FISIOLOGÍA Y ESTRUCTURA DE PLANTAS (varios capítulos

Dr. Fernando J. Bird-Picó
Plantas-1
FISIOLOGÍA Y ESTRUCTURA DE PLANTAS
(varios capítulos)
TEJIDOS VEGETALES
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Estructura vegetal: Raíces, Tallos, Hojas, Flores y Frutos
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Por lo general, el sistema radical se encuentra debajo del sustrato. El resto de la planta
(tallos, hojas, flores y frutos) se encuentran sobre el sustrato. Ambos están conectados
entre sí pues la planta necesita materiales de ambos ambientes: aire y tierra.
• Células: varios tipos en las plantas
• Tejidos: compuestos de células similares en estructura y función
• Órganos: compuestos de diferentes tejidos
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Tejido simple:
compuesto de un solo tipo de célula
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Tejido complejo:
compuesto de más de un tipo de célula
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Tres tipos de tejidos en las plantas: Fundamental, vascular y dermal
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Tejido Fundamental: Forma la mayor parte del cuerpo de las herbáceas. Se compone
de parénquima, colénquima y esclerénquimas. Estos tres tipos de células se diferencian
por la estructura de su pared celular.
Parénquima: Paredes primarias delgadas. Función de almacenamiento y secreción de
aceites, almidón, agua y sales minerals. También en la fotosíntesis
Están vivas cuando al madurar el tejido en donde se encuentran
Colénquima: Paredes primarias de grosor variable. Provee apoyo estructural en órganos
vegetales blandos o suaves. Estan vivas al madurar el tejido en donde se
encuentran, pero las esquinas de sus paredes primarias son gruesas
Esclerénquima: Pared primaria y secundaria gruesas. Pared secundaria rica en lignina.
Especializadas para el apoyo structural. Al madurarse en el tejido en que
se encuentran, usualmente se mueren. Esclereidas son cortas y cúbicas, en
cáscaras de nueces y la pepa de frutas pétreas. Fibras son alargadas y se
encuentran en grupos, en la madera y corteza de angiospermas
CAPITULO 35
RAÍCES Y NUTRICIÓN EN PLANTAS
Raíces
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Función es aumentar el área de absorción. Todo lo que la planta necesita entra por las raíces,
a excepción de O2, CO2, y luz.
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Hay diferentes adaptaciones: profundas y gruesas, superficiales y extensas, etc.
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raíces gruesas: leñosas como el tronco, cubiertas por corcho y lenticelos: intercambio de
gases.
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raíces pequeñas y delgadas: cubiertas solamente por la epidermis: hay células modificadas
para formar pelos radicales. Ejemplo lo es el centeno: a los 4 meses de edad, su sistema
radical poseía un área de superficie de 639 m2, unas 130 veces más que el área superficial de
las hojas y tallos. Unos 14 millones de pelos radicales, que median unos 500 kilómetros de
longitud.
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pelos radicales: absorben agua y minerales, pasan del citoplasma de una célula a otra hasta
el centro de la raíz, donde están los haces vasculares.
Dr. Fernando J. Bird-Picó
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Plantas-2
corteza: células de parénquima, no hay cloroplastos. Su función es la de almacenar almidón
y otras sustancias orgánicas.
endodermis: sus células son compactas y están impregnadas de cera ==> Cinta de
Caspary: impermeable al agua. Controla el flujo de agua y minerales. Ejemplo: en los
mangles, viven en agua salina: la savia del xilema tiene menos (-) sal que el agua del
exterior: regula el paso de sales. La presión de transpiración hala el agua solamente, la sal
que entra se excreta por glándulas en las axilas de las hojas.
plantas terrestres: bombean sales por transporte activo, el agua le sigue por osmosis.
Respiración Radical: O2 tiene que estar disponible, o se mueren las células en la raíz: si
esto ocurre, no hay transporte. Si hay mucha agua, no hay aire en el suelo.
plantas acuáticas: lotos y lirios de agua: estomas dorsales en vez de ventrales. Los tejidos
son mas esponjosos, para la flotación, de forma tal que no necesitan soporte. De la misma
forma llevan aire a las raíces. Algunos insectos parásitos de la raíz dependen de este aire
para sobrevivir.
Mangle: las raíces poseen pneumatóforos fuera del agua para obtener aire.
Cipreses: raíces extensas sobre el suelo para sostener el árbol: apuntalamiento o contrafuerte
("butresses").
Capítulo 36
XILEMA [pp.786-790]
Cada mol de agua tiene que ser llevado a la corona del árbol; esto ocurre a una velocidad de
75 cm/minuto. La planta de por sí transpira una gran cantidad de agua.
El agua es retenida en el suelo por fuerzas capilares; por esta razón el árbol tiene que recoger
agua de una gran área alrededor de la planta: sistema radical complejo.
Se absorben minerales en la raíz por transporte activo; se crea un gradiente osmótico: capa
cerosa en la endodermis no deja que salgan los iones; el agua se mueve siempre hacia la raíz=
presión de raíz. Si el suelo tiene mucha cantidad de agua y oxígeno para respiración
(produce ATP), la presión de raíz es suficientemente fuerte para empujar esa columna de agua
hacia las hojas de las herbáceas y ciertos arbustos: gutación--> gotas de savia del xilema
(minerales y agua). Ver Fig 36.9 (página 787)
Árboles: no es suficiente esta presión de raíz.
La cohesión de las moléculas de agua entre sí y la adhesión a las paredes: vasos del xilema
son muy delgados, y las moléculas están formando una hilera continua desde la raíz hasta las
hojas. Cuando se evapora en las hojas, se reemplaza molécula por molécula.
Si se rompe esta continuidad, no funciona; si se congela en invierno, se disipa gas y se
interrumpe. xilema: traqueidas y vasos tienen poros laterales: se re-dirige el flujo alrededor
de la interrupción.
FLOEMA [pp. 793-796]
El floema es un tejido vivo y activo. El mecanismo de presión-flujo se ha investigado gracias
a la presencia de insectos chupadores de savia: áfidos, herramienta muy útil.
La savia se compone de 30% de materia orgánica, tales como disacáridos (sacarosa), amino
ácidos y otras substancias que son transportadas a razón de 200 cm/hora (por estudios
radioactivos).
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Plantas-3
Las azúcares se sintetizan durante el día en el parénquima de las hojas y se transporta a otros
tejidos por translocación: a los tubos cribosos (sieve cells), en donde harán los mismos
hipertónicos. El floema absorbe agua de los tejidos de la hoja, y por lo tanto, en el floema de
la hoja vamos a encontrar una alta presión hidrostática que ocasiona flujo hacia abajo.
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A medida que los tejidos absorben los carbohidratos, el floema se vuelve hipotónico y pierde
agua por osmosis. Como esto ocurre verticalmente, acelera el flujo de la savia.
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Este flujo no siempre es hacia abajo: en la primavera, este flujo es opuesto, desde las raíces y
tronco hacia las hojas. También se transportan otras substancias en este tejido.
Capítulo 37
NUTRICIÓN EN PLANTAS
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elementos esenciales: la planta no puede completar su ciclo vital si no posee los mismos.
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MACRONUTRIENTES: Necesarios para el metabolismo de las plantas, y estas los
requieren en grandes cantidades.
nitrógeno:
en forma de nitrato; para los ácidos nucleicos y las proteínas, y la clorofila.
Cuando hay deficiencia de este, la planta se pone amarilla; cuando hay exceso
del mismo, la planta produce crecimiento exuberante, pero no florece ni
produce frutos.
+
Potasio (K ): mantiene potencial de las membranas, necesario para el funcionamiento de
ciertas enzimas, y para el mecanismo de abrir y cerrar las estomas.
Deficiencia produce clorosis: se pone amarillenta la hoja.
Fósforo (P): para los ácidos nucleicos, fosfolípidos y el ATP. Si la planta no lo tiene, no
florece, produce frutas y se detiene el desarrollo de las raíces.
Azufre (S): Para los amino ácidos cisteina y metionina que son importante en las proteínas
vegetales.
++
Calcio (Ca ): Forma parte de la lamela (pectina) medial en la pared celular; para el
crecimiento y división celular normal; en las raíces para el gravitropismo.
Magnesio (Mg): Parte integral de la clorofila y acción enzimática (cofactores). Deficiencia
del mismo produce clorosis, ya que no hay suficiente magnesio para sintetizar
clorofila.
MICRONUTRIENTES: Se necesitan en cantidades menores.
Hierro (Fe): para los citocromos y las ferredoxinas; para la síntesis de clorofila.
Boro: la función es desconocida, envuelto en transporte a través de la membrana y la
utilización de calcio. Si se le priva a la planta del mismo, hay deformaciones.
Zinc: en las enzimas que actúan en la respiración celular; para producir el amino ácido
triptófano (las auxinas se derivan de este); y las polimerasas del DNA (síntesis de
DNA).
Manganeso: cofactor de enzimas en metabolismo oxidativo y en metabolismo de
nitrógeno.
Cloro: balance iónico, junto con el potasio; envuelto en las reacciones lumínicas de
fotosíntesis.
Molíbdeno: para fijar nitrógeno en bacterias; si se provee nitrato artificial, no hace falta.
Cobre: componente de enzimas y citocromos; en fotosíntesis.
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Plantas-4
Ciclos ecoquímicos o biogeoquímicos: Los nutrientes se reciclan continuamente en la biosfera;
algunos ciclos son relativamente cortos, mientras que otros toman miles, quizás millones de años.
Composición el Suelo
Suelo: espacios microscópicos que están libres: potencialmente pueden tener aire o líquido. El agua
es drenada por gravedad; el resto es atraída por fuerzas capilares del suelo que la retiene. Disuelve
iones minerales y forma lo que se llama la solución de suelo.
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Cuando el suelo está lleno a capacidad de agua que puede retener por fuerzas capilares se le
llama la capacidad de campo de dicho suelo.
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El suelo está compuesto principalmente de 5 materiales: minerales inorgánicos, materia
orgánica, microorganismos del suelo, aire del suelo, y agua en el suelo. La cantidad de cada
uno de estos materiales con relación a los demás determina las características físicas y
químicas de ese suelo en particular. Estas características finalmente determinan el tipo de
vegetación que ese suelo puede sustentar.
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Textura: depende del tamaño de las partículas inorgánicas
arena, arenilla ("silt"), y arcilla. La arcilla es importante, ya que sus cargas negativas
retienen los cationes importantes para la nutrición de las plantas (intercambio de cationes).
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Los minerales disueltos en esa solución de suelo entran a la raíz de una de tres formas:
1) absorción activa: por los pelos radicales. Pasa de célula a célula hasta llegar a la
endodermis. Allí tiene que ser absorbida de nuevo, pues no hay conexión
citoplásmica entre las células de parénquima de la corteza con la endodermis: esta
forma de absorción se le llama la ruta del simplasto.
2) Imbibición: por la epidermis (espacios intercelulares), entre las células de la corteza sin
penetrar el citoplasma de las mismas. Llegan hasta la endodermis. El agua se
absorbe selectivamente. Esta es la ruta del apoplasto.
3) Hongos: algunos viven en las raíces, y absorben los minerales del suelo mejor que las
raíces. Luego le pasan estos minerales a las células de la raíz. Esta asociación
se le llama Micorrizas.
Los nutrientes se intercambian: la planta puede inducir cambios en el suelo y el pH del mismo.
La distribución de las plantas en la biosfera se debe a combinación de factores edáficos y climáticos.
Capítulo 38
DESARROLLO DE LA FRUTA
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Inicialmente por la producción de auxina en la semilla en desarrollo o por el polen
que
fecunda a la flor.
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La semilla no es necesaria para el desarrollo de la fruta siempre y cuando se provean
auxinas en forma artificial:
– 1) por mutación: frutas partenocárpicas: incapaces de reproducción como el
guineo y la china "navel": descubierta en Brasil en el siglo XIX, por mutación.
– 2) artificialmente: rociándoles auxina en la flor no fecundada
[modificada por última vez el 14 de marzo de 2016]