Organización talofítica

Organización cormofítica

No presentan verdaderos tejidos, y por tanto no

poseen órganos específicos para la nutrición.

La incorporación de la materia inorgánica

necesaria para realizar la fotosíntesis se realiza

directamente del medio, por lo general acuático.

Presentan tejidos y órganos

específicos para la nutrición.

Hojas y tallos verdes

(Fotosíntesis)Vasos conductores del xilema(Transporte de la savia bruta)

Raíces(Incorporación de

nutrientes)

Acumulación de sustancias de desecho

Vasos conductores del floema(Transporte de la savia

elaborada)

Respiración celular

1.-LOS PROCESOS DE NUTRICIÓN EN LAS PLANTAS:

Estomas(Intercambio de gases)

Nutrición en briófitas (musgos y hepáticas)No poseen raíz:

Los nutrientes son captados del aire y pasan directamente de célula a célula por difusión o transporte activo.

La superficie ha de estar húmeda para poder captar estos nutrientes

No poseen tallo: las briófitas son pequeñas para reducir la distancia entre captación de nutrientes y fotosíntesis.

Musgos

Hepáticas

Filoide

Cauloide

Rizoide

Musgos

Lámina filoidal

Rizoide

Hepáticas

•Carecen de tejidos conductores.•Órganos parecidos a raíces, tallos y hojas estructura protocormofítica.•En medios con mucha humedad difusión directa del oxígeno, agua y nutrientes del medio. No cutícula. •Transporte por difusión simple o transporte activo entre sus células.

LA NUTRICIÓN EN LAS CORMOFITAS

Plantas tisulares con órganos

especializados por lo tanto con una

mayor eficacia fisiológica.

ABSORCIÓN DE NUTRIENTES

FOTOSÍNTESIS

TRANSPORTE DE LA SAVIA BRUTA

TRANSPIRACIÓN Y RESPIRACIÓN

EXCRECIÓN

TRANSPORTE DE LA SAVIA ELABORADA

2.-ABSORCIÓN DE NUTRIENTES EN PLANTAS CORMOFITAS

ABSORCIÓN DE AGUA:• En la zona pilífera pelos absorbentes = cél. epiteliales

sin cutícula.• Penetración del agua por ósmosis de donde la

concentración de solutos es menor a donde es mayor. Tienden a igualarse las concentraciones. Animación.

FACTORES QUE AFECTANA LA ABSORCIÓN DE AGUA:• Temperatura: cuando aumenta incremento de la

absorción.• Aireación: aumento superficie de absorción. Suelos

blandos (arado).• Aumento de la cantidad de agua en el suelo.• Capacidad de retención del suelo coloides

“secuestran el agua”.

CAPTACIÓN DE NUTRIENTES: La raíz

1.La zona de crecimiento: • Formada por células en continua división (meristemo primario). • En el extremo apical (10 mm) • Protegida por la cofia: cápsula formada por células

suberificadas

2.Zona de alargamiento: Las células producidas en el meristemo primario aumentan de tamaño y se diferencian en distintos tejidos.

3.Zona de maduración o pilífera: • La epidermis crea millones de expansiones citoplásmicas

unicelulares: los pelos radiculares o pelos absorbentes. • Aumentan la superficie de absorción del agua y sales

minerales. (centenares de m2)• Poseen una capa de mucílago que les adhiere al suelo y se

hidrata• Algunas plantas presentan micorrizas: simbiosis entre las

raíces y un hongo y que ayudan a la absorción de sales aunque carezcan de pelos absorbentes. El hongo toma compuestos orgánicos de la planta.

4.Zona de ramificación

Estructura de la raíz:La raíz presenta cuatro zonas morfológicas:

Una planta de centeno tiene a los 4 meses,

2.500 pelos/cm2

2.-ABSORCIÓN DE NUTRIENTES EN PLANTAS CORMOFITAS

Ascenso de la savia bruta

Absorción de agua y

sales minerales

Absorción de agua y sales minerales

Pelos absorbentes

VER VÍAS DE

TRANSPORTE

Estructura de una raíz ideal de dicotiledónea

La raíz: estructura

BIOELEMENTOS

MACRONUTRIENTES

C CO2 COMPUESTOS ORGÁNICOS.

H H2O COMPUESTOS ORGÁNICOS.

OH2O y O2 COMPUESTOS ORGÁNICOS.

N NO3- y NH4

+ PROTEÍNAS, AC. NUCLEICOS, CLOROFILA ,

COENZIMAS.

P H2PO4- y H2PO4

-2 AC. NUCLEICOS, FOSFOLÍPIDOS, ATP,…

S SO4-2 AMINOÁCIDOS Y VITAMINAS.

