11 nutrición plantas
TRANSCRIPT
Tema 11:
La nutrición deLa nutrición de las plantas las plantas
LA FUNCIÓN DE NUTRICIÓNLA FUNCIÓN DE NUTRICIÓNLa nutrición es el proceso por el cual las plantas obtienen la materia y la energía que necesitan para formar sus propias estructuras y realizar sus funciones vitales.
NUTRICIÓN DE LAS PLANTASNUTRICIÓN DE LAS PLANTAS Las plantas son organismos eucariotas, pluricelulares, aerobios y
fotosintéticos.
FOTOSÍNTESIS: proceso anabólico que permite la síntesis de materia orgánica a partir de materia inorgánica (agua, sales minerales, dióxido de carbono) y una fuente de energía externa, la luz solar.
RESPIRACIÓN AERÓBICA: proceso catabólico que precisa oxígeno y permite obtener energía a partir de materia orgánica (glucosa) sintetizada durante la fotosíntesis.
FASES DE LA NUTRICIÓNFASES DE LA NUTRICIÓN
1. Absorción de agua y sales minerales por la raíz.
2. Transporte por el xilema de la savia bruta (agua y sales minerales)
3. Intercambio de gases.4. Fotosíntesis.5. Distribución de savia elaborada por
el floema (agua con biomoléculas)6. Respiración.7. Eliminación de productos de
desecho.
1.- Absorción por la raíz1.- Absorción por la raíz
Los nutrientes son absorbidos por los pelos absorbentes de la zona pilífera de la raíz.
Los pelos absorbentes son células epidérmicas modificadas.
Los nutrientes atraviesan los distintos tejidos de la raíz hasta llegar al xilema.
1.- Absorción por la raízABSORCIÓN DE AGUA:
Como la concentración de solutos del interior de las células vegetales es mayor que la del suelo, mediante el proceso de ÓSMOSIS, el agua entra en las células epidérmicas de la raíz desde el suelo, sin dejar paso a los solutos.
Si una planta se encuentra en un suelo muy salino, el flujo de agua se invierte.
Se calcula que el 90% del agua que absorben las plantas a través de las raíces se pierde por transpiración.
1.- Absorción por la raízABSORCIÓN DE LAS SALES MINERALES:
De los 60 elemento químicos encontrados en los tejidos vegetales, 16 de ellos son macronutrientes (carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno…) que son esenciales para el crecimiento de las plantas. El resto de los elementos, denominados micronutrientes, se precisan en cantidades mínimas para un crecimiento normal del vegetal.
Las sales minerales presentes en el suelo solo pueden ser absorbidas en agua en forma de aniones y cationes.
Estas entran en las células de la raíz por transporte activo, en contra de gradiente de concentración, lo que requiere un gasto energético en forma de ATP. Este transporte lo realizan proteínas transportadoras que existen en las membranas celulares denominadas ATPasas.
2.- Transporte de la savia bruta2.- Transporte de la savia bruta
El agua y las sales minerales forman la savia bruta, que asciende por el xilema a grandes alturas (hasta 100 m) sin gasto de energía.
Mecanismos de transporte:
Transporte en la raíz desde la epidermis hasta el xilema.
Transporte por el xilema hasta las hojas.
2.1.- Transporte desde la epidermis hasta el xilema:
El transporte de savia bruta en la raíz se realiza mediante dos mecanismos:
Vía simplásticaVía apoplástica
VÍA SIMPLÁSTICA:
Atravesando los citoplasmas, pasa de célula a célula por los plasmodesmos de las células de las distintas capas que forman la raíz, hasta llegar al xilema.
VÍA APOPLÁSTICA:
El agua y las sales minerales que entran en las células epidérmicas de la raíz salen de ellas y circulan por los espacios intercelulares hasta llegar a la endodermis.
En la endodermis existe la banda de Caspari, impermeable, que obliga a la solución salina a entrar en las células y continuar el recorrido hasta el xilema por vía simplástica.
2.2.- Transporte por el xilema hasta las hojas:
Una vez que el agua y las sales minerales han alcanzado el xilema, el transporte de la savia bruta hasta las hojas (en contra de la gravedad) se produce por la acción combinada de tres efectos físicos que no requieren gasto de energía:
Presión radicular Transpiración (tensión -succión desde las hojas) Fuerzas de adhesión - cohesión
Presión radicular:
La diferencia de concentración de solutos entre la raíz y el suelo produce una entrada continua de agua por ósmosis en la raíz, desde los pelos absorbentes hasta los vasos leñosos, donde el agua genera una presión radicular que empuja el líquido hacia arriba.
Esta presión colabora con otros mecanismos para provocar el ascenso de la savia bruta ya que por sí solo no es suficiente para explicar el ascenso en árboles.
Transpiración (tensión, succión desde las hojas):
Cuando las hojas pierden agua por el fenómeno de la transpiración, en sus células la concentración de solutos aumenta, lo que provoca la entrada de agua por ósmosis, es decir, favorece la absorción a través de las raíces.
Se genera una fuerza de tensión, que tira de todas las moléculas que forman la columna de agua que llena los vasos leñosos.
Fuerzas de adhesión-cohesión:
La elevada fuerza de adhesión que experimentan las moléculas de agua sobre las paredes del xilema genera capilaridad, que es la capacidad de una columna de agua de ascender por un tubo muy fino.
La elevada fuerza de cohesión existe entre las moléculas de agua contiguas hacen que se atraigan entre sí con fuerza, debido a los enlaces de hidrógeno.
3.- Intercambio de gases:3.- Intercambio de gases:Las plantas intercambian con el medio dióxido de carbono y oxígeno.
El intercambio de realiza a través de:
LOS ESTOMAS: son la vía más importante de entrada de gases, los cuales una vez en su interior, se disuelven en agua y son transportados a cualquier parte de la planta a través del floema.
LOS PELOS RADICALES: sirven de vía de entrada a los gases que están disueltos en el agua que se absorbe del suelo.
LAS LENTICELAS: aberturas que se encuentran en las paredes de los tallos leñosos y suponen una tercera vía de entrada de gases.
Mecanismo de apertura y cierre de los Mecanismo de apertura y cierre de los estomas:estomas:
Los estomas son grupos de dos células clorofílicas con forma arriñonada, denominadas células oclusivas que dejan un espacio entre ellas denominado ostiolo.
3.- Intercambio de gases:
•DURANTE EL DDURANTE EL DÍÍAA: al realizar la fotosíntesis, la planta consume dióxido de carbono y libera oxígeno que van a las células del mesófilo, donde será utilizado por los cloroplastos en las reacciones del Ciclo de Calvin.
Durante la respiración se necesita oxígeno y se libera dióxido de carbono. Durante el día, este intercambio se minimiza puesto que las mitocondrias emplean parte del oxígeno producido en la fotosíntesis y los cloroplastos captan parte del CO2 desprendido en la respiración.
3.- Intercambio de gases:APERTURA Y CIERRE DE ESTOMASAPERTURA Y CIERRE DE ESTOMAS: depende de
Dióxido de carbono: si en los espacios intercelulares la concentración es elevada, se produce el cierre de los estomas.
Disponibilidad de agua: el contenido hídrico del suelo y la planta afecta a la apertura de los estomas. Si la absorción de agua no puede compensar las pérdidas por transpiración, llegará un momento en el que las células oclusivas perderán turgencia y el estoma se cerrará.
La intensidad luminosa: A más luz, mayor abertura de los estomas.
La temperatura: A mayor temperatura, mayor apertura para aumentar la transpiración. Ésta permite la absorción de agua por succión.
Solutos: La luz activa la entrada de iones K+ en las células oclusivas, entra agua por ósmosis y el estoma se abre.
4.- Fotosíntesis:4.- Fotosíntesis:
4.- FASE LUMINOSA:
Ocurre en presencia de la luz.
Intervienen moléculas de clorofila.
Se produce en los tilacoides de los cloroplastos.
Se forman ATP (energía) y NADPH (poder reductor), que se utilizarán en la fase siguiente.
4.- FASE OSCURA:
Ocurre en el estroma del cloroplasto. No es imprescindible la luz.
Se utiliza el ATP y el NADPH para sintetizar materia orgánica (principalmente hexosas, pero también otras moléculas) a partir de CO2.
El conjunto de reacciones por las que el CO2 da lugar a glucosa se llama ciclo de Calvin.
5.- Distribución de la savia elaborada por el 5.- Distribución de la savia elaborada por el floema:floema:
Mecanismo de transporte: FLUJO DE PRESIÓN
En los órganos fotosintéticos los glúcidos salen del citoplasma como sacarosa.
Ésta entra en los tubos cribosos por transporte activo. Al aumentar la concentración de sacarosa, entra agua en el vaso por ósmosis, procedente del xilema generándose un aumento de la presión hidrostática en el interior de los tubos que provoca el transporte de la savia elaborada hacia las zonas de menor presión (órganos consumidores).
Un vez que llega a las zonas consumidoras, la sacarosa sale del tubo criboso (floema) y es utilizada y el agua retorna al xilema por ósmosis generando una presión hidrostática negativa, que sigue generando el transporte de sabia elaborada.
La diferencia de presión del agua crea la corriente de flujo. La velocidad de transporte puede llegar a los 2 m/h.
6.- Respiración celular:6.- Respiración celular:
Proceso catabólico de descomposición de moléculas orgánicas hasta CO2 y H20.
La energía liberada se utiliza para sintetizar ATP.
Tiene lugar en las mitocondrias.
Las plantas degradan almidón en moléculas de glucosa, y éstas se degradan para obtener energía.
7.- Eliminación de los productos de desecho:7.- Eliminación de los productos de desecho:
7.- Eliminación de los productos de desecho:7.- Eliminación de los productos de desecho:
Sustancias que las plantas segregan al exterior:
AGUA: Transpiración: Eliminación de vapor de agua por los estomas de las hojas. Permite la regulación térmica, y asegura la circulación de la savia bruta desde las raíces hasta las hojas por un proceso de succión.
SUSTANCIAS NITROGENADAS: Producen poca cantidad, no necesitan órganos diferenciados para su eliminación. Pueden transformarlas en distintos compuestos y almacenarlos en tallos y raíces, o en vacuolas de las células, como cafeína o nicotina.
OTRAS SUSTANCIAS:Pigmentos como los antocianos, carotenos y xantofilas se acumulan en órganos coloreados. Resinas o sustancias volátiles como el mentol o el limoneno. Las plantas halófilas tienen glándulas secretoras de sal.
