Nutrición plantas

nutrición en plantas 1º bto.

1. La nutrición de las plantas: Alimentación Degradación y síntesis celular Excreción

2. Nutrición en las plantas Alimentación Degradación y síntesis celular Excreción y secreción Absorción de nutrientes Transporte de savia bruta Fotosíntesis Transporte de savia elaborada Respiración Fermentación

3. Alimentación Absorción de nutrientes Transporte de savia bruta Fotosíntesis Transporte de savia elaborada

4. Absorción de nutrientes inorgánicos Apoplasto : conjunto de espacios intercelulares y de las estructuras vegetales excepto el citoplasma. Simplasto : conjunto de citoplasmas celulares unidos entre sí mediante orificios en las paredes celulares, llamados plasmodesmos . El agua y las sales minerales entran por: Pelos absorbentes El agua por ósmosis Las sales minerales por transporte activo.

5. Vías de circulación para llegar al xilema 1º atraviesan la epidermis Vía simplasto : parte pequeña de agua y gran parte de las sales minerales Pasan de las células epidérmicas a las del parénquima cortical, a la endodermis, al periciclo y por último al xilema. El agua y las sales minerales pasan por los plasmodesmos entre células. Vía apoplasto : La mayor parte del agua y algunas sales minerales Pasan de las células epidérmicas a las del parénquima cortical, a la endodermis, al periciclo y por último al xilema. Circulan por los espacios intercelulares y las paredes celulares (permeables) Las bandas de Caspary los retienen y los desvían hacia la vía simplástica . Savia bruta: es el agua y las sales minerales que se encuentran en el xilema. En el xilema, la concentración de sales es mayor que en el resto de las células. Por ello el agua pasa por ósmosis y las sales minerales por transporte activo (va de células con menor concentración a células con mayor concentración).

6. Plasmodesmo

7. Transporte de la savia bruta La savia bruta asciende de las raíces al resto de la planta. Objeto poroso (arcilla húmeda): se le pone un tubo vertical parcialmente sumergido en un recipiente con agua. La evaporación provoca la ascensión del agua por el tubo. Planta: se le pone un tubo vertical parcialmente sumergido en un recipiente con agua. La transpiración provoca la ascensión del agua por el tubo.

8. Planta: se le pone un tubo sellado vertical parcialmente sumergido en un recipiente con agua. La transpiración no provoca la ascensión del agua por el tubo. Conclusión: existe relación entre la transpiración y el ascenso vertical de la savia bruta.

9. Teoría de cohesión-tensión Explica el desplazamiento del agua desde las raíces a las hojas. Cohesión entre moléculas Tensión que ejerce la transpiración Adhesión: enlaces que se forman entre las moléculas de agua y la superficie de los vasos. Cohesión: unión entre las moléculas de agua por los puentes de hidrógeno. Tensión: la fuerza que produce la transpiración puede llegar a ser hasta de 140 kg/cm 2

10. ¿Cómo funciona la transpiración? Evaporación del agua a través de los estomas Aumento de la concentración de solutos en cámara estomática La ósmosis tira del agua de las células próximas, esto produce el bucle: pérdida de agua-aumento de soluto-aumento de ósmosis. Este proceso llega los vasos del xilema (nervios de las hojas) Tensión que tira de la columna de agua desde las hojas hasta las raíces produciendo el ascenso de las savia bruta. ¿Cómo se pone en funcionamiento la transpiración? Por la energía solar que favorece la evapotranspiración.

11. Problemas en el sistema cohesión-tensión Sistema eficaz si no se rompe. Picaduras de insectos: insectos fitófagos Formación de burbujas de aire Formación de cristales de hielo. ¿Qué ocurre con el agua que entra en los seres vivos? En las plantas se elimina por evapotranspiración aproximadamente el 90% En los animales se guarda y se recicla.

12. Intercambio gaseoso El CO 2 y el O 2 entran en la planta a través de: Estomas Lenticelas Se difunde por los espacios intercelulares. El CO 2 pasa al cloroplasto. Para su uso en la fotosíntesis El O 2 pasa a las mitocondrias. Para su uso en la respiración celular El CO 2 , se usa en la fotosíntesis para la formación de materia orgánica En la respiración celular se produce CO 2 que una parte se usa en la fotosíntesis Entrada de gases Salida de gases: proceso inverso.

13. ¿Cómo funcionan los estomas? Cambios en el tamaño del ostiolo Cambios en la presión de turgencia de las células oclusivas y las acompañantes Las células oclusivas absorben agua de las células adyacentes Aumentan de longitud por la zona dorsal, hinchándose hacia fuera. La microfibrillas tiran de la pared interna Se abre el ostiolo estomático referencia: Carlos González Las células adyacentes absorben agua de las células oclusivas Las células oclusivas se deshinchan Se cierra el poro Ostiolo abierto Intercambio de gases y agua = Ostiolo cerrado No hay intercambio de gases y agua =

14. ¿Cómo se regula en la entrada y salida de agua de las células oclusivas? Luz Por la noche aumenta la respiración y por lo tanto la producción de CO 2 Cierre del estoma Por el día aumenta la fotosíntesis y disminuye el CO 2 Apertura de los estomas CO 2 El exceso de CO 2 en espacios intracelulares provoca: la salida de K + de las células oclusivas La pérdida de agua de las células oclusivas Cierre de los estomas. Temperatura Por encima de los 35ºC se activa la respiración celular Aumento de CO 2 Cierre de estomas CO 2 CO 2

15. Fotosíntesis Fotosíntesis: Transformación de materia inorgánica en materia orgánica con la participación de energía luminosa. Fórmula general: 6 CO 2 + 12 H 2 0 + Sales minerales + luz solar C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6 H 2 6 CO 2 12 H 2 FOTOSÍNTESIS Glucosa C 6 H 12 O 6 Oxígeno 6O 2 Sales minerales Luz solar Proceso anabólico 6 H 2 Reactivos iniciales Productos

16. Fases de la fotosíntesis Fase luminosa Fase oscura No necesita la intervención de la luz. Se realiza en el estroma del cloroplasto. Se utiliza el ATP y el NADPH producidos en la fase luminosa Se producen moléculas orgánicas a partir de la reducción de moléculas inorgánicas (sales minerales y CO2) en el llamado ciclo de Calvin. Las moléculas que se obtienen son ricas en energía y proporcionan el alimento a la planta y a otros seres heterótrofos. Requiere la intervención de la luz . Se realiza en los tilacoides del cloroplasto. Rotura de la molécula de agua con la luz solar (Fotolisis de la molécula de agua) Producción de O 2 , de electrones( e - ) cedidos por el hidrógeno y de protones ( H + ) también cedidos por el hidrógeno Los electrones serán utilizados para sintetizar ATP (almacenar la energía lumínica en química) y una molécula reductora, el NADPH H2O + LUZ ½ O2 + 2 H + + 2 e -

17. Luz solar H 2 Tilacoides Fase luminosa O 2 Fase oscura Estroma ATP NADPH + H + CICLO DE CALVIN ADP + P NADP + CO 2 Moléculas orgánicas Esquema de la fotosíntesis

18. Transporte de la savia elaborada Fuente: órgano vegetal que presenta un exceso de azúcar (tiene más del que consume). Puede ser que la produzca mediante la fotosíntesis o que la almacene. Ejemplos: hojas maduras, raíces y tallos con muchas reservas . Sumidero: órgano vegetal que presenta un déficit de azúcar (tiene menos del que consume). Puede ser el órgano no realice la fotosíntesis o que no produzca suficiente azúcar para realizar sus funciones vitales.. Ejemplos: ápice de la raíz, órganos en formación (hojas creciendo ), flores, órganos de reserva en formación. La savia elaborada contiene principalmente sacarosa (además de otros nutrientes), formados por la fotosíntesis. Circula por el floema (vasos liberianos, tubo criboso), con velocidad media de 1 m/h . Asociada a cada célula del floema se encuentra una célula acompañante que puede ser fuente o sumidero .

19. El parénquima clorofílico fabrica los nutrientes, fotoasimilados , principalmente sacarosa . Los fotoasimilados deben pasar a: Las células acompañantes Los tubos cribosos Carga floemática Vías de acceso Vía simplástica , sin consumo de energía. Por difusión Vía apoplástica , con consumo de energía: Por transporte activo. Se consume ATP Se sacan protones H + del citoplasma para entrar iones potasio K + que arrastran sacarosa ( cotransporte ) Fotoasimilado : molécula que se origina a partir de la fotosíntesis

20. Detalle de la carga del floema I

21. Detalle de la carga del floema II

22. Exceso de solutos en el tubo criboso Entrada de agua por ósmosis desde el xilema Aumento de agua Aumento de presión hidrostática Empuje de la savia elaborada por el floema

23. Descarga floemática La sacarosa pasa del floema a la célula sumidero por dos vías: Apoplástica : en sumideros de almacenamiento , se consume energía . Simplástica : en los sumideros de crecimiento , es por difusión pasiva (mayor concentración de soluto en floema que en sumidero)

24. Salida de agua del floema hacia el xilema, por ósmosis Disminución de la presión hidrostática en el floema. Aumenta la diferencia de presión hidrostática entre fuentes y sumideros. Salida de la sacarosa ( fotoasimilados ) del tubo criboso Desplazamiento de la savia elaborada de las fuentes al sumidero.

25. Degradación de las moléculas fotoasimiladas . Catabolismo Objetivo: obtener energía para garantizar las funciones celulares. ¿Dónde y mediante qué mecanismo? : Mitocondria: la respiración celular aerobia. Citosol : la fermentación. La fórmulas generales son: Para la respiración celular aerobia C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 + 6 H 2 O 6CO 2 + 12 H 2 O + 36 ATP (energía química) Para la fermentación (según el tipo de fermentación) : Alcohólica de la glucosa: C 6 H 12 O 6 + 2 P i + 2 ADP → 2 CH 3 -CH 2 OH + 2 CO 2 + 2 ATP Glucosa Glucólisis Ciclo de Krebs Cadena trasnsportadora de electrones. Con oxígeno Respiración celular 36 ATP Sin oxígeno Fermentación 2 ATP

26. Respiración celular Tiene tres etapas 1. glucolisis : la glucosa se rompe en dos moléculas de ácido pirúvico , se forma el ATP y los protones (H + )y electrones(e - ) que se desprenden van a parar al NAD + para dar NADH (molécula reducida). Se desarrolla en el citosol . 2. Ciclo de Krebs : el ácido pirúvico entra en la mitocondria y se oxida a CO 2 , ser forma ATP y se liberan electrones que se usan para formar el NADH. Se realiza en la matriz mitocondrial. 3. Transporte de electrones: El NADH cede los electrones a una cadena de proteínas. Éstas se los dan al que se reduce a . El traspaso de electrones hace que una parte de la energía se pierda en forma de calor y otra se acumule en el ATP. Se desarrolla en la membrana mitocondrial interna.

27. Cualquier tipo de molécula puede sufrir procesos catabólicos para obtener energía a partir de ella en el ciclo de krebs . Cualquier tipo de molécula puede ser transformada en Acetil-CoA y pasar al ciclo de Krebs .

28. Interrelación fotosíntesis-respiración

29. Síntesis de moléculas complejas. Anabolismo. Para las reacciones anabólicas se utiliza la energía acumulada en el ATP Glucosa Almidón: polisacárido de reserva Celulosa: polisacárido estructural Aminoácidos Proteínas: forman parte de las membranas celulares, y de los orgánulos celulares o actúan como enzimas Ácidos grasos Fosofolípidos : forman parte de las membranas celulares y organulares Nucleótidos Ácidos nucleicos : el ADN y el ARN

30. EXCRECIÓN Y SECRECIÓN Expulsión de sustancias que proceden el metabolismo celular. Posteriormente estas sustancias pueden ser utilizadas. Excreción. Sustancia perjudicial para la planta Secreción. Sustancia beneficiosa para la planta Las plantas no presentan aparato excretor. Mecanismos de eliminación : A través de los estomas y lenticelas . Almacenaje en vacuolas o en espacios intercelulares en órganos concretos , por ejemplo en una hoja. Cuando se desprende la hoja o la estructura en la que lo guardaba, se libera de los productos de desecho.

31. Resina-ámbar Aroma de las flores Ejemplos de secreción: Gases : el CO 2 y el O 2 . El primero, formado en la respiración celular (ciclo de krebs ), es reutilizado en la fotosíntesis (ciclo de Calvin) y el segundo, formado en la fotosíntesis (fotolisis) es reutilizado en la respiración celular. El etileno , gas que actúa como hormona vegetal para la maduración de los frutos. Líquidos : el agua formada en los procesos catabólicos (respiración celular) se utiliza de nuevo en la fotosíntesis (proceso anabólico). Aceites esenciales (menta, lavanda, eucaliptus) , resinas , látex (caucho), etc. Sólidos : como los cristales de oxalato cálcico .

32. Otras maneras de nutrirse las plantas Plantas carnívoras Son autótrofas Capturan invertebrados para obtener nitrógeno y fósforo de sus proteínas. Los insectos quedan atrapados en las secreciones de los pelos glandulares que además presentan enzimas que digieren a la presa y posteriormente absorbe dichos nutrientes.

33. Plantas parásitas Algunas de ellas no tienen clorofila y se tienen que alimentar directamente de otra planta. Plantas semiparásitas El muérdago es autótrofo pero necesita tomar la savia bruta de otra planta para obtener el agua y las sales minerales.

34. Micorrizas Simbiosis entre hongo y raíz de planta. El hongo rodea la raíz y favorece la absorción de sales minerales. La planta suministra al hongo materia orgánica.

35. Bacteriorrizas Simbiosis entre planta y bacterias que son capaces de fijar nitrógeno. Ejemplo: Planta: leguminosas Bacteria: Rhizobium Las bacterias entran en los pelos absorbentes de la planta y fijan el nitrógeno atmosférico , esto le permite formar aminoácidos . La planta aporta a la bacteria materia orgánica y agua.