NUTRICIÓN VEGETAL 1º BACHILLERATO BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 1.

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1 NUTRICIÓN VEGETAL 1º BACHILLERATO BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 1

2 Nutrición en los seres vivos.
Todos los seres vivos necesitan sustancias orgánicas para: Formar nuevas células y tejidos. Obtener energía para realizar las funciones vitales. Según como consiguen los nutrientes los seres vivos , se clasifican en: HETERÓTROFOS: Toman el alimento a partir de otros seres vivos. AUTÓTROFOS: Toman sustancias inorgánicas del medio y fabrican a partir de éstas, sustancias orgánicas (nutrientes).

3 TIPOS DE NUTRICIÓN AUTÓTROFA
FOTOSINTÉTICOS: obtienen energía de la luz solar. Son plantas y algas. QUIMIOSINTÉTICOS: obtienen la energía de compuestos inorgánicos: Amoníaco: bacterias nitrificantes y nitrosificantes. Enriquecen los suelos de nitratos. Sulfatos: bacterias sulfurosas o purpúreas. Ferratos: ferrobacterias.

4 En 1977 (8 años después de que el hombre pisara la luna) se descubrieron las fuentes hidrotermales submarinas. Se trata de un paisaje de fumarolas negras colonizadas por densas poblaciones de exóticos y desconocidos animales como el gusano tubícola gigante. Y lo más sorprendente fue que esos animales dependían de la producción primaria de bacterias quimioautótrofas que para sintetizar materia orgánica utilizan compuestos inorgánicos que fluyen del interior de la tierra. Estos microorganismos pueden ser de vida libre o vivir en simbiosis con algunos invertebrados. El gusano tubícola no tiene aparato digestivo, pero posee un órgano que ocupa casi todo su cuerpo donde viven en simbiosis millones de bacterias de este tipo. El gusano ingiere agua con compuestos inorgánicos y la bacteria fabrica la materia orgánica

5 Ver vídeo de un ecosistema quimiosintético
Chimeneas hidrotermales Bacterias quimiosintéticas Gusanos tubícolas Ver vídeo de un ecosistema quimiosintético

6 Nutrición FOTÓTROFA Los elementos necesarios para la fabricación de la materia orgánica son: SALES MINERALES: se toman del suelo, que disueltas en agua, ascienden por el vegetal . Calcio y potasio para la permeabilidad de la membrana Nitrógeno para fabricar compuestos como los aminoácidos Fósforo como componente de ATP. AGUA: El agua aporta el hidrógeno necesario para formar moléculas orgánicas. El oxígeno se desprende y sale por los estomas. DIOXIDO DE CARBONO (CO2): entra en la planta por los estomas de las hojas y proporciona carbono y oxígeno para formar compuestos orgánicos. 6

7 NUTRICIÓN EN BRIOFITAS
Son plantas con organización tipo talo, que carecen de tejido vascular, por lo que no pueden alcanzar tamaños grandes ya que cada una de sus células absorbe directamente del medio el agua y las sales minerales. MUSGOS HEPÁTICAS

8 NUTRICIÓN EN CORMOFITAS
Poseen raíz, tallo y hojas con tejidos especializados

9 LA RAÍZ En el proceso de nutrición la función de la raíz es absorber agua y sales minerales y conducirlas hasta los vasos. Estos procesos se basan en los transportes a través de membrana: ósmosis, transporte activo y difusión.

10 INCORPORACIÓN DEL AGUA Y SALES MINERALES
Vía apoplástica: entre células. Para la mayoría del agua y algo de sales minerales. Vía simplástica; a través de las células . Para la mayoría de las sales minerales y algo de agua. Sales por Transporte activo Agua por ósmosis.

11 La endodermis está rodeada de una banda cérea o banda de Caspari hecha de suberina y que impide el paso de sustancias entre las células de la endodermis obligando a las sales y al agua a atravesar las membranas plasmáticas de las células endodérmicas. El agua pasa fácilmente por ósmosis pero la mayoría de los iones sufren un paso selectivo y entran mediante transporte activo dirigiéndose al interior de los vasos leñosos.

12 La banda de Caspary recorre las células de forma radial y transversal, impidiendo el paso de sustancias entre las células de la endodermis. Las moléculas que quieran entrar en el tejido vascular tienen pues un único camino, el citoplasma de la capa endodérmica y la difusión por su membrana, es decir la vía simplástica, De esta manera la planta se asegura de controlar todo lo que entra en el tejido vascular.

13 ABSORCIÓN DE COMPUESTOS NITROGENADOS
El nitrógeno es el gas más abundante en la naturaleza, pero las plantas no lo pueden absorber en forma de N2 como el atmosférico, sino de nitratos. Las bacterias nitrificantes son las encargadas de transformarlo. Las bacterias del género Rizhobium que viven en simbiosis con las leguminosas también lo transforman.

14 Circulación de la savia bruta.
Las sales minerales y el agua del suelo circulan de las raíces a las hojas. El movimiento de este líquido (savia bruta) se produce en sentido ascendente. Circula a través de los vasos leñosos o xilema. 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.

15 La velocidad de circulación del agua puede llegar hasta los 30 m/h.
Tráqueas: Vasos rígidos que forman un tubo continuo. Son células muertas que han perdido los tabiques de separación. En angiospermas. Traqueidas: más primitivas, más finas, formadas por células muertas con tabiques de separación perforados. En pteridofitas (helechos) y gimnospermas (coníferas). El xilema más viejo, que ya no conduce, se llama duramen; el más reciente, albura La velocidad de circulación del agua puede llegar hasta los 30 m/h. 15

16 TEORIA DE COHESIÓN-TENSIÓN-TRANSPIRACIÓN.
La savia bruta asciende en base a tres motivos: COHESIÓN: Las propiedades químicas del agua: la estructura de las moléculas de agua hace que estas se atraigan entre si con una gran fuerza . Esta propiedad las mantiene a las moléculas unidas y facilita su ascensión. TENSIÓN: El agua tiende a pasar constantemente al interior de la raíz por ósmosis para compensar la alta concentración de sales minerales del interior que han entrado por transporte activo. TRANSPIRACIÓN: Los estomas de la hoja provocan perdida de agua que se evapora y el agua asciende entonces por succión. (Como cuando se chupa por una pajita y asciende el líquido ,al hacerse vacío en la boca.)

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18 INCORPORACIÓN DE LOS GASES
Las plantas incorporan gases (oxígeno y dióxido de carbono) mediante tres vías: Lenticelas en los tallos Pelos radicales en las raíces, Estomas en la epidermis de tallos y hojas

19 Los estomas: Los estomas controlan la entrada y salida de agua de la planta, y además regulan el paso del CO2 al interior de la hoja. La apertura y cierre de estomas la generan las células oclusivas.(Se abren y cierran según la presión de agua en su interior).

20 Apertura y cierre de los estomas
Ver animación

21 Factores que influyen en la apertura y cierre de estomas: la LUZ
 El estoma se abre cuando la intensidad de la luz aumenta y se cierra cuando disminuye.  La luz estimula la absorción de iones y la acumulación de solutos orgánicos (aumenta la presión osmótica). Esto da lugar al flujo de agua hacia dentro, lo que produce un aumento de la presión de turgencia y la apertura del estoma. La apertura estomática está asociada a la acumulación de potasio K+ y el cierre a la disminución de sacarosa.

22 Factores que influyen en la apertura y cierre de estomas: el CO2
Los estomas se abren durante el día y se cierran durante la noche para prevenir pérdidas innecesarias de agua, ya que durante este periodo no se produce fotosíntesis y no hay demanda de CO2. La apertura estomática ocurre cuando disminuye la concentración de CO2 en la célula oclusiva  como resultado de la fotosíntesis, mientras que se cierra al aumentar esta concentración, inclusive en presencia de luz. Para temperaturas menores de 30 C, un aumento en la temperatura causa una apertura en los estomas, pero temperaturas elevadas, (mayores de 30 a 35 C) provocan generalmente el cierre de los estomas.

23 LA FOTOSÍNTESIS IMPORTANCIA:
Se transforma materia inorgánica en orgánica: Se transforma la energía luminosa en química: que es usada por todos los seres vivos. Los vegetales son el primer y único eslabón productor de la cadena trófica.  El oxígeno se libera como producto residual y lo usan la mayor parte de los organismos para la respiración celular.

24 Factores que afectan al rendimiento fotosintético
Luz Concentración de CO2 Temperatura

25 Pigmentos fotosintéticos:
Los pigmentos son moléculas que se encargan de captar la energía luminosa para la realización de la fotosíntesis, entre ellos cabe destacar: CLOROFILA: De color verde ,se encuentra en le interior de los cloroplastos. Es el pigmento mayoritario en los vegetales .Transfiere energía que capta por la luz a otras moléculas para realizar la fotosíntesis. XANTOFILAS y CAROTENOS: De color amarillo y anaranjado respectivamente. Dan color a raices, frutas, flores etc... Los pigmentos se unen para formar los FOTOSISTEMAS: formado por la unión de moléculas de clorofila, y situados en las membranas de los tilacoides que hay en los cloroplastos. Existen dos tipos de fotosistemas: Fotosistema I (PSI) o P700: punto de máxima absorción en 700nm de longitud de onda. Fotosistema II (PSII) o P680: punto de máxima absorción en 680nm de longitud de onda.

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27 Fases de la fotosíntesis
FASE LUMÍNICA : Las reacciones de luz ocurren en los tilacoides. Se absorbe la luz solar y se convierte en energía química. El agua se descompone, se libera oxígeno (O2) y se sintetizan ATP y NADPH. Fases de la fotosíntesis FASE OSCURA: Estas reacciones ocurren en el estroma. El ATP y el NADPH de los tilacoides, producidos en la fase luminosa, son usados para transformar el CO2 es en glúcidos.

28 CIRCULACIÓN DE LA SAVIA ELABORADA.
Las moléculas orgánicas elaboradas en las hojas se distribuyen por todo el vegetal. A este líquido se le denomina savia elaborada. Circula tanto en sentido ascendente como descendente. Circula a través de los vasos liberianos o floema.

29 HIPÓTESIS DEL FLUJO POR PRESIÓN
La savia ELABORADA desciende por la diferencia de presión entre la fuente (donde se elaboran los azúcares y están muy concentrados) y el sumidero (donde se extraen los azúcares para su uso y por tanto tiene menor concentración). Ejemplos de sumideros son los meristemos y los parénquimas de reserva. La savia circula a una velocidad entre 30 y 120 cm/h, según la época del año. En otoño incluso las placas cribosas de se taponan con calosa Pincha aquí para ver animación

30 El azúcar elaborado en la fuente (parénquima fotosintético de las hojas) pasa por transporte activo hasta las células acompañantes y de ahí hasta los tubos cribosos del floema. Al aumentar la concentración en esta zona del floema el agua que pasa por el xilema próximo entra por ósmosis y aumenta la presión. El aumento de presión hace que la savia elaborada se desplace hacia los sumideros, donde los azúcares salen por transporte activo, dejando el floema menos concentrado, el agua entonces vuelve de nuevo, por ósmosis, al xilema.

31 DESTINO DE LA GLUCOSA 1.-Se puede utilizar para ,obtener energía ,a través de la respiración celular en mitocondrias. 2.-Se puede almacenar en forma de ALMIDÓN (cadena de moléculas de glucosa) en los amiloplastos. 3.-Puede fabricar estructuras celulares.

32 OBTENCIÓN DE ENERGIA POR PARTE DEL VEGETAL.
La energía para los procesos vitales, como la formación de tejidos nuevos, la obtiene la planta en el proceso de RESPIRACIÓN CELULAR en mitocondrias, al igual que los animales. Se realiza tanto de día como de noche. Durante el día se realiza simultáneamente la FOTOSÍNTESIS Y LA RESPIRACIÓN CELULAR.

33 OTRAS FORMAS DE NUTRICIÓN EN PLANTAS
Plantas simbióticas: Rizobios: relación simbiótica entre bacterias fijadoras de nitrógeno (del género Rhizobium) y raíces de leguminosas. Las bacterias entran por lo pelos radiclaes y se alojan en las células del parénquima formando los nódulos radiculares. La planta obtiene así nitratos (el nitrógeno no lo podía utilizar) y la bacteria obtiene compuestos orgánicos que fabrica la planta. Los agricultores aprovechan esta simbiosis para enriquecer su tierra de nitratos naturales llevando a cabo la rotación con estos cultivos.

34 Plantas simbióticas: Micorrizas: es un simbiosis entre raíces de plantas y hongos. El hongo aumenta la superficie de absorción de la raíz y la planta le proporciona al hongo materia orgánica. La planta micorrizada es capaz de resistir mejor condiciones ambientales adversas (sequía, salinidad, plagas) por lo que es mas rentable. Las micorrizas llevan 400 millones de años sobre la Tierra, y son los “abonos naturales” que las plantas han utilizado desde siempre. Pero el uso excesivo de fertilizantes y fitosanitarios, la sobreexplotación de los suelos agrícolas y la desertificación las hacen desaparecer.

35 Ver vídeo de planta carnívora,
Plantas parásitas: se aprovechan de otras plantas. Pueden ser: Fotosintéticas: chupan la savia bruta absorbida por otras plantas introduciendo unas estructuras específicas de sus raíces, los haustorios, por el tronco de la planta a la que parasitan hasta su xilema. Luego ellas hacen su propia fotosíntesis. No fotosintéticas: absorben la savia elaborada ya por otras plantas, entrando directamente en el floema. Plantas carnívoras: hacen su fotosíntesis, pero utilizan la carne obtenida de insectos o invertebrados pequeños, que atrapan, paralizan y digieren con jugos secretados, para obtener nitrógeno y otras sales minerales Ver vídeo de planta carnívora, otro vídeo

36 ANABOLISMO El almidón es la sustancia de reserva por excelencia en los vegetales. Se forma a partir de azúcares sencillos en una reacción reversible que se invierte cuando la planta necesita glucosa. El almidón se almacena en lugares concretos de la planta como raíces, tallos. hojas, semillas y frutos. Estos tejidos también pueden ser utilizados en la alimentación humana, por ejemplo: patatas, remolacha azucarera, semillas de trigo….

37 CATABOLISMO El catabolismo es un conjunto de reacciones químicas en las que se degradan los compuestos orgánicos complejos en otros químicamente más sencillos, liberando la energía química en ellos contenida. El principal proceso catabólico es la respiración celular. Las células vegetales son capaces de transformar las grasas en glúcidos. Las plantas oleaginosas cuya semilla acumula sustancias de reserva en forma de grasas. Durante la germinación de estas semillas, las grasas se transforman en glucosa, que servirá para la alimentación del embrión.

38 EXCRECIÓN EN VEGETALES
Las plantas no tienen aparato excretor, porque las principales sustancias de desecho que se forman durante el catabolismo (dióxido de carbono, agua y productos nitrogenados ) son utilizados en la fotosíntesis. Algunos  ácidos y sales se almacenan en ciertas células y no son expulsados al exterior. Estas células se convierten en contenedores de basura y acaban muriendo. Los productos acumulados pueden aparecer disueltos en el fluido de las vacuolas o formar cristales sólidos.(residuo metabólico de las células vegetales). A veces aprovechan las caídas de las hojas para eliminar los productos tóxicos.

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