Mg Mg2+ CLOROFILA Y COFACTOR ENZIMÁTICO.

Ca Ca2+ COFACTOR, PERMEABILIDAD MEMBRANA.

K K+ COFACTOR, ÓSMOSIS Y APERTURA DE ESTOMAS.

MICRONUTRIENTES = OLIGOELEMENTOS B, Cl, Cu, Mn, Zn, Fe, Mo

ABSORCIÓN DE SALES MINERALES:• En forma de iones por transporte activo, en contra de gradiente de

concentración.• Canales iónicos y por difusión pasiva.

ENTRADA DE AGUA

Por los pelos absorbentes de la raíz

Junto con las sales forma la savia bruta

Pasa por ósmosis: el medio externo es hipotónico

(menor concentración) respecto del interior

Viaja por los espacios intercelulares y a través de

las células parenquimáticas, atravesando las

paredes celulósicas, hasta llegar al xilema y, desde

ahí, hasta las hojas donde se realiza la fotosíntesis.

FORMACIÓN DE LA SAVIA BRUTA:• Agua + sales minerales en las células de la

epidermis savia bruta xilema.• Dos vías para llegar hasta el xilema:

• Vía A o simplástica: agua + solutos transportados por ósmosis y transporte activo de célula a células a través de los plasmodesmos.

• Vía B o apoplástica: agua + sales minerales a través de los espacios intercelulares por difusión simple hasta las bandas de Caspary (pasan por vía A).

ENTRADA DE SALES MINERALES

Se absorben disueltas (en forma iónica) Existen tres vías posibles:A.Vía del simplasto:

1. Los iones se transportan activamente (SE SELECCIONAN) en los pelos absorbentes al interior y al exterior de las células epidérmicas

2. Luego se transportan de célula a célula hasta el xilema donde entran a través de las punteaduras laterales.

B.Vía del apoplasto: 1. El agua y CUALQUIER ION circula por los

espacios intercelulares permeables, sin entrar en el interior de las células.

2. Se SELECCIONAN LOS IONES EN la endodermis ya que el agua debe entrar en el interior celular pues la banda de Caspari, es impermeable (lignina)

APOPLÁSTICA

SIMPLÁSTICA

Ver animación

Xilema

Endodermis

Vía A

Vía B

Banda de Caspary

Vía B

Vía A

Pelos absorbentes

http://www.educa.madrid.org/web/ies.alpajes.aranjuez/argos/actividades/1BACH/transporteagua.htm

Ectomicorrizas en Pino

4 cm

3.- TRANSPORTE DE SAVIA BRUTA:Transporte a través de vasos leñosos o xilema, constituidos por células muertas llamadas traqueidas= cilíndricas, huecas, con paredes de lignina y sin tabiques de separación.• La savia bruta asciende por el xilema, en contra de la

gravedad. • Requiere recorrer grandes distancias (decenas de m en los

árboles grandes) y se necesitan presiones de empuje altas. (20-30 kg/cm2 o 1 atmósfera cada 10 m de ascenso )

• La velocidad depende del diámetro de los vasos leñosos:•Coníferas (vasos estrechos: 50 m) = 1-2 m/h•Otras plantas con vasos anchos (400 m) = 40 m/h

• El ascenso se produce según la teoría de la transpiración-tensión-cohesión (Dixon y Joly), SIN GASTO DE ENERGÍA EN EL PROCESO

• Se consiguen columnas de agua más resistentes que cables de acero de un grosor similar (Hasta 200 kg/cm2)

ELEMENTOS CONDUCTORES DEL XILEMA

Pares de poros El xilema está formado por células alargadas y con paredes engrosadas por lignina, lo cual aumenta su resistencia y sirven como tejido esquelético. Las células mueren al alcanzar su capacidad funcional.

Elementos conductores del xilema:

A. Traqueidas. B. Tráqueas. C. Vaso leñoso; formado por la

yuxtaposición de las tráqueas. P. Punteaduras: perforaciones de las

traqueas

TEORÍA TRANSPIRACIÓN-TENSIÓN-COHESIÓN

Existe un gradiente de potenciales hídricos entre el suelo y el aire creado por:

1.La presión de aspiración de las hojas. A medida que en las hojas se evapora el agua por transpiración, aumenta en ellas la concentración de solutos y se crea un potencial hídrico negativo entre las hojas y el xilema, provocando la entrada de agua, por ósmosis, de las células contiguas.

Así se origina la fuerza de tensión que tirará de todas las moléculas que forman la columna de agua que llena cada uno de los vasos de xilema, desde el epitelio de la raíz a los estomas de las hojas.

TEORÍA TRANSPIRACIÓN-TENSIÓN-COHESIÓN

2.La presión radicular. La concentración osmótica del suelo es menor que la de la raíz y por lo tanto tiene un potencial hídrico mayor por lo que el agua tiende a entrar en la raíz y el xilema.

3.La capilaridad. Las moléculas de agua se adhieren a las paredes de los vasos leñosos y además están cohesionadas entre ellas (puentes de H) formando columnas difíciles de romper, siempre que sean continuas.

Una burbuja de aire basta para romper la columna. (cavitación)

La estructura dipolar del agua explica las fuerzas de cohesión ente las moléculas

TRANSPORTE DEL AGUA Y LAS SALES MINERALES (SAVIA BRUTA)DESDE EL SUELO HASTA LAS HOJAS

absorción de agua y sales

periciclo endodermis epidermis vía apoplástica

vía simplástica

raíz

absorción de agua y sales

tallo vasos del xilema

transportepor el xilemade la savia

bruta

TRANSPORTE DEL AGUA Y LAS SALES MINERALES (SAVIA BRUTA)DESDE EL SUELO HASTA LAS HOJAS

absorción de agua y sales

transportepor el xilemade la savia

bruta

hoja

transpiración

evaporación del agua

Ver animación

TRANSPORTE DEL AGUA Y LAS SALES MINERALES (SAVIA BRUTA)DESDE EL SUELO HASTA LAS HOJAS

TRANSPIRACIÓN-ASPIRACIÓN EN LAS HOJAS:

CAPILARIDAD, COHESIÓN Y ADHESIÓN:

PRESIÓN RADICULAR:

4.-LA TRANSPIRACIÓN Y EL INTERCAMBIO GASEOSO

• Necesitan intercambiar oxígeno y dióxido de carbono, con la atmósfera o el suelo.

• No presentan órganos respiratorios especializados como los animales debido a :

1. Tiene muchos espacios extracelulares por los que el gas difunde.

2. La tasa respiratoria es menor en vegetales que en animales lo cual implica menor necesidad de oxígeno.

3. Poca distancia entre las células vivas y la superficie.

• Se produce en los estomas

EL APARATO ESTOMÁTICO

Ostíolo:permite el intercambio de CO2 y O2 con la atmósfera

Célula oclusiva

Célulasacompañantes

o células anejas

• Los estomas son muy abundantes en el envés de la hoja.

• Bajo ellos se encuentra la cámara subestomática.

• El aumento de turgencia de las células oclusivas provoca la apertura del estoma debido a:

Las dos células oclusivas están unidas por sus extremos.

Dichas células presentan su pared celular muy engrosada en su parte media.

BEstado de

mayor turgencia de las células oclusivas (estoma abierto).

AEstado de

menor turgencia de las células oclusivas (estoma cerrado).

APERTURA Y CIERRE DE LOS ESTOMAS

A) Estomas desinchados en una solución de sacarosa muy concentrada. B) Estomas muy turgentes y con el poro muy abierto.

APERTURA ESTOMÁTICA

APERTURA ESTOMÁTICA

En la fotosíntesis, en las células oclusivas:

Disminuye [CO2] y la reacción se desplaza hacia la izquierda, lo que…

Disminuye [H+] en el interior de las células oclusivas (aumenta el pH), lo que…

Activa una enzima amilasa que hidroliza el almidón (insoluble) almacenado y forma glucosa (soluble), lo que…

Aumenta la [glucosa], lo que…Provoca la entrada osmótica de agua del medio más diluido

al más concentrado, (del exterior de las células oclusivas a su interior), lo que…

Hace que las células oclusivas se pongan turgentes lo que…

Induce la apertura del ostíolo del estoma, con lo que…Entra CO2 y sale O2

Reacción central:

CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+

Anhidrasa carbónica

CIERRE ESTOMÁTICO

De noche no se realiza la fase dependiente de la luz (=fase luminosa) de la fotosíntesis y al poco tiempo tampoco la independiente de la luz (=fase oscura o ciclo de Calvin), al agotarse las fuentes energéticas para fijar el CO2 (ATP y NADPH que se sintetiza en la fase dependiente de la luz). La respiración se sigue produciendo, con lo que:Aumenta [CO2], con lo que…La reacción se desplaza hacia la derecha, con lo que…Disminuye el [pH], con lo que…La amilasa se inactiva y el almidón ya no se hidroliza en

glucosa, lo que…Disminuye gradiente osmótico, con lo que…Las células oclusivas pierden agua y turgencia, lo que…Hace que el ostiolo se cierre y no se intercambia ni CO2

ni O2

Reacción central:

CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+

Anhidrasa carbónica

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA APERTURA Y CIERRE DE LOS ESTOMAS

??

??

LENTICELAS En los tallos leñosos el

intercambio gaseoso se realiza a

través de unos orificios llamados

lenticelas

La luz: aumento de [azúcares] en las células oclusivas entrada de agua apertura de estomas durante el día aumento de la transpiración.

El viento: elimina vapor de H2O cerca de la hoja y así aumenta la transpiración a favor de gradiente.

La humedad relativa del aire: si aumenta la humedad atmosférica (aumento de [H2Ovapor]) del aire con respecto a la del interior de la cámara subestomática disminuye la transpiración, ya que disminuye el gradiente de concentración entre el interior y el exterior y se frena la salida de vapor de agua.

La temperatura: el aumento de la temperatura provoca un aumento de la evaporación, y por tanto de la transpiración.

FACTORES QUE AFECTAN A LA VELOCIDAD DE TRANSPIRACIÓN:

EL PROBLEMA DE LA TRANSPIRACIÓN

La transpiración es la pérdida de agua en la planta en forma de vapor.

Es imprescindible para que ascienda la savia bruta y la refrigeración de la planta.

Se produce, en la mayoría de los casos por las hojas, mediante difusión de vapor de agua a través de los estomas.

El calor favorece la cesión de vapor al calentar la superficie foliar y crear un gradiente de vapor desde el interior (cámara subestomática) al exterior.

Es muy intensa:El 98% del agua que llega a las hojas se pierde por

transpiración.Un árbol mediano transpira 5 toneladas de agua durante el

verano.Una hoja de girasol pierde todo su agua cada 20 minutos.

DESHIDRATACIÓN DE LA PLANTA

EL PROBLEMA DE LA TRANSPIRACIÓN: ESTRATEGIAS• La cutícula impermeabiliza la superficie vegetal.

• LA ESTRATEGIA CAM• En algunas plantas adaptadas a la vida en el desierto (plantas CAM o crasuláceas) sólo abren los estomas de noche, cuando la temperatura es menor y la humedad del ambiente es comparativamente alta. Así ahorran hasta un 80% del agua que se perdería por evaporación.

• Por la noche, captan y acumulan dióxido de carbono en forma de ácido málico e isocítrico, sin realizar la fase oscura de la fotosíntesis.

• Durante el día, cuando los estomas están cerrados, estos ácidos liberan el dióxido de carbono y realizan la fotosíntesis.

• Ejemplo: cactus, orquídeas, Aloe vera, nopal o chumbera,…

Plantas CAM

EL PROBLEMA DE LA TRANSPIRACIÓN: ESTRATEGIAS• LA ESTRATEGIA C4:

• En las plantas C4, la formación de estos ácidos y la liberación de CO2 se produce en células diferentes, aunque simultáneamente.

• Los haces vasculares (vasos conductores) están rodeados por unas células llamadas de la vaina, que “bombean” dióxido de carbono hacia el interior.

• Esto hace que se concentre el dióxido de carbono en el interior de la planta, aunque los estomas se abran poco y no pueda entrar, aumentando la eficacia de la fotosíntesis. Ejemplos: maíz, caña de azúcar, amarantos,…

• Una planta CAM pierde de 50 a 100 g de agua por cada gramo de CO2 ganado, comparado con los 250 a 300 gramos de la C4 y los 400 a 500 gramos de la C3 (plantas normales).

Plantas C4

Planta normal (C3)

Planta C4

Plantas C4

¿C3 ó CAM?¿Cuál de las siguientes gráficas representa a

una planta de clima desértico?

A B

¿C3 ó CAM?

LA A

CIERRE ESTOMÁTICO

Tipos de comportamiento estomático que normalmente se presentan en condiciones de sequía o cuando las tasas transpiratorias superan al suministro de agua de las raíces.

GUTACIÓNSi la entrada de agua no se compensa

con la transpiración se produce el fenómeno de gutación típica de climas tropicales, con un alto grado de humedad.

Este puede ser además un mecanismo excretor al eliminar sustancias disueltas en el agua

Luz solar

Cloroplasto

Savia bruta Savia elaborada

Materia orgánica

O2

Sales minerales

CO2

LA FOTOSÍNTESIS

Fase luminosa Fase oscura

La concentración de CO2

La concentración de O2

La temperatura

La intensidad luminosa

Ciclo de Calvin

Otras reacciones

Factores que afectan a la fotosíntesis

Al aumentar la temperatura se incrementa el rendimiento fotosintético, hasta alcanzar una temperatura óptima, a partir de la cual se produce

un descenso considerable de la actividad fotosintética.

El aumento de la intensidad luminosa incrementa la actividad fotosintética hasta alcanzar un valor límite, que depende del tipo de planta.