Tema9 plantas

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Tema9 plantas

  1. 1. I.E.S. Ricardo Bernardo Dpto. Biología y Geologíahttp://biologiageologiaiesricardobernardobelenruiz.wordpr ess.com/1o-bachiller/biologia-1º-bachillerato// Belén Ruiz
  2. 2. CARACTERÍSTICAS DE UN SISTEMAUn sistema es un conjunto de elementos relacionados entre sí de manera que sus interacciones le dotan de una entidad propia.UN SISTEMA SE CARACTERIZA PORQUE: • Está integrado por un conjunto de elementos que... CRITERIOS PARA IDENTIFICAR UN SISTEMA • Que puedan diferenciarse en él sus elementos. …establecen relaciones • Que posea características mutuas (interacciones), las propias que no se limiten a la cuales modifican de alguna suma de las de sus manera a los elementos integrantes. que intervienen. • Que ocurra un cambio apreciable en su comportamiento si se elimina uno de sus componentes Poseen una entidad propia que o se reemplaza por otro diferente. le confiere unas características nuevas, o propiedades emergentes.
  3. 3. Tipos de sistemasUn sistema puede intercambiar con su entorno energía, materia, o información, en funciónde lo cual se diferencian dos tipos básicos. En ocasiones se distingue un tercer ABIERTOS CERRADOS tipo de sistema que se trata de un modelo teórico ya que ningún sistema real lo es. SISTEMA AISLADO ? No intercambia con su Intercambian materia y entorno ni materia, ni Intercambian solo energía energía con su energía, ni información. con su entorno. entorno.
  4. 4. LOS SERES VIVOS COMO SISTEMAS Un ser vivo se considera un sistema que intercambia materia y energía con el medio que le rodea. Parte de esa Luz (energía energía es luminosa)utilizada por los Materia inorgánica La energía que recibe organismos nuestro planeta procede del fotosintéticos Sol (Energía luminosa). para fabricar materia Calor orgánica a partir de La energía química materia que los seres vivos inorgánica. extraen de la Materia orgánica materia orgánica la (Energía química) emplean para Los seres vivos llevar a cabo sus son sistemas actividades. abiertos porque Finalmente parte intercambian de esa energía se materia y energía remite al espacio con el medio que exterior en forma les rodea. Materia inorgánica de calor.
  5. 5. 1. LA NUTRICIÓN COMO INTERCAMBIO DE MATERIA Y ENERGÍA Se denomina nutrición al conjunto de procesos mediante los cuales un organismo intercambia materia y energía con el medio que le rodea. Los organismos se pueden clasificar según su tipo de nutrición. PROCESOS IMPLICADOS EN LA NUTRICIÓN ORGANISMOS • Ingestión de alimento AUTÓTROFOS HETERÓTROFOS • Digestión del alimento Incorporan materia Utilizan como fuente de inorgánica del medio materia compuestos • Intercambio de gases con la que fabrican su orgánicos elaborados materia orgánica. por otros organismos. • Transporte de los nutrientes FOTOSINTÉTICOS Obtienen la energía de la luz. • Metabolismo QUIMIOSINTÉTICOS Obtienen la energía de oxidación • Excreción de compuestos inorgánicos.
  6. 6. 2. LA INCORPORACIÓN DE NUTRIENTES EN CORMOFITAS Los vegetales de organización cormofítica tienen estructuras especializadas para la absorción y el transporte de los nutrientes: raíces, hojas y tallos. Luz HOJA Floema Xilema Gases atmosféricos TALLO Pelos H2O radicales Sales RAÍZ minerales
  7. 7. Procesos implicados en la nutrición1. Incorporación de la materia. Inorgánica en el caso de los organismos fotosintéticos y orgánica (nutrientes) en el caso de los animales2. Digestión y absorción del alimento. Degradación de las moléculas grandes en otras más pequeñas que pueden ser manejadas más cómodamente y paso desde el tubo digestivo a la sangre de dichas sustancias.3. Intercambio de gases. Intercambio de oxígeno y CO2, necesarios para el metabolismo celular, mediante las estructuras respiratorias.4. Transporte. Proceso de distribución de los nutrientes por todo el organismo, para que todas las células tengan acceso a ellos.5. Metabolismo. Procesos de transformación química de los nutrientes para producir energía (catabolismo) o para sintetizar moléculas nuevas (anabolismo).6. Excreción. Las sustancias de desecho producidas durante el metabolismo son eliminadas al exterior mediante los órganos excretores.
