TEMA 11. LA NUTRICIÓN DE LAS PLANTAS

Transcripción

1 TEMA 11. LA NUTRICIÓN DE LAS PLANTAS 1. Los procesos de nutrición en plantas - Organismos autótrofos (fotosintéticos). - Del medio obtienen agua y sales minerales y dióxido de carbono y utilizan la luz como fuente de energía para producir materia orgánica o En talofitas: proceso simple. Incorporación de la materia inorgánica del medio, generalmente acuático. Algas, líquenes o En cormofitas: órganos específicos, raíces (absorción de agua y sales minerales), hojas (captan la luz y el dióxido de C). Vasos conductores para transportar todas las sustancias. Pteridofitas, espermatofitas - Proceso de nutrición en plantas cormofitas:. o Fotosíntesis: proceso bioquímico que se realiza en los parénquimas clorofílicos de tallos y hojas verdes. Utiliza la energía luminosa para obtener MO a partir de la inorgánica. o Transporte de savia elaborada: desde los tejidos fotosintetizadotes a toda la planta por medio del floema. o Acumulación y/o eliminación de sustancias de desecho. o Transporte de savia bruta: desde las raíces hasta las hojas a través del xilema o Incorporación de nutrientes: absorción de agua y sales minerales por las raíces y formación de savia bruta. o Intercambio de gases: el dióxido de carbono, el oxígeno y el vapor de agua se intercambian con el medio a través de los estomas de las hojas. o Utilización de los compuestos orgánicos elaborados para obtener materia y energía mediante el metabolismo celular. Mediante la respiración celular todas las células de la planta obtienen materia y energía.

2 1.1 Nutrición en plantas briofitas - Musgos y hepáticas. Plantas muy primitivas, sin tejidos conductores - Tienen estructuras parecidas, rizoides, cauloides y filoides con funciones semejantes a los órganos de cormofitas: estructura protocormofítica - Necesitan ambientes muy húmedos. La obtención del agua y las sales minerales es por difusión (carecen de cutícula impermeable) - La obtención de gases es también por difusión, así como el transporte de una células a otras (en ocasiones, puede haber transporte activo)

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4 2. La absorción en las plantas cormofitas Se produce absorción de macro y micronutrientes (oligoelementos) 2.1 Absorción de agua - Se produce a través de la zona pilífera, formada por células epiteliales con pelos absorbentes. - La entrada se produce por ósmosis

5 2.2 Factores que afectan a la absorción de agua - Temperatura: incrementa la absorción - Aireación del suelo: mayor aireación, mayor absorción - Cantidad de agua en el suelo: favorece su entrada en las raíces - Capacidad de retención del suelo: importante ya que parte del agua queda adherida a las partículas del suelo y parte retenida en forma de coloides. 2.3 Absorción de sales minerales - Se realiza en forma de iones

6 - Entrada por transporte activo, en contra de gradiente: gasto energético y proteínas transportadoras. A veces, canales iónicos - Savia bruta: formada por agua y sales minerales. Llega al xilema y se produce su transporte: o Vía A o simplástica: agua y solutos son transportados por ósmosis y transporte activo a través de plasmodesmos o Vía B o apoplástica: por difusión simple hasta la endodermis de la raíz, donde se encuentra la banda de Caspary, que regula el paso de sustancias o Las micorrizas (asociación simbiótica de hongos y raíces de plantas) facilita la absorción de sustancias (fosfatos y oligoelementos, sobre todo) 3. El transporte de la savia bruta - Es transportada desde la raíz a las hojas, donde parte se elimina por transpiración y parte se utiliza en la fotosíntesis - Transporte a través de los vasos leñosos o xilema, formados por células muertas (traqueidas) con paredes gruesas reforzadas de lignina y con tabiques de separación perforados o desaparecidos

7 3.1 Mecanismos de transporte de la savia bruta - Cohesión-tensión: Debido a la estructura de la molécula de agua o Transpiración: al evaporarse el agua en las hojas se genera una presión o tensión negativa y el agua asciende: efecto de succión o Capilaridad: debido a las propiedades de cohesión y adhesión del agua La electronegatividad del O es mayor que la del H y los pares de electrones se ven atraídos con más fuerza hacia el oxígeno El oxígeno tiene, además, cuatro electrones más sin compartir Se crean dos zonas distintas: una donde están los electrones no compartidos (δ -) y otra donde están los hidrógenos (δ+). La molécula de agua tiene carácter bipolar, lo que favorece la formación de puentes de hidrógeno entre moléculas de agua o entre moléculas polares - Presión radicular: por mecanismos osmóticos debido a la continua entrada de agua en los pelos radicales que empujan a las moléculas de agua a ascender.

8 4. La transpiración y el intercambio de gases 4.1 Transpiración - Pérdida de agua por evaporación que se produce en las hojas por difusión simple - Los estomas (presentes en la superficie de las hojas) ponen en contacto el exterior con los espacios intercelulares del interior - Constituidos por dos células oclusivas entre las que queda el ostíolo, que conecta con la cámara subestomática. Los estomas abren o cierran el ostíolo y regulan la transpiración.

9 - La velocidad de transpiración depende de: o La luz. Produce un aumento de azúcares en las células oclusivas lo que provoca entrada de agua por ósmosis y la apertura de los estomas. Por la noche se cierran. o El viento. Facilita la eliminación del vapor de agua e incrementa la transpiración. o La humedad relativa del aire: si es alta, se disminuye la transpiración. o La temperatura. Las altas aumentan la evaporación e incrementan la transpiración 4.2 Intercambio de gases - Las plantas intercambian dióxido de C y oxígeno por los estomas

10 - Por la noche: no hay fotosíntesis. Sólo se consume oxígeno y se desprende dióxido de C por la respiración celular. - Por el día: la planta sigue respirando y realiza la fotosíntesis. La intensidad de intercambio de gases de la fotosíntesis supera al de la respiración - En los tallos de más de un año, el intercambio de gases se produce por las lenticelas 4.3 Gutación - Se produce en plantas que viven en lugares cálidos y húmedos - Es una pérdida de agua en forma líquida

11 5. La fotosíntesis - Proceso por el cual las plantas convierten la energía luminosa en energía química, que se utiliza para la síntesis de sustancias orgánicas. - 6CO 2 + 6H 2 O + energía luminosa = C 6 H 12 O 6 (glucosa) + 6 O 2 - Consta de reacciones químicas que se realizan en los cloroplastos. - Dos fases: o Fase dependiente de la luz : la energía luminosa se transforma en energía química

12 o Fase independiente de la luz: se sintetizan sustancias orgánicas 5.1 Fase luminosa - Ocurre en las membranas de los tilacoides - Se produce la absorción de la energía luminosa - Pigmentos (clorofila, xantofila, carotenoides) utilizan la energía luminosa para descomponer la molécula de agua y obtener O 2, electrones e - y protones H + - Los electrones pasan a una cadena de reacciones de óxidoreducción en la que la energía es almacenada en forma de ATP 5.2 Fase oscura - Se produce en el estroma - Utiliza algunos de los productos obtenidos en la fase luminosa, para sintetizar la materia orgánica

13 - La fijación del CO 2 tiene lugar en un conjunto de reacciones denominado Ciclo del Calvin - Los productos obtenidos en el ciclo de Calvin son utilizados para elaborar productos orgánicos más complejos Factores que afectan a la fotosíntesis - La concentración de CO2: Su aumento incrementa el rendimiento de la fotosíntesis hasta un límite. Después se estabiliza - La concentración de O2. Si aumenta, disminuye el rendimiento fotosintético - La intensidad luminosa. Incrementa la actividad fotosintética hasta un límite que depende del tipo de planta (heliófilas y umbrófilas) - La temperatura. Si aumenta, aumenta el rendimiento fotosintético hasta una temperatura óptima, a partir de la cual se produce un descenso considerable

14 5.4 Importancia de la fotosíntesis - Proceso fundamental para toda la biosfera: o Constituyen el primer eslabón de todas las cadenas tróficas, lo que mantiene el ciclo de materia o La energía luminosa se transforma en energía química. Es el proceso que origina el flujo de energía en los ecosistemas o Oxígeno producido es imprescindible para la respiración o Fija el CO2 en forma de moléculas orgánicas. Regula el efecto invernadero 6. El transporte de la savia elaborada - Se produce a través de los vasos liberianos (o tubos cribosos) y células acompañantes del floema - Vasos liberianos formados por células vivas, con tabiques de separación (placas cribosas) perforados - Los compuestos orgánicos pasan por transporte activo a las células acompañantes del floema y de ahí a los tubos cribosos

15 6.1 Mecanismos de transporte - Mecanismo pasivo: El movimiento se realiza por medio de un gradiente de presión entre los órganos productores y los consumidores (hipótesis) o Se basa en la ósmosis - Mecanismo activo: hipótesis de las corrientes intracitoplasmáticas o Considera que los compuestos orgánicos podrían transportarse a través del citoplasma de los tubos cribosos con consumo de energía - El consumo de la savia elaborada es lento y se paraliza con calosa en las estaciones frías.

16 7. El metabolismo y el almacenamiento de los nutrientes - Cuando los nutrientes llegan a las células, se producen dos tipos de reacciones metabólicas: o Anabolismo: reacciones de síntesis y transformación de compuestos. Se reponen y elaboran compuestos celulares que requieren los tejidos en crecimiento. o Catabolismo: reacciones de degradación en las que se obtiene energía, como la respiración celular que se realiza en las mitocondrias. 7.1 Almacenamiento de sustancias de reserva - Muchas plantas almacenan parte los nutrientes elaborados como sustancias de reserva: grasas, proteínas, polisacáridos (almidón) - Se almacenan en tallos y raíces, principalmente - Las proteínas de reserva se almacenan principalmente en el endospermo de las semillas y en bulbos y raíces.

17 8. La excreción en plantas - Eliminación de sustancias de desecho - Poco desarrollado en plantas

18 - Algunos desechos se almacenan en vacuolas - Hay plantas con tejidos secretores: néctar, resinas, aceites, látex, etc - Hay sustancias expulsadas en forma de gas, como el dióxido de C de la respiración o el etileno (hormona de la maduración)