El crecimiento de las plantas y los factores que lo controlan

UNIVERSIDAD ESTATAL A DISTANCIAVICERRECTORA ACADMICAESCUELA CIENCIAS EXACTAS Y NATURALESAnatoma y Fisiologa Vegetal (547)

ELABORADO POR MARIANELA QUIRS LVAREZ

Diferenciacin Celular y Desarrollo

Diferenciacin Celular y DesarrolloDiferenciacin celular: proceso mediante el cual a partir de divisiones celulares se forman clulas especializadas que cumplen funciones especficas, con morfologa y composicin qumica definida.Crecimiento: aumento de tamao de una estructura o toda la planta.Desarrollo: Crecimiento y diferenciacin de clulas, tejidos y rganos en los individuos desde el cigoto hasta la muerte.

Crecimiento de rganosDeterminado: rganos que crecen hasta cierto lmite ya establecido en la gentica. Ejemplo: hojas, flores y frutos.

Indeterminado: rganos que continan creciendo hasta la muerte del organismo. Ejemplo: tallos y races.

Desarrollo de las plantasDe acuerdo a su ciclo de vida se clasifican en:Plantas anuales: su ciclo de vida se lleva a cabo en un ao o menos. Ejemplos: arroz, frijol, maz, papa, trigo, soya, sorgo, etc.

Planta perennes: su ciclo de vida dura varios aos. Ejemplos: especies forestales.

Patrones de crecimientoEl ciclo de crecimiento de una planta puede observarse segn una curva sigmoide:Fase A Inicial: crecimiento lento, perodo de adecuacin al medio y formacin de estructuras.Fase B exponencial o logartmica: se da un crecimiento exponencial, que aumenta el tamao de la planta considerablemente. Fase C lineal o estable: se da un crecimiento constante en relacin al tiempo.Fase D o senescencia: el crecimiento disminuye y la planta empieza a morir. Coincide con el proceso de reproduccin, formacin de frutos y semillas.

Reguladores de crecimientoUn Regulador de Crecimiento es cualquier factor que de una manera u otra afecta el crecimiento de las plantas.El crecimiento est regulado por factores que pueden ser externos o internos.

Sustancia Reguladoras de CrecimientoFitohormonas: Sustancias orgnicas reguladoras del crecimiento. Son sintetizadas en una parte de la planta y translocadas a otra parte, donde en una pequea concentracin, causan una respuesta fisiolgica al promover o inhibir procesos. Actan directamente sobre el control de la expresin de genes o pueden actuar sobre enzimas y con ello controlar los procesos metablicos.

Auxinas Estimulan la dominancia apical.Controlan la diferenciacin del tejido vascular y promueven la actividad del cambium vascular.Estimulan el crecimiento de los frutos y las semillas.Previenen abscisin de hojas, flores y frutos.Estimulan crecimiento radical, especialmente races adventicias.Estimulan sntesis de etileno.Controla crecimiento de hierbas (herbicida).

Citocininas Estimula divisin celular, desarrollo de yemas laterales y crecimiento de rganos como tallos y races.Retrasa la senescencia en hojas y la planta, al inhibir la degradacin de protenas, membranas celulares y evitando la oxidacin de algunas sustancias.Favorece el traslado de sustancias de unos rganos a otros, con el fin de evitar muerte de rganos por deficiencia de alguna sustancia.Favorece la sntesis de clorofila y el desarrollo de los cloroplastos.

Giberalinas Promueven el alargamiento de los tallos estimulando la divisin celular.Promueve el crecimiento y desarrollo de frutos. Estimula la movilizacin de nutrientes y sustancias de reserva a frutos y semillas.Retrasa la senescencia en hojas y frutos.Promueve la floracin y la germinacin de semillas.Estimula el crecimiento de yemas.

cido abscsico Favorece la abscisin de rganos.Induce mecanismos de resistencia al estrs en las plantas.Promueve el cierre de estomas.Inhibe la germinacin y crecimiento de semillas.Controla el crecimiento de yemas, para favorecer su reposo.Favorece maduracin de frutos.

Etileno Activa enzimas que degradan la pared celular promoviendo la abscisin de hojas, flores y frutos.Promueve la epinasta de las hojas.Controla la determinacin del sexo de flores de algunas plantas monoicas.Induce la floracin en algunas especies.Promueve la maduracin de los frutos.Inhibe el alargamiento de los tallos y races.

Tropismos por factores externos reguladores de crecimiento Tropismos: Es cuando el crecimiento de una planta est determinado por un estimulo externo. El tropismo es positivo cuando el crecimiento se da en direccin al estimulo. El tropismo es negativo cuando el crecimiento es inverso al estimulo.

Tropismos por factores externos reguladores de crecimiento Fototropismo: es cuando el crecimiento del tallo se da en direccin a la luz.Heliotropismo: es cuando el crecimiento de hojas y flores se da en direccin del sol.Geotropismo: es cuando el crecimiento se da como respuesta a la fuerza de gravedad, ejemplo: el crecimiento de las races es un geotropismo positivo.Tigmotropismo: el crecimiento se da como una respuesta a un estimulo mecnico, como el contacto con un objeto solido, la lluvia, el manipuleo, el viento, animales o maquinaria.

Movimientos nsticosEs un movimiento de la planta independiente del estimulo externo.

Ocurre por cambios en la presin de turgencia de clulas parenquimatosas.

FotoperiodismoEs el efecto que produce la variacin en las horas luz - horas noche en procesos como: Germinacin, Fotosntesis y Floracin.

Los seres vivos tienen la capacidad de medir el tiempo para llevar a cabo ciertos procesos siguiendo ritmos circadianos (24 hrs). Esta capacidad se llama Reloj Biolgico.

FotoperiodismoDe acuerdo a su reloj biolgico las plantas se clasifican en:a. PDC: Plantas de das cortos, las plantas florecen en das cortos, como la soya y el tabaco. Corresponden a los meses de noviembre y diciembre.b. PDL: Plantas de das largos, las plantas florecen en das largos, como las espinacas y la cebada. Corresponde a los meses de julio y agosto.c. Plantas Neutras: Plantas que no se afectan por la periodicidad como las plantas tropicales.

Factores que afectan floracin1. El fotoperiodismo2. Temperatura y precipitacin.3. La concentracin de un pigmento llamado fitocromo, ya que activa una hormona llamada florgeno que induce la floracin.

Agua H2O Polaridad molecular: Distribucin asimtrica de carga, un extremo de la molcula lleva carga ligeramente positiva (hidrgenos) y el otro extremo lleva carga ligeramente negativa (oxgeno).En el enlace covalente entre el oxgeno y el hidrgeno, el oxgeno es mucho ms electronegativo que el hidrgeno, o sea, atrae ms los electrones (subpartculas del tomo negativas) debido al mayor nmero de protones en su ncleo (subpartculas del tomo negativas).

Enlace o puentes de hidrgeno: enlace entre el tomo de hidrgeno ligeramente positivo de una molcula de agua con el tomo ligeramente negativo de otra molcula de .

Cohesin: atraccin que existe entre el agua y otras molculas.

Adhesin: atraccin que existe entre el agua y otros materiales.

Alto calor de evaporacin: los enlaces de hidrgeno deben romperse antes de que el agua hierva y sus molculas se evaporen.Alto calor especfico: los enlaces de hidrgeno del agua la ayudan a absorber calor sin gran cambio de temperatura.Alto punto de fusin: el agua se enfra ms lentamente que otros lquidos y tarda ms en congelarse.

Solvente: Capacidad para formar puentes de hidrgeno con otras sustancias y formar disoluciones moleculares.

Puede disolver a sustancias salinas que se disocian formando disoluciones inicas.

Una solucin contiene sustancia disueltas llamadas solutos.

Ejemplo:Soluto : sal (NaCl).El extremo positivo de la molculas de agua atraen a los iones cloro (Cl-), y el extremo negativo de la molcula de agua atraen a los iones sodio (Na+).

Hidroflico: tipo de molcula que interacta con el agua disolvindose y/o formando enlaces de hidrgeno con molculas de agua.

Hidrofbico: tipo de molcula que no interacta con el agua debido a que no es polar.

FUNCIONES DEL AGUA

Medio de reacciones qumicas del metabolismo: Debido a su polaridad y capacidad disolvente, facilita las reacciones qumicas dentro y fuera de sistema vivientes.

Capilaridad: la cohesin y la adhesin permite el transporte de agua a travs de conductos por capilaridad. Ejemplo, el transporte de agua de las races a las hojas en la planta, transportando nutrientes disueltos.

Sistema de transporte de sustancias.

La capilaridad permite avanzar el agua por tubos estrechos xilemticos, an contra la gravedad

As, sube el agua desde las races hasta las hojas, a travs del xilema.

Tensin superficial: Por cohesin, existe una fuerte unin de las molculas de agua en estado lquido. Esto permite que algunos animales puedan caminar sobre el agua (mosquitos patinadores) o una hoja flotar.

Amortiguador trmico: Permite que el citoplasma sirva de proteccin ante los cambios de temperatura al mantener la temperatura constante. Los mares, tambin mantienen temperaturas relativamente constantes.A la vez, para que el agua lquida se convierta en hielo requiere gran prdida de calor. La temperatura del agua se eleva y cae lentamente, permitiendo a los organismos protegerse de cambios bruscos de temperatura en el ambiente.

El agua se expande cuando se congela, siendo menos densa en estado slido, lo que permite que el hielo flote. Esto hace posible que en zonas con invierno marcado, los lagos se congelen slo la superficie y que la vida acutica pueda mantenerse.

Osmosis: es el movimiento de agua a travs de una membrana semipermeable, de una concentracin baja de soluto a una concentracin alta de soluto.Plasmlisis: proceso que ocurre cuando se coloca una clula en un medio hipertnico, es sinnimo de marchitez, la membrana se observa en estado flcido.Turgencia: ocurre cuando se coloca una clula en un medio hipotnico, se incrementa el volumen de agua en la clula y se observa la clula como englobada.

Potencial hdricoEs el potencial qumico del agua, es decir, la variacin de la energa libre del agua en un punto, debido a una variacin de moles de agua que entran o salen de un punto. Es la capacidad de las molculas de agua de moverse en un sistema particular.El agua circula entre dos puntos siempre que su potencial termodinmico no sea idntico entre ambos puntos.

Potencial hdricoEs la suma de varios componentes en un sistema: = p + s + m + gp = potencial de presin celular. Representa la presin ejercida por el protoplasto contra la pared celular. Posee valores positivos. Cuando la clula est turgente, la vacuola ejerce presin sobre las paredes y aumenta el estado energtico del agua. Cuando su valor es cero se habla de plasmlisis incipiente.

Potencial hdrico s = potencial osmtico. Es consecuencia de los solutos disueltos, disminuye la energa libre del agua y es siempre negativo.m = potencial mtrico. Es consecuencia de fuerzas que retienen molculas de agua por capilaridad, adsorcin e hidratacin, principalmente en la pared celular (microfibrillas) y el citoplasma (matriz, macromolculas y coloides). Frecuentemente m se incluye en s, ya que es difcil decidir si las partculas cuentan como solutos o slidos.g = potencial gravitacional. Es consecuencia de diferencias en energa potencial debidas a diferencias de altura con el nivel de referencia. Generalmente ignorado en sistemas vegetales.

Potencial hdricoPor lo cual, cuando la clula se encuentra en plasmlisis incipiente, el potencial hdrico es igual al potencial osmtico (s).Se puede calcular la presin osmtica para obtener el potencial osmtico, ya que la relacin entre ambos es: = - sPresin osmtica: presin necesaria para contrarrestar el paso del agua pura al interior de una solucin acuosa a travs de una membrana semipermeable, evitando as un incremento en el volumen de la solucin. Es directamente proporcional al nmero de molculas de soluto por unidad de disolvente.

Potencial hdricoSe puede calcular la presin osmtica utilizando la Ley de los gases ideales:

P = n R T ; entonces para 1 mol de sacarosa en 1 L ; V de volumen y 298 K de temperatura

P = 1 mol . 0,0821 L/atm . 298 K = # M. 0,0821 . 298 atm mol . K K 1 L

Absorcin de agua en las plantasEl agua es absorbida en mayor cantidad por los pelos absorbentes y ocurre por diferencias de presin de difusin del agua.Los factores que afectan la absorcin son:a. Temperatura del suelob. Concentracin de solutos en el suelo.c. Aireacin del suelo.d. Disponibilidad de agua en el suelo.e. Caracterstica del sistema radical.

Transporte de agua en las plantasa. Presin de la raz: hay mecanismos osmticos que generan gradiente de concentracin.

b. Teoras de cohesin y adhesin: al evaporarse el agua por los estomas de las hojas se genera una prdida de potencial hdrico, esto provoca que la clula tome agua de la que est a la par, ocurriendo un proceso de succin.

Imbibicin Es otro sistema del que disponen las plantas para absorber agua. Caractersticas:1. Ocurre movimiento de agua segn un gradiente de concentracin.2. Debe existir un gradiente de potencial hdrico entre la superficie que embebe y la imbibente.3. Debe existir fuerzas de atraccin entre ambas sustancias.A las fuerzas que generan estos materiales se les llama potencial mtrico - fuerza de atraccin hacia el agua. La principal entrada de agua en el interior de las semillas en la germinacin es por imbibicin.

Transpiracin Es la prdida de agua en forma de vapor a travs de los estomas de las hojas. Factores que afectan la transpiracin:1. Humedad atmosfrica: a mayor humedad mayor abertura estomtica.2. Concentracin de dixido de carbono: a mayor CO2 menor abertura estomtica. 3. Temperatura: temperaturas altas favorecen la velocidad de salida del agua.4. Humedad del suelo: a mayor humedad mayor abertura estomtica.5. Luz: al aumentar la luz se abren los estomas.6. Viento: a mayor cantidad de viento mayor abertura estomtica.