Obtención de Alimento en Vegetales: Intercambio de Materia y Energía

Intercambio de Materia y Energía

Nutrición: conjunto de procesos de naturaleza fisicoquímica mediante los cuales un organismo transforma e incorpora a sus propias células las sustancias que forman parte de los alimentos.

Autótrofos: incorporan materia inorgánica del medio y elaboran compuestos orgánicos. Pueden ser:

Fotosintéticos: obtienen la energía de la luz solar.
Quimiosintéticos: obtienen la energía de la oxidación de compuestos inorgánicos.

Heterótrofos:

Obtienen la materia de compuestos orgánicos ya elaborados por otros organismos.
Obtienen la energía de la degradación de compuestos orgánicos.

Procesos implicados en la nutrición: Incorporación de materia, digestión del alimento, intercambio de gases, transporte, metabolismo, excreción.

Incorporación de Nutrientes

Organización talofítica: toman los nutrientes directamente del medio a través de la membrana de la célula.

Organización cormofítica: presentan estructuras especializadas adaptadas a la absorción y el transporte en el medio terrestre.

Estructura de un Vegetal con Organización Cormofítica

Hojas: Compuestos inorgánicos se transforman en compuestos orgánicos.
Raíces: Absorben el agua y las sales minerales.
Tallo: Circula el agua y las sales minerales disueltas y los productos de la fotosíntesis desde las hojas hasta el resto de la planta. En el interior de tallos y raíces está el sistema vascular que forman el xilema y el floema y transportan sustancias necesarias para la nutrición.

Incorporación del agua y las sales minerales: El agua y las sales minerales disueltas forman una capa que rodea las partículas del suelo incorporándose a la planta a través de los pelos radicales.

El agua penetra en la raíz por ósmosis.
Las sales mediante un sistema de transporte activo que se realiza en contra de un gradiente de concentración y requiere aporte de energía. Se efectúa por medio de proteínas transportadoras localizadas en la membrana.
CO₂ y O₂ por estomas.

La Raíz en la Nutrición

Epidermis: capa que cubre la superficie de las raíces jóvenes, absorbe el agua y las sales minerales del suelo y protege los tejidos internos.

Cortex: ocupa la mayor parte de la raíz y está formado por:

Parénquima cortical: células con muchos espacios que permiten la circulación de gases.
Endodermis: capa más interna del parénquima cortical, formada por un estrato de células sin espacios intercelulares entre ellas, presentan un engrosamiento de suberina denominada banda de Caspari que condiciona el paso del agua y las sales disueltas.

Periciclo: se encuentra dentro de la endodermis y da origen a las raíces laterales.

Cilindro vascular: formado por tejidos conductores, el floema (constituido por vasos liberianos) y el xilema (constituidos por vasos leñosos). La raíz tiene dos funciones: fijar firmemente la planta al suelo y almacenar sustancias de reserva.

Vías de entrada de nutrientes:

Vía simplástica: una parte del agua y la mayoría de sales minerales circulan por el interior de la raíz. Pasan a través de las membranas plasmáticas y de los plasmodesmos.
Vía apoplástica: la mayor parte del agua y una parte de las sales minerales circulan por el interior de la raíz a través de las paredes celulares y de los espacios intercelulares, hasta llegar a la endodermis.

Transporte de la Savia Bruta

El conjunto de agua y sales minerales que llegan al xilema se llama savia bruta y se transporta hasta los vasos leñosos para usarse en la fotosíntesis.

Mecanismo tensión-adhesión-cohesión:

Presión radicular: Las células de la raíz tienen una concentración de solutos mayor que la del agua del suelo y penetra en la raíz por ósmosis. La continua entrada produce una presión radicular que es suficiente para que la savia bruta ascienda por el tallo de plantas de escasa altura.
Transpiración: ocurre en las hojas y consiste en la pérdida de agua por evaporación. Al aumentar la transpiración aumenta la absorción. La pérdida de agua por evaporación produce una fuerza capaz de absorber el agua en la raíz y llevarla por el xilema hasta las hojas.
Tensión-Cohesión: Las moléculas de agua están unidas entre sí por enlaces de hidrógeno, esto permite una cohesión y una tensión elevada. Interviene la adhesión de las moléculas de agua a las paredes de los finísimos vasos leñosos.

Intercambio de Gases

Se realiza a través de tres vías:

Estomas: vía más importante de entrada de gases.
Pelos radicales: vía de entrada a los gases disueltos en agua.
Lenticelas: aberturas que se encuentran en las paredes de los tallos leñosos y suponen una tercera vía de entrada de gases.

Apertura y cierre de estomas:

Apertura: el agua procedente de celulas adyacentes llega a las ccelulas oclusivas que se vuelven turgentes y sus paredes se comban. Entran iones de k+ y disminuye la concentracion de CO2. Cierre: Las celulas oclusivas pierden agua, se vuelven flacidas, salen iones de k+ y aumenta la concentracion de CO2. 6.Captacion de la luz: Estrucutra de las hojas: son finas, alargadas y numerosas. Su interior esta formado por: -Parenquima: formado por celulas con cloroplastos. La zona mas luminada es la empalizada. Las celulas que forman el parenquima lagunar se localizan en el enves de las hojas dejando grandes huecos comunicados con el exterior por estomas. -Tejidos conductores: Encargados del transporte. Xilema: vasos leñosos. Floema: Vasos liberianos. Ambos forman una red de nervios que cubre la hoja. Se asegura que ninguna de las celulas quede lejos del sist. de transporte. Importancia de la fotosintesis: Se transforma la materia inorgánica en materia orgánica, se transforma la energía luminosa en energía quimica, el oxígenos se libera como un producto residual.7.Factores ambientales y fotosintesis.: los principales factores ambientales que influyen en la fotosintesis son: la coordinacion de CO2, la concentracion de oxígeno, la intensidad luminosa, el tiempo de iluminacion o el fotoperiodo, la humedad y la temperatura. Influencia de la concentracion de CO2: la actividad fotosintetica aumenta a medida que el CO2 aumenta, hasta llegar a un limite a partir del cual ya no influye y el rendimiendo fotosintético se estabiliza. Influencia de concentracion de O2: En cuanto mayor es la concentracion de O2 ambiental, la cantidad de CO» asimilado es menor. 8.Transporte de los productos de la fotosintesis. durante la fotosintesis, la savia bruta (Agua sales minerales), se transforma en savia elaborada (materia orgánica) y es transportada a toda la planta a traves de los vasos del floema (translocacion). Hipotesis del flujo por presion: 1. en la fuente la savia elaborada se desplaza hacia las celulas acompañantes. 2. desde la celula acompañante se desplaza a las celulas del tubo criboso a traves de los plasmodesmos. El aumento de solutos produce un incremento de concentracion, el potencial hidrico disminuye y el agua entra por osmosis. Esto produce un incremento de la presion hidrostatica lo que hace que la savia elaborada se desplace hacia los sumideros. 3. Los solutos salen de los vasos cribosos y al perderse azucar, el potencial hidrico aumenta, entonces el agua sale por osmosis y entra en las celulas de alrededor. Esta perdida hace que la presion hidrostática se reduzca en los vasos cribosos de los sumideros. 9. otras formas de nutricion en vegetales: Plantas simbioticas: Viven asociadas a otros organismos como bacterias u hongos obteniendo un beneficio mutuo. Plantas parasitas: Viven a expensas de otra planta, de la que obtienen nutrientes necesarios para su supervivencia. Plantas carnivoras: Son fotosinteticas que obtienen una parte del Nitro. y las sales minerales de animales pequeños