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La nutrición de las plantas - Coggle Diagram
La nutrición de las plantas
Las plantas son organismos
autótrofos
que realizan la
fotosíntesis
OBTIENEN DEL MEDIO
Agua
Sales minerales
Dióxido de carbono
Utilizan la
luz
como fuente de energía - generar
materia orgánica
1.1 Nutrición en plantas briofitas
(briofitas, musgos y hepáticas) - plantas más primitivas
Vegetales estructuralmente muy sencillos que
carecen de tejidos conductores
No
presentan:
raíz, tallos ni hojas
Poseen estructuras parecidas:
rizoides, cauloides y filoides
RECUERDAN A LAS DE LAS PLANTAS CORMOFITAS
Al no poseer tejidos especializados,
toda la planta está implicada en la absorción de nutrientes, intercambio de gases y transporte de sustancias mediante DIFUSIÓN entre sus células y el medio
Los
musgos y las hepáticas
viven en medios terrestres, pero necesitan ambientes con mucha humedad
1.2 Nutrición en plantas cormofitas
Presentan tejidos y órganos especializados
como las
raíces
(a través de las cuales se realiza la absorción de agua y sales minerales) y las
hojas
(captan la luz y fijan el dióxido de carbono de la atmósfera)
Poseen un sistema de
vasos conductores
por el que se transportan tanto las sustancias incorporadas como las elaboradas por la fotosíntesis
Son las
pteridofitas y espermatofitas
1.3 Otras formas de nutrición de las plantas
1.3.1 PLANTAS CARNÍVORAS
- totalmente
autótrofas
; sin embargo, han evolucionado en entornos con suelos pobres en nutrientes
Disponen de
hojas modificadas
que actúan como trampas para capturar a sus presas -
En muchos casos intervienen glándulas NECTARÍFERAS Y ODORÍFERAS que atraen a los animales
La digestión de las capturas es siempre
extracelular
, mediante
enzimas excretadas por células especiales
. Se completa con la participación de
microorganismos
1.3.2 PLANTAS PARÁSITAS
Se distinguen dos tipos:
Semiparasitismo
: (Muérdago)
Realizan la fotosíntesis y son autótrofas
; sin embargo viven sobre las ramas de los árboles y sus raíces penetran en el árbol chupando la s
avia bruta directamente
Holoparasitismo
: Estrictamente
heterótrofas
(orobache y la cuscuta)
NO TIENEN CLOROFILA
y sus raíces penetran en las raíces y tallos de otras plantas
1.3.3 SIMBIOSIS
Hay plantas que viven en simbiosis con otros organismos, obteniendo ambas ventajas de la relación existente como ocurre en las
bacteriorrizas
Las
leguminosas
tienen en sus raíces nódulos con bacterias del género
Rhizobium
capaces de captar directamente nitrógeno atmosférico necesario para la síntesis de proteínas utilizados en la planta
La planta a su vez aporta azúcares necesarios para la bacteria
NUTRIENTES MINERALES DE LAS PLANTAS
Macronutrientes
Se requieren en cantidades relativamente grandes
Carbono (C)
Hidrógeno (H)
Nitrógeno (N)
Fósforo (P)
Azufre (S)
Magnesio (Mg)
Calcio (Ca)
Potasio (K)
Níquel (Ni)
Micronutrientes
Oligoelementos
Boro (B)
Cloro (Cl)
Cobre (Cu)
Manganeso (Mn)
Cinc (Zn)
Hierro (Fe)
Molibdeno (Mo)
2 LA INCORPORACIÓN DE LOS NUTRIENTES
En las plantas
cormofitas
, la incorporación de la mayoría de los bioelementos se lleva a cabo en las
raíces
por medio de la
absorción de agua y sales minerales del suelo
La raíz puede almacenar
sustancias de reserva
y es un
órgano encargado de la fijación de la planta al suelo
PARTES DE LA RAÍZ
Cuello
: Zona de transición hacia el tallo
Zona de alargamiento:
Zona en la que se alargan las células y comienzan su diferenciación.
No poseen pelos absorbentes
Zona pilífera:
Contiene numerosos pelos absorbentes formados por extensiones de las
células epiteliales
cuyas paredes son delgadas y carecen de cutícula
Cono vegetativo:
Parte terminal de la raíz.
RESPONSABLE DE SU CRECIMIENTO
, con la
yema vegetativa
formada por
meristemos primarios y protegida por la cofia o caliptra
ESTRUCTURA PRIMARIA DE LA RAÍZ
Responsable del crecimiento en
longitud durante el primer año de vida
Epidermis:
Situada en el exterior. Consta de
una sola capa de células
, sin cutícula y con prolongaciones que forman los pelos absorbentes.
La epidermis es sustituida por la
exodermis
,
capa de células cuyas paredes se suberifican
, excepto en algunas zonas donde forman los puntos permeables de la raíz
Cilindro central:
Contiene abundante
parénquima
: la parte más externa se llama
periciclo
y hacia el interior se encuentran los
haces conductores; XILEMA Y FLOEMA
Corteza:
Formada por
parénquima cortical
, que con frecuencia actúa como tejido de reserva. Su capa más interna es la
endodermis
en cuyas paredes hay
engrosamientos de suberina que interrumpen el paso de agua y sustancias
ABSORCIÓN DE MINERALES
Se realiza en forma de
iones
El nitrógeno se absorbe como nitrato y amonio y no puede incorporarse como N2, que es como se encuentra en la atmosfera
El mecanismo de entrada es por
transporte activo, por lo que es necesario un gasto de energía
Para ello intervienen
enzimas transportadoras localizadas en la membrana plasmática
, introduciendo iones del exterior al interior de las
células epidérmicas y pelos absorbentes
También se han observado
canales iónicos
a través de la membrana que facilitan el proceso. Existen mecanismos de difusión e intercambio iónico sin gasto energético
ABSORCIÓN DE AGUA
Las raíces también compensan la pérdida de agua mediante la
transpiración
Al igual que en el caso de los minerales, la zona de la raíz en la que se absorbe más cantidad de agua es la
zona pilífera
.
La membrana celular actúa como barrera semipermeable entre el exterior y el interior de la célula
Mientras que los minerales sufren una
absorción selectiva
, el agua atraviesa la membrana y
penetra en los pelos por ósmosis
FACTORES QUE AFECTAN A LA ABSORCIÓN DE AGUA POR LAS RAÍCES
Temperatura
favorece el metabolismo celular y, por tanto,
incrementa la absorción
La mayor aireación
del suelo provoca un aumento en la superficie de absorción, formándose raíces muy ramificadas y pelos radicales largos y numerosos
El aumento de la cantidad de agua
en el suelo favorece su entrada a las raíces,
siempre que la concentración de sales en el suelo sea inferior a la del interior de los pelos radicales
La capacidad de retención
del suelo es importante, pues en muchos casos el agua del terreno
no es libre o circulante
, sino que está retenida en forma de
coloides
COLOIDE
:
tipo de mezcla en la que una sustancia se encuentra en el seno de otra pero sin llegar a disolverse
En los
suelos salinos
, la concentración de solutos en el agua del terreno
es superior a la que existe en el interior de los tejidos de la raíz.
- Plantas con adaptaciones especiales que les permiten obtener agua,
acumulando sales minerales en las vacuolas de las células radiculares
RECORRIDO DE LA SAVIA BRUTA HASTA EL XILEMA
Una vez que el agua y las sales minerales han penetrado en las células epidérmicas, forman la
savia bruta
, que circula hasta el interior de la raíz, donde se encuentra el xilema
Vía A o simplástica
: El agua y los iones son transportados por ósmosis y transporte activo de unas células a otras a través de
plasmodermos
, poros en las paredes y membranas celulares
Vía B o apoplástica
: El movimiento se realiza por
difusión simple
por el exterior de la membrana celular. Está formada por
paredes celulares y los espacios intercelulares
Este movimiento se ve interrumpido por la
endodermis de la raíz, donde se encuentra la
banda de Caspary
que bloquea esta vía y obliga al agua y a los iones a seguir la vía A
TRANSPORTE DE LA SAVIA BRUTA
Partes del tallo
(eje, normalmente aéreo, en el que sitúan flores, hojas y yemas). Además de savia bruta,
transporta savia elaborada y sirve de almacén de sustancias de reserva
Nudos:
Engrosamientos donde se insertan las hojas
Entrenudos:
Partes del tallo entre los nudos
Yemas terminales:
Situadas en el extremo de los tallos y las ramas. Con
meristemos primarios responsables del crecimiento en longitud
Yemas axilares:
Situadas en las axilas de las hojas, donde se forman las ramas laterales
Estructura primaria del tallo
(primer año de vida de las plantas leñosas o de las plantas herbáceas anuales)
Epidermis
Formada por una sola capa de células, con estomas y cutícula
Cilindro cortical
con parénquima de reserva y, en su periferia,
esclerénquima y colénquima
,
que aumenta la resistencia a la torsión y a la flexión
Endodermis
que separa el cilindro cortical del central
Cilindro central
compuesto de parénquima de reserva y haces de xilema y floema, que transporta la savia
Con respecto al cilindro central
: En las dicotiledóneas forma un anillo regular y en las monocotiledóneas se dispone de manera dispersa
MECANISMOS DE TRANSPORTE DE LA SAVIA BRUTA
En el transporte ascendente de la savia bruta intervienen una serie de mecanismos capaces de mover, por el interior de los
vasos y las traqueidas
, gran cantidad de agua en contra de la fuerza de la gravedad
TRANSPORTE DE LA SAVIA BRUTA POR EL XILEMA
Succión por la transpiración:
El agua se evapora a través de los estomas de las hojas; esto genera una
tensión
o
presión negativa
y, en consecuencia, el agua asciende por los vasos del xilema hacia las hojas
Cohesión-adhesión:
Las moléculas de agua se encuentran fuertemente unidas entre sí; esta elevada cohesión y la fuerte adhesión del agua a las paredes del xilema
permiten que el agua ascienda
Presión radicular:
La presión ejercida por
mecanismos osmóticos
, originados por la continua entrada de agua en los pelos radicales, "empuja" las moléculas de agua hacia arriba
INTERCAMBIO DE GASES Y LA TRANSPIRACIÓN
(En las hojas)
ESTRUCTURA DE LAS HOJAS
Limbo:
Zona de la hoja, generalmente delgada y plana, en el que se diferencian el
haz y el envés, parte superior e inferior respectivamente
(
Los nervios observados corresponden a los haces conductores)
Epidermis:
Está compuesta or una capa de células que segregan
cutina, formando una cutícula que rodea superficialmente al limbo
Tanto la cutícula como la epidermis son transparentes, de modo que dejan pasar la luz a las células fotosintéticas del mesófilo
En la epidermis se encuentran los estomas, más numerosos en el envés que en el haz. Son estructuras que ponen en contacto el exterior de la hoja y los espacios intercelulares del interior
Haces conductores:
Se encuentran en el mesófilo, constituidos por xilema y floema,
formas las nerviaciones de las hojas
Peciolo:
Parte por la que el limbo se une al tallo; a veces en la
parte foliar se puede desarrollar un ensanchamiento o vaina que rodea el tallo por encima del nudo
Mesófilo:
Está constituido en casi todas las plantas por
parénquima en empalizada
, en el haz, y
parénquima lagunar
, en el envés
INTERCAMBIO DE GASES
Durante el día
: con iluminación, las plantas realizan la fotosíntesis y siguen respirando.
La intensidad de intercambio de gases de la fotosíntesis es superior a la de la respiración
, por lo que durante el día las plantas desprenden O2 y consumen CO2
Por la noche:
en oscuridad, las plantas no realizan la fotosíntesis, por lo que solo hay consumo de O2 y desprendimiento de CO2 debido a la
respiración celular
LA TRANSPIRACIÓN
, pérdida de agua por evaporación que se produce en las hojas mediante un proceso de difusión simple
Factores ambientales que influyen en la velocidad de la transpiración
La temperatura
cuando se
eleva
, aumenta la evaporación de agua y se
incrementa la transpiración
; pero por encima de 35ºC, los estomas se cierran al elevarse la concentración de CO2
El viento
facilita la eliminación del vapor de agua cercano a la hoja e incrementa la transpiración
La humedad relativa del aire
, si es alta, disminuye la transpiración
APERTURA Y CIERRE DE LOS ESTOMAS
Están constituidos por células epidérmicas diferenciadas. En el estoma se distinguen
dos células oclusivas
y
cloroplastos
entre las que hay una abertura u
ostiolo
que conecta con una
cámara subestomática
En algunos casos, las células que rodean a las oclusivas están especializadas y reciben el nombre de
células anexas
Factores
La luz
Concentración de CO2
Disponibilidad de agua
LA FOTOSÍNTESIS
Proceso por el cual las plantas transforman la energía luminosa en energía química
utilizada para la síntesis de nutrientes orgánicos
CLOROPLASTOS DEL MESÓFILO DE LAS HOJAS
además de en los tallos verdes y en sépalos de flores
Fase luminosa:
Se realiza en la membrana de la
tilacoides
, donde se encuentran los pigmentos fotosintéticos como
clorofila, xantofila y carotenoides
capaces de absorber energía del sol y convertirla en química que se
almacena en ATP
Fase oscura:
para su realización no es necesaria la presencia de luz y se lleva a cabo en el
estroma de los cloroplastos
En esta fase se produce la fijación de CO2 que conduce a la síntesis de azúcares en el
Ciclo de Calvin
6CO2+6H2O --------- C6H1206 (Glucosa) + 6O2
IMPORTANCIA DE LA FOTOSÍNTESIS
La energía del sol es transformada en energía química,
que puede ser utilizada por el resto de los seres vivos
La materia orgánica producida es la
base de las cadenas tróficas
de la gran mayoría de ecosistemas,
manteniendo el ciclo de la materia
La fotosíntesis fija el CO2 ambiental en forma de moléculas orgánicas. La retirada de este gas de la atmósfera
regula el efecto invernadero
El O2 liberado como producto residual
es un gas imprescindible para todos los organismos aerobios, incluidas las propias plantas
FACTORES QUE AFECTAN A LA FOTOSÍNTESIS
Concentración de CO2 y O2
Intensidad luminosa
Temperatura
TRANSPORTE DE LA SAVIA ELABORADA
Moléculas orgánicas producidas durante la fotosíntesis (
sacarosa (glúcido) y otros aminoácidos)
+ H2O= SAVIA ELABORADA
El transporte de esta sustancia tiene lugar en los
vasos liberianos o tubos cribosos y las células acompañantes del floema
Los vasos liberianos están compuestos por
células vivas,
alargadas, dispuestas unas a continuación de otras y separadas por
placas cribosas
-
placas perforadas a modo de criba que permite la circulación de la savia de una célula a otra
La savia elaborada se desplaza desde los
órganos productores
a los
órganos consumidores
por un proceso llamado
TRANSLOCACIÓN
Los órganos productores
son órganos fotosintetizadores, principalmente las hojas, y órganos que acumulan sustancias de reserva
Los órganos consumidores
son las raíces, los tallos de crecimiento, las yemas, las flores, los frutos, las semillas y los órganos de reserva en formación
En
estaciones frías, el movimiento de la savia elaborada es lento
, ya que los huecos de las placas cribosas que atraviesan la luz de los vasos liberianos se taponan con un polisacárido llamado
calosa
TRANSPORTE POR EL FLOEMA
Los glúcidos, además de componentes orgánicos producidos en el parénquima clorofílico de las hojas
pasan mediante transporte activo
a las células acompañantes del floema y a través de los
plasmodesmos entran en los tubos cribosos
El aumento de glúcidos en los tubos cribosos hace que se incremente la concentración de solutos,
lo que provoca la entrada de agua por ósmosis en los mismos, que procede de las células vecinas del xilema
Como resultado de la entrada masiva de agua, se genera un aumento
de la presión hidrostática en el interior de los tubos
por lo que se produce un empuje de la savia hacia arriba
Al llegar a los sumideros (órganos consumidores), la savia elaborada pasa por transporte activo desde los tubos cribosos
hasta las células que la requieren
LA SÍNTESIS Y EL ALMACENAMIENTO DE SUSTANCIAS
Síntesis y degradación de sustancias
Anabolismo
. Síntesis y transformación de compuestos para reponer y fabricar los componentes celulares que requieren tejidos en crecimiento
Catabolismo
. Degradación de compuestos para obtener la energía necesaria, como la
respiración celular que se realiza en las mitocondrias
Las plantas pueden sintetizar un gran número de compuestos orgánicos
que no aparecen en el metabolismo general de síntesis
METABOLISMO SECUNDARIO
Terpenoides
. Funcionan como pigmentos accesorios en la fotosíntesis y proporcionan colores variados a las flores,
como los carotenoides
Alcaloides
. Gran cantidad de ellos se utilizan como drogas o medicamentos
(morfina, quinina, papaverina)
. Para muchas plantas son elementos disuasorios para evitar ser comidas - funcionan como venenos
Flavonoides
. Como las
antocianinas
, son responsables de los colores
rojo y azul de los pétalos de muchas flores
ALMACENAMIENTO DE SUSTANCIAS DE RESERVA
Muchas plantas almacenan parte de los nutrientes sintetizados como sustancias de reserva,
entre ellas el almidón y otros polisacáridos, grasas y proteínas
El depósito se lleva a cabo en los tejidos parenquimáticos situados en órganos como raíces y tallos principalmente
Las
raíces
pueden actuar como órgano de almacén de polisacáridos, como en la
remolacha
En la planta de la
patata
, el
almidón
se almacena en los
tubérculos
que son tallos muy transformados
Las
proteínas de reserva
se almacenan principalmente en el
endospermo de las semillas, pero también en raíces y bulbos
LAS SUSTANCIAS DE DESHECHO
La
excreción
consiste en la eliminación de sustancias de deshecho producidas en el metabolismo
Al contrario de los animales, las plantas
carecen de órganos excretores especializados
, por lo que los procesos de excreción no están muy desarrollados
Algunos deshechos sólidos son almacenados, por ejemplo, en el interior de
vacuolas como cristales de oxalato cálcico
y otros son reutilizados en el proceso de síntesis o se aprovechan en el metabolismo secundario
En muchos árboles y arbustos, con la caída de las hojas se liberan gran cantidad de productos de excreción
Existen otras sustancias que son expulsadas de forma gaseosa, como el
CO2
producido en la respiración o el
etileno (hormona de maduración)
TEJIDOS EXCRETORES
El
néctar es una mezcla de azúcares
; se almacena en glándulas o nectarios situados en las flores y atrae a los insectos polinizadores
Las
resinas
se
guardan en canales resineros de muchas gimnospermas
Los
aceites
esenciales se expulsan al exterior mediante
pelos glandulares o son almacenados en bolsas oleíferas
El
látex
se almacena en
tubos laticíferos