Fisiología Vegetal - Célula

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FISIOLOGIA VEGETAL
”La Fisiología Vegetal trata de responder a la pregunta de cómo
funcionan los organismos vegetales en su conjunto, y también de
cómo funcionan los órganos, tejidos, células, orgánulos, genes y
moléculas que constituyen los vegetales, tanto aislados como en
interacción con su entorno natural.”
“La principal razón de ser de la Fisiología es el
estudio de los procesos de la vida”
Mohr, H. y Schopfer, P., 1995. Plant Physiology
“Fisiología vegetal es la ciencia que estudia el
funcionamiento de las plantas: Que es lo que
sucede en ellas que explica que estén vivas”
Frank B. Salisbury - Cleon W. Ross, 1994. Fisiologia Vegetal

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FISIOLOGIA VEGETAL
Importancia de las plantas:
 El 95% de toda la biomasa terrestre es vegetal.
 La actividad biosintética de las plantas mantiene, además de a
ellas mismas, a, esencialmente, todas las otras formas de vida
sobre la Tierra.
 La especie humana depende de las plantas como fuente de
alimentos y de materias primas para la industria.
 La mayor parte de los combustibles proceden de la actividad
fotosintética (pasada y actual) de las plantas.
 La fotosíntesis vegetal originó y renueva el oxígeno atmosférico
del que dependen muchos organismos.
FISIOLOGIA VEGETAL
Relación con otras Ciencias. Ciencias básicas:
Física, Botanica, Biología Molecular, Biología
Celular, Genética, Taxonomía, Filogenia,
Ecología. Unidad de la Ciencia. La Física en la
base de la Ciencia moderna. Reflejo en la
Fisiología. El método científico.
Aplicaciones en: Agricultura, Floricultura,
Fisiología post-cosecha, Producción de
fármacos, Producción forestal, Acuicultura,
Impacto ambiental.

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Algunas aplicaciones:
¿Qué son los
cultivos
trasgénicos?
¿Post-
cosecha?
¿Cuándo y cuánto
Fertilizar?
¿y el Riego y
drenaje?
¿Aplicaciones
de hormonas
vegetales?
¿Y el ambiente?¿Calidad de las
semillas?
¿y los
Herbicidas,
Insecticidas?
¿Cómo se producen?

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Agricultura de precisión Robots agrícolas Nuevas fuentes de alimentación
Selección acelerada
(ingeniería genética de los
nuevos cultivos agrícolas)
Uso de la energía
“verde”
Jardines urbanos
verticales
Carne artificial ???
7 TENDENCIAS DE LA AGRICULTURA EN EL FUTURO
En este sentido, la agricultura mundial presenta cambios, que entre las variantes más
relevantes están: sustentable, orgánica, energética, invernaderos, de precisión,
biotecnología y nanotecnología.
La escasez de alimentos puede llegar a ser uno de los principales problemas del siglo
XXI. Aquí les expongo, cómo las nuevas tendencias (7) en la Agricultura serán capaces de
derrotar el hambre

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Fisiología Vegetal
Tendencias
* El Annual Review of Plant Physiology en 1988 pasó a
llamarse Annual Review of Plant Physiology and Plant
Molecular Biology. De esta manera se consideraba a la
fisiología cómo algo bastante dependiente o inseparable de la
biología molecular. Posteriormente esta misma publicación
pasó a llamarse Annual Review of Plant Biology.
* La revista Australian Journal of Plant Physiology se llama
actualmente Funcional Plant Biology.
* Muchas de las sociedades de Fisiología Vegetal de distintas
partes del mundo han cambiado sus nombres o están en proceso
de hacerlo.
FISIOLOGIA VEGETAL
Tendencias
Para muchos autores, entre ellos M.J.
Chrispeels (Plant Physiology, 1996), la
fisiología vegetal como ciencia ya no debería
de existir, puesto que involucra muchas otras
disciplinas en interacción.
Por eso se sugirió el término de Biología
Vegetal (Plant Biology) como sustituto de
Fisiología Vegetal.

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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA
FACULTAD DE AGRONOMIA
FISIOLOGIA VEGETAL
“LA CELULA VEGETAL”
J.J. CHAVEZ M.
CONTRIBUCION CIENTÍFICA
• Anton Van Leeuwenhoek: Descubre una serie de organismo y estructura
celulares de organismos usando un microscopio simple.
• Robert Hooke: Usando combinación de lentes observa la estructura celular
del Corcho, le da nombre a la celula.
• Robert Brown: Descubre el Nucleo Celular
• Mathias Schleiden: Determina que todas las plantas están formadas por
Células
• Theodor Schwann: Todos los animales están formados por celulas.
• Rudolph Vicchow: Toda célula proviene de una celula preexistente.

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CIENTIFICOS APORTARON AL ESTUDIO DE LA
CÉLULA
I. LA CELULA
Unidad anatómica, fisiológica y
genética de todos los seres vivos
eucarióticos (plantas y animales),
excepto los virus, bacterias y algas
azules.
“La célula es la unidad anatómica, funcional y
evolutiva de todo ser vivo”.

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Teoría celular
Postulados de la teoría celular
1.Todos los organismos vivos están compuestos por
una o más células.
2.Las reacciones químicas de un organismo vivo,
incluidos sus procesos liberadores de energía y
sus reacciones biosintéticas, tienen lugar dentro
de la célula.
3.Las células se originan de otras células.
4.Las células contienen la información hereditaria
de los organismos de los cuales son parte.
La organización celular de
un organismo pueden
ser de tres tipos:
1. Subcelulares: Están formados por agregados
macromoleculares (virus o priones).

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2. Protocíticos o procarióticos: Formados por células de
organización sencilla, no poseen membrana nuclear y
la sustancia nuclear se le llama nucleoide que está en
contacto con el citoplasma (Micoplasmas, bacterias y
algas verde – azules).
3. Metacíticos o Eucarióticos: De organización compleja,
con núcleo definido. Organismos uni o pluricelulares.
La diferencia es que las procariotas ( pro= falso, carion=
núcleo) no presentan una verdadera organización nuclear,
es decir, no presentan un nucleo membranoso como las
eucariotas( eu= verdadero, carion=núcelo),
Tipos de célula
Características Procarionte Eucarionte
Características del ADN
Presencia de Núcleo Sí tiene
Compartimentos Membranosos
Ribosomas
Pared celular
Circular Lineal
No tiene
No tiene Sí tiene
Sí tiene Sí tiene
Sí tiene
La célula animal no tiene,
pero la vegetal sí tiene
Célula Procarionte
Célula Eucarionte

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I. LA CELULA EUCARIOTA
CELULA ANIMAL.
1. Presenta una membrana celular simple.
2. La célula animal no lleva plastidios.
3. El número de vacuolas es muy reducido.
4. Tiene centrosoma.
5. Presenta lisosomas
6. No se realiza la función de fotosíntesis.
7. Nutrición heterótrofa.
CELULA VEGETAL
1. Presenta una membrana celulósica o pared celular, rígida que
contiene celulosa.
2. Presenta plástidios o plastos como el cloroplasto.
3. Presenta numerosos grupos de vacuolas.
4. No tiene centrosoma.
5. Carece de lisosomas.
6. Realiza función de fotosíntesis.
7. Autótrofo (algunos son heterotrofos)
Ambos tipos celulares presentan mitocondrias, retículo endoplasmático, sistema de Golgi, núcleo.
Célula
Seclasifican
en
Procariontes
Eucariontes
Célula Animal
Célula Vegetal
Seclasifican
en
Presentanlossiguientes
organelos
Ribosomas
Retículo
endoplasmático
Liso y Rugoso
Sistema de Golgi
Lisosomas
Mitocondria
Citoesqueleto
Centríolos
Cilios y flagelosSon organelos
exclusivos
Peroxisoma
vacuolas
Pared Celular Cloroplastos

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 Eucariótica.
 Puede ser autótrofa ó heterótrofa.
 Pueden ser fototrófica o quimiotrófica.
 Única al poseer 3 compartimientos que contienen
genes: núcleo, mitocondrias y plastidios.
 Única al poseer hasta 3 compartimientos de
producción de energía: citosol, mitocondrias y
cloroplastos.
CELULA VEGETAL
CELULA VEGETAL
La célula vegetal adulta se
distingue de otras células
eucariotas, como las células
típicas de los animales o las de los
hongos, por lo que es descrita a
menudo con los rasgos de una
célula del parénquima asimilador
de una planta vascular, pero sus
características no pueden
generalizarse al resto de las
células de una planta,
meristemáticas o adultas, