedio tendrá el módulo de elasticidad volumétrico en ese cambio?. ¿Cuál será el valor de potencial hídrico tras ese cambio si se asume como despreciable el volumen no acuoso? Una célula vegetal en estado de plasmólisis incipiente y con un potencial hídrico de -3 MPa se sumerge en una disolución acuosa con un potencial osmótico de -1 MPa, hasta que alcanza el equilibrio hídrico tras un incremento del turgor de 1 MPa. Asumiendo como despreciable el volumen no acuoso, ¿qué valor intermedio tendrá el módulo de elasticidad volumétrico en ese cambio? Una célula vegetal prismática de 1 µm de lado en su base y 2 um de altura sumergida en agua pura ha aumentado 0.1 µm cada lado al ganar 0.002 MPa de potencial de presión hidráulica. La mitad del incremento de potencial hídrico necesario para alcanzar el equilibrio se alcanza en 5 s, y la conductividad hidráulica de la membrana es de 10-6 m s-1 MPa-1, ¿cuál es el potencial osmótico original de la célula?
- 30. Epidermis de Rhoeo Discolor (Tradescantia) antes y después de plasmólidis Mnolf: https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3ARhoeo_Discolor _epidermis.jpg https://es.wikipedia.org/wiki/Vacuola#/media/Archivo:Rhoeo _Discolor_-_Plasmolysis.jpg http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/
- 31. Tasa de transporte o Flujo volumétrico entre compartimentos Tasa de transporte entre dos compartimentos Conductividad hidráulica de la membrana Una célula vegetal cúbica de 1 µm de lado sumergida en agua pura ha aumentado 0.1 µm cada lado al ganar 0.001 MPa de potencial de presión hidráulica. La mitad del incremento de potencial hídrico necesario para alcanzar el equilibrio hídrico se consigue en 10 s, y la conductividad hidráulica de la membrana es de 10-6 m s-1 MPa-1, ¿cuál es el potencial osmótico original de la célula? m s-1 m s-1 MPa-1 (Dainty 1976) MEV Knipfer and Steudle 2008 DOI: 10.1093/jxb/ern064 https://creativecommons.org /licenses/by-nc/2.0/
- 32. Tasa de transporte o Flujo volumétrico entre compartimentos Tasa de transporte entre dos compartimentos Conductividad hidráulica de la membrana m s-1 m s-1 MPa-1 (Dainty 1976) MEV Knipfer and Steudle 2008 DOI: 10.1093/jxb/ern064 https://creativecommons.or g/licenses/by-nc/2.0/ Si, en el mismo caso, el potencial de presión original en la célula fuese 0.001 MPa, ¿qué volumen de agua entraría en la célula durante el primer segundo de inmersión?
- 33. Una célula vegetal dejó de aumentar de volumen cuando el potencial de presión y el valor absoluto del potencial osmótico se hicieron iguales. ¿En qué sustancia se había sumergido esa célula originalmente? Una célula vegetal alcanzó su máximo turgor cuando éste y el valor absoluto del potencial osmótico se hicieron iguales. ¿En qué sustancia se había sumergido esa célula originalmente? Al representar, tomado unidades del sistema internacional, el flujo volumétrico hacia un tejido vegetal frente a la diferencia de potencial hídrico entre dicho tejido y varias soluciones acuosas de manitol se obtiene una recta de regresión dada por la siguiente fórmula: y= 0,0000009(1+x). ¿Cuál será la conductividad de la membrana plasmática media aproximada de las células del tejido?
- 34. RELACIONES HÍDRICAS EN LAS PLANTAS
- 36. Connie Rye, Robert Wise, Vladimir Jurukovski, Jean DeSaix, Jung Choi, Yael Avissar (credit a: modification of work by Bernt Rostad; credit b: modification of work by Pedestrians Educating Drivers on Safety, Inc.): https://openstax.org/books/biology/pages/1-introduction https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- 37. Kucera et al 2020 DOI: 10.5772/intechopen.93003 https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/
- 38. Water retention curve for a sand(Ss), either silt or clay-loam(Uu), either loam-silt or clay(Lu), and either clay or peat(Tt) Explique la gráfica, y marque una línea en el punto de marchitez permanente (cuando el pPotencial matricial del suelo = 0,33 bares)
- 39. Diego Márquez https://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_de_campo#/media/Archivo:Humedad_en_el_suelo.jpg https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0 Dinámica del contenido del agua en el suelo, especificando los puntos de Saturación (Sat), Capacidad de Campo (CC), Humedad del Suelo (Pw), Punto de Marchitez Permanente (PMP) y Seco. Además las alturas de agua derivadas de los contenidos, Agua de Drenaje, Humedad aprovechable (Ha), Humedad disponible o de déficit (Hd) y Agua Higroscópica. Explique la gráfica, e indique valores aproximados en MPa en cada uno de los puntos indicados. Indique qué fenómenos reducen el potecnial matricial, y qué fenómeno reduce el porcentaje de agua disponible en relación a al capacidad de campo.
- 40. Nefronus: https://en.wikipedia.org/wiki/Xylem#/media/File:Xylem_and_phloem_diagram.svg https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0 Las plantas actúan como bombas de agua
- 41. Los pelos radiculares optimizan el proceso Carminati et al 2020: https://doi.org/10.1016/j.tplants.2020.04.003 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ Diferenciación y mayor absorción Elongación División
- 42. Explique qué puede estar pasando de acuerdo a cada una de las gráficas
- 43. Connie Rye, Robert Wise, Vladimir Jurukovski, Jean DeSaix, Jung Choi, Yael Avissar : https://openstax.org/books/biology/pages/1-introduction https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- 44. Jackacon, vectorised by Smartse https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Apoplast_and_symplast_pathways.svg
- 46. Presión de raíz y gutación por los hidátodos
- 47. Ozu et al 2018: https://doi.org/10.3390/cells7110209 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ OpenStax College: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:2625_Aquaporin_ Water_Channel.jpg https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.en ACUAPORINA Marchitez por inundación
- 48. Ozu et al 2018: https://doi.org/10.3390/cells7110209 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- 49. 2. TRANSPORTE a través del xilema Penarc: https://es.wikipedia.org/wiki/Desarrollo_del_tejido_vascul ar#/media/Archivo:Vessel_xylem.jpg https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0
- 52. Connie Rye, Robert Wise, Vladimir Jurukovski, Jean DeSaix, Jung Choi, Yael Avissar : https://openstax.org/books/biology/pages /1-introduction https://creativecommons.org/licenses/by/ 4.0/ Para mantener el gradiente de potencial hídrico a lo largo del continuo suelo-planta-atmósfera, las vacuolas tienen bajos potenciales osmóticos y altos potenciales de presión
- 53. Connie Rye, Robert Wise, Vladimir Jurukovski, Jean DeSaix, Jung Choi, Yael Avissar : https://openstax.org/books/biology/pages/1-introduction https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- 57. Dr. Michael Rosenthal, Technische Universität Dresden : https://en.wikipedia.org/wiki/Pit_(botany)#/media/File:Tracheiden_Picea_abies.jpg https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0 Punteaduras en abeto
- 58. Delzon et al 2010: DOI: 10.1111/j.1365-3040.2010.02208.x https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ Cavitación
- 59. Rodriguez‐Zaccaro and Andrew Groover2019: https://doi.org/10.1002/ppp3.29 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ Embolia
- 60. Una hipotética traqueida, completamente hueca y a ras de suelo, se llena con agua pura. Se logra así que su potencial hídrico alcance los 0,99 MPa y su potencial de presión 1,00 MPa. Indicar el valor de los otros tres componentes del potencial hídrico Si la célula anterior, en ese estado, se rodea con una sustancia sólo permeable al agua y se sumerge así en un vaso con solución de sacarosa, ¿hacia dónde fluirá el agua y por qué? (2)
- 61. Estoma de tomate Evapotransiración en el Amazonas 3. TRANSPIRACIÓN
- 62. Yaaran and Moshelion: 10.3390/ijms17071045 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- 64. Stanislaus and Or 2015: https://doi.org/10.1111/pce.12700 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ Intente explicar estas gráficas: Nota: si no se entiende alguna abreviatura, o para complementar, en este tipo de ejercicios se uede recurrir a la referencia online
- 65. Henry et al 2019: https://doi.org/10.1038/s41467-019-11006-1 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ Intente explicar estos diagramas hipotéticos:
- 66. Henry et al 2019: https://doi.org/10.1038/s41467-019-11006-1 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ Indique si los diagramas hipotéticos anteriores se corresponden con los siguientes resultados:
- 67. Henry et al 2019: https://doi.org/10.1038/s41467-019-11006-1 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ ¿Qué se puede deducir de las siguientes gráficas?:
- 68. Adaptaciones Adaptaciones del tamaño foliar a la humedad (ejemplo en xerófita) Rickproser: https://en.wikipedia.org/wiki/Transpiration#/media/File:Xerophyte.png https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0
- 69. Zephyris derivative work: Aibdescalzo https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Leaf_Structure_ml.svg#/media/File:Leaf_Structure_es.svg https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0
- 71. Zhang et al 2017: https://www.nature.com/articles/srep43461 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ ≈ ≈ ≈
- 72. Rodriguez‐Zaccaro and Andrew Groover2019: https://doi.org/10.1002/ppp3.29 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ Visión general de las relaciones hídricas en las plantas
- 73. Ordene las siguientes partes de la planta (córtex radicular, tráqueas, parénquima clorofílico), de mayor a menor de cada uno de estos potenciales: Hídrico Turgor Osmótico Nota: algunas partes de algunos ejercicios o cuestiones, pueden requerir investigación bibliográfica
- 79. Agata Daszkowska-Golec* and Iwona Szarejko 2013: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/ https://doi.org/10.3389/fpls.2013.00138
- 80. Agata Daszkowska-Golec* and Iwona Szarejko 2013: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/ https://doi.org/10.3389/fpls.2013.00138 Profundice en los efectos del ABA en la apertura estomática y explique:
- 81. WUE
- 82. Ajami et al 2017: 10.5194/hess-21-281- 2017 https://creativecommon s.org/licenses/by/3.0/
- 83. Eficiencia de uso de agua Droppelmann et al (2000) Donde: WUE: Eficiencia de uso de agua (biomasa/volumen de agua) BP: Producción de biomasa (biomasa /superficie x tiempo) WU: Uso de agua (volumen/superficie x tiempo) WU BP WUE
- 84. Hatfield and Dold 2019: https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00103 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- 85. Factores y efectos sobre el WUE Ruggiero et al 2017: https://doi.org/10.3390/horticulturae3020031 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- 86. Zhang et al 2015: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0137409
- 87. Intente explicar las siguientes gráficas: Índice de cosecha = Rendimiento (masa) / Biomasa Total
- 88. 1. Un año después de la siembra de semillas, la biomasa total de un monocultivo de una hectárea ha alcanzado 120 Tm. Si la pluviosidad media mensual en la zona es de 100 mm, ¿cuál será la eficiencia de uso de agua estimada? 2. En la plantación del ejercicio anterior, se ha recolectado al cabo de ese año un promedio de 100 semillas por planta. Si la biomasa de cada semilla es de 1 g, y hay una planta por cada m2, ¿cuál será el índice de cosecha?
- 89. Revisar: (PRESENTACIÓN PREPARADA POR CARLOS NOCEDA PARA USO EXCLUSIVO DE ESTUDIANTES DE ESTA MAESTRÍA)