  8. 8. 2. LA INCORPORACIÓN DE NUTRIENTES EN LOS VEGETALES Las plantas se clasifican en:  Talofitas: absorben los nutrientes directamente del medio. Cormofitas. presentan estructuras especializadas para realizar la nutrición : raíces, hojas y tallos.
  9. 9. Incorporación del agua y de las sales minerales Se incorporan a través de los pelos radicales. El agua penetra en la raíz por ósmosis, difunde hasta los vasos leñosos o xilema por el que asciende hasta las estructuras altas de la planta. Las sales minerales penetran por un sistema de transporte activo (precisan proteínas transportadoras y energía) hasta el xilema, ya desde aquí circulan hacia la parte alta de la planta.
  10. 10. INTERCAMBIAN AGUA POR DIFUSIÓN
  11. 11. POR ÓSMOSIS: PRESIÓN RADICAL
  12. 12. 3. ESTRUCTURA DE LA RAÍZ Y ENTRADA DE LOS NUTRIENTES La estructura interna de la raíz está formada por tres capas concéntricas. Epidermis Absorbe el agua y las sales Parénquima cortical minerales y protege los tejidos Endodermis internos.Vía A o simplástica Cilindro vascular Los espacios intercelulares permiten la circulación de gases. Xilema Condiciona el paso de agua y sales a Floema través de la membrana de sus células Formado por los tejidos conductores. Tras su entrada en la raíz, el agua y las sales minerales pueden seguir dos vías Banda de diferentes: Caspari Vía A o simplástica Traspasando la membrana plasmática mediante transporte activo (sales) u ósmosis (agua) y atravesando el citoplasma de las células. Vía B o apoplástica Vía B o apoplástica A través de las paredes celulares y de los Paso de agua y espacios intercelulares. sales minerales
  13. 13. Absorción de nutrientes Raíz
  14. 14. (APOPLASTO) (SIMPLASTO)
  15. 15. El papel de la raíz en la nutrición vegetalVía simplástica: el agua ylas sales minerales circulanpor la raiz a través de lascélulas, atravesando lasmembranas celulares.Vía apoplástica: el agua ylas sales circulan por losespacios intercelulareshasta llegar al xilema.
  16. 16. 4. EL TRANSPORTE DE LA SAVIA BRUTA  La savia bruta debe ascender por el tallo/tronco de la planta hasta llegar a las hojas. Este ascenso se realiza por el xilema (vasos leñosos, formados por células muertas, de 20 -70 μm de diámetro).  El mecanismo de ascensión contra gravedad se produce debido a un fenómeno de tensión-adhesión-cohesión, que va a depender de la estructura de los vasos del xilema y de las propiedades del agua.  Estos procesos son:  Presión radicular. La concentración de sales es superior en la raíz que en el exterior, por lo que el agua tenderá a entrar en la raíz por ósmosis, para diluir dichas sales. Esta cantidad de agua acumulada en la raíz ejercerá una presión suficiente para que el agua ascienda por el tallo.  Transpiración. Cuando las hojas pierden agua, el vacío que dejan ejerce una fuerza aspirante (tensión) de las moléculas de agua que ascienden por el tallo, y como la cohesión de las moléculas de agua es alta, la ascensión de liquido por el tallo es eficaz.  Tensión-cohesión. Las moléculas de agua están unidas entre sí por puentes de hidrógeno, lo que permite una cohesión elevada (las moléculas de agua tienden a permanecer unidas). Al ascender no se disgregan y la fuerza que tira de las primeras moléculas arrastra a las siguientes. Además las moléculas de agua se adhieren a la pared de los tubos capilares ascendiendo por ellos, por lo que también participa la capilaridad. Movimiento del agua en la planta
  17. 17. Mecanismo de tensión-adhesión-cohesiónSon un conjunto de fenómenos que provocan el ascenso de la savia bruta en contra de la gravedad. TRANSPIRACIÓN La pérdida de agua por evaporación produce una fuerza capaz de absorber el agua en la raíz y conducirla por el xilema hasta las hojas. En la ascensión del agua también H2O interviene la TENSIÓN - COHESIÓN capilaridad Los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua Ascenso de la permiten una savia bruta cohesión muy elevada. PRESIÓN RADICULAR Es debida a la entrada de agua del suelo a la raíz por ósmosis, ya que la concentración de solutos es mayor en las células que en el agua. Entrada de agua
  18. 18. Pelo radicalPaso del agua por vía apoplástica Paso del agua por vía simplástica Plasmodesmos Las bandas de Caspary detienen el flujo de agua por vía apoplástica Tráqueas del xilema Las bandas de Caspary detienen el flujo de agua por vía apoplástica Bandas de Caspary de las células de la endodermis
  19. 19.  La savia bruta (agua + sales minerales) asciende en contra de la gravedad, a veces hasta alturas de 100 m. Columna de savia no interrumpida Procesos que empujan:  Capilaridad (debida a la cohesividad o adhesión entre moléculas de agua y de éstas con las paredes del vaso conductor de la savia).  Presión radicular: debida a procesos osmóticos. Entrada de agua e iones por vías simplástica o apoplástica. Selección en banda de Caspary y transporte activo desde células de la endodermis. Menor influencia en el ascenso de la savia que la capilaridad. Procesos que tiran  Evapotranspiración en estomas de hojas, que causa hipertonía progresiva en células del mesófilo (parénquima lagunar)  el agua difunde para equilibrar concentraciones.
  20. 20. 5. EL INTERCAMBIO DE GASES Las plantas necesitan CO2 para realizar la fotosíntesis y O2 para la respiración celular. Estos gases penetran por 3 vías: – Los estomas. Es la vía más importante de entrada de gases. Una vez han entrado se distribuyen por toda la planta a través del floema. – Los pelos radicales. Son la vía de entrada de los gases disueltos en el agua y la tierra del suelo. – Las lenticelas. Son aberturas que se encuentran en las paredes de los tallos leñosos y suponen una vía más de entrada de gases en la planta.
  21. 21. Mecanismo de apertura y cierre de los estomas Los estomas solo se encuentran en las hojas y están formados por unas células oclusivas. Cuando a estas células llega agua, las células adyacentes se vuelven turgentes y las células oclusivas se comban permitiendo la aparición de un orificio (ostiolo) por el cual penetrará el agua. Cuando no hay agua las células pierden agua, se vuelven flácidas y el estoma se cierra. Los cambios de turgencia está relacionados con varios factores:  Concentración de iones K+. El ↑ de K+ abre los estomas.  Luz. Los estomas se abren por el día y se cierran por la noche. Este comportamiento está relacionado con el K+ y con la concentración de CO2.  Temperatura. Solo actúa con altas temperaturas. En estos casos los estomas se cierran para evitar pérdidas de agua.
  22. 22. Mecanismo de apertura y cierre de los estomasEs debido a los cambios de turgencia de las células oclusivas que lo forman. Estos cambios están condicionados por una combinación de diversos factores. Concentración del ión potasio (K+) La luz activa la entrada de K+ en las células. Estas captan agua por ósmosis y se hinchan, abriéndose los estomas. Concentración de CO2 y luz Hay luz La planta realiza la fotosíntesis Se consume el CO2 Su concentración disminuye Se abren los Estoma cerrado estomas Temperatura Solo afecta a temperaturas elevadas. Cuando sobrepasa los 35 0C, los estomas se cierran.
  23. 23. TIPOS DE PLANTAS En la mayoría de las especies, los estomas se cierran, generalmente, por la tardecuando la fotosíntesis ya no es posible, y vuelven a abrirse por la mañana, es decir, los estomas están abiertos durante el día y cerrados por la noche.• PLANTAS C3: • PLANTAS C4: – Trigo, cebada, soja, arroz, – Maíz, caña de azúcar, sorgo, algodón, judías… mijo… – Sequía => los estomas => se – Captan el [ CO2] por un cierran => fotosíntesis => ↑ mecanismo especial que (-) [ O2] y↓ [ CO2] en el interior fotorrespiración => => (+) fotorrespiración => ↑ eficiencia fotosintética. ↓eficiencia fotosintética Plantas C4 de zonas desérticas – “MECANISMO CAM (=METABOLISMO ÁCIDO DE LAS CRASÚLACEAS)” – FIJAN EL CO2 DURANTE LA NOCHE. – CIERRAN ESTOMAS POR EL DÍA
  24. 24. 6. LA CAPTACIÓN DE LA LUZ La energía procedente de la luz es necesaria para la fotosíntesis. Esta captación se realiza a través de las hojas, en las que se encuentran los orgánulos específicos: los cloroplastos. ESTRUCTURA DE LAS HOJAS:
  25. 25. Estructura de las hojas El interior de la hoja está formado por dos tipos de tejidos: el parénquima y los tejidos conductores. Lagunar Floema En empalizada Xilema HAZ Epidermis Parénquima en empalizada Parénquima lagunarXilema Floema Estoma ENVÉS
  26. 26. La importancia de la fotosíntesis Los captadores de la energía luminosa son los pigmentos clorofila, carotenoides y xantofila. Sobre todo el primero. Esta energía es utilizada mediante un proceso complejo para sintetizar materia orgánica a partir de moléculas inorgánicas. La fotosíntesis es uno de los procesos anabólicos más importantes que ocurren en la biosfera, ya que durante la misma:  Se transforma la materia inorgánica en orgánica.  Se transforma la energía luminosa en energía química.  El oxígeno se libera como un producto residual.http://www.youtube.com/watch?v=hN_xBspEjAw
  27. 27. 7. FACTORES AMBIENTALES Y FOTOSÍNTESIS La intensidad y eficacia de la fotosíntesis depende de determinados factores ambientales:  Concentración de CO2. A mayor concentración de CO2 mayor fotosíntesis.  Concentración de O2. A mayor concentración de O2 menor fotosíntesis.  Intensidad luminosa. A mayor intensidad luminosa mayor fotosíntesis.  Tiempo de iluminación o fotoperíodo. A mayor tiempo de iluminación mayor fotosíntesis.  La humedad. A mayor humedad más fotosíntesis.  La temperatura. A mayor temperatura más fotosíntesis.
  28. 28. Análisis de los factores que influyen en la fotosíntesisINFLUENCIA DE LA CONCENTRACIÓN DE 200 mm3 de O2 / hora CO2 150 La actividad fotosintética aumenta 100 hasta un límite a partir del cual la concentración de CO2 no influye. 50 5 10 15 20 25 30 Concentración de CO2 (mol/l) Asimilación de CO2 (mol / l)INFLUENCIA DE LA CONCENTRACIÓN DE 100 O2 0,5% O2 80 60 20% O2 Cuanto mayor es la concentración de oxígeno ambiental la cantidad 40 de CO2 fijado es menor. 20 10 20 30 40 50 Intensidad de luz (x 10 erg /cm2 /seg) 4
  29. 29. Relación entre fotosíntesis y respiración celular: Los vegetales son organismos autótrofos, por lo tanto utilizan la energía luminosa para la formación de materia orgánica a partir de inorgánica (fotosíntesis). Para el resto de las actividades del vegetal (crecimiento, floración, fructificación, etc.) necesitan energía química procedente de la respiración celular (igual que los animales). La respiración celular es independiente a la presencia o no de luz. En ella se consume oxígeno, durante las 24 horas del día, al contrario de lo que sucede en la fotosíntesis, en la que el oxígeno se desprende en la fase luminosa, es decir, durante el día.  En la fotosíntesis se fija dióxido de carbono y se desprende oxígeno.  En la respiración se consume oxígeno y se desprende dióxido de carbono, liberándose energía.
  30. 30. 8. EL TRANSPORTE DE LOS PRODUCTOS DE LA FOTOSÍNTESIS Durante la fotosíntesis la savia bruta se transforma en savia elaborada, que es una solución compuesta por azúcares (sacarosa), aminoácidos y otras sustancias nitrogenadas. La savia elaborada es transportada a toda la planta a través del floema mediante un proceso denominado traslocación. La savia elaborada fluye desde las zonas donde se produce o fuentes (hojas), hasta los lugares de consumo o almacenamiento o sumideros (cualquier parte de la planta: raíces, frutos, semillas, meristemos, etc.). En algunos casos los sumideros pueden actuar como fuentes para redistribuir los nutrientes. Hipótesis del flujo por presión. En la fuente existe una presión hidrostática más elevada que en el sumidero y este gradiente de presión es el que facilita el flujo de la savia elaborada.
  31. 31. Hipótesis de flujo por presiónExplica el desplazamiento de la savia elaborada debido a un gradiente de presión entre el punto en el que penetra en el floema (fuente) y el punto en el que es extraída del mismo (sumidero). Plasmodesmos FUENTE Ósmosis Azúcares Transporte activo Agua CÉLULAS ACOMPAÑANTES Vasos leñosos (xilema) Plasmodesmos FUENTE Célula acompañante VASOS CRIBOSOS Presión hidrostática Vasos cribosos (floema) SUMIDEROS Transporte activo Ósmosis SUMIDERO CÉLULAS ACOMPAÑANTES Transporte activo
  32. 32. Savia elaborada = sacarosa + Aumento concentración de aminoácidos soluto en floema convierte a xilema vecino en hipotónico:Parénquima clorofílico = agua xilema pasa a floema, fuentes de soluto produciéndose un incremento presión hidrostática en floema Sacarosa pasa de la fuente a la célula acompañante del floema por transporte activo Transporte por el floema = traslocación Sacarosa de la célula acompañante pasa a la célula cribosa (floema) Soluto del floema por difusión desciende gracias a la presión hidrostática Soluto de floema es consumido en raíces Células cribosas del floema se vuelven hipotónicas y agua sale Zonas no fotosintéticas de floema a células (yemas, raíces, flores o vecinas (las del xilema, frutos) = sumideros por ejemplo)
  33. 33. Transporte por el xilema Presión radicular Fuerza aspirante de las hojas Cohesión molecular del aguaTransporte por el floema Difusión pasiva Transporte activo Flujo por presión
  34. 34. 9. OTRAS FORMAS DE NUTRICIÓN EN VEGETALES Aunque las plantas son organismos autótrofos, no todas completan sus necesidades nutricionales con la fotosíntesis. Algunas presentan adaptaciones que les permiten completar esta función:  Plantas simbióticas: viven asociadas a otros organismos (bacterias u hongos) obteniendo un beneficio mutuo. En este tipo de plantas se pueden encontrar dos tipos de relación: rizobios (planta + bacteria fijadora de nitrógeno) como las leguminosas, y micorrizas (planta + hongo), la planta proporciona materia orgánica al hongo y el hongo le proporciona agua y sales minerales a la planta.  Plantas parásitas: plantas que viven a expensas de otras plantas, de la que obtienen los nutrientes necesarios para su supervivencia. Las hay de dos tipos: fotosintéticas como el muérdago y no fotosintéticas como la cuscuta.  Plantas carnívoras: obtienen sales minerales y nitrógeno de los insectos y otros animales pequeños que digieren.
  35. 35. muérdago y cuscuta
  36. 36. Raffesia arnoldi
  37. 37. 10. EL DESTINO DE LA MATERIA ORGÁNICA Las células utilizan los compuestos orgánicos para obtener materia y energía a través de transformaciones químicas que en conjunto forman el METABOLISMO. METABOLISMO ANABOLISMO CATABOLISMO son son todas las reacciones químicas en las que... todas las reacciones químicas en las que... COMPUESTOS SUSTANCIAS SUSTANCIAS COMPUESTOS MÁS SENCILLAS COMPLEJAS ORGÁNICOS SENCILLOS ENERGÍA como ALMIDÓN se utiliza para realizar CELULOSA PROTEÍNAS FUNCIONE S VITALES ENZIMAS LÍPIDOS
  38. 38. Bibliografía y páginas web BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA. PEDRINACI, Emilio. GIL, Concha. GÓMEZ DE SALAZAR, José María.. Editorial SM. CONCEPTOS ANIMADOS EN HIPERTEXTOS DEL ÁREA DE BIOLOGÍA www.departamentobiologiaygeologiaiesmuriedas.wordpress.com http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~29701428/ccnn/ http://www.lourdesluengo.es/animaciones/animaciones.htm http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/1bachillerato/ani mal/invesclona.htm http://www.youtube.com/watch?v=rjKRQYmi1Lk http://www.youtube.com/watch?v=Sy_hwmrdbiw&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=Wx5oNXLTM7c http://www.youtube.com/watch?v=tvNXgFlHUfs http://www.youtube.com/watch?v=z10iiTkV3XU&feature=related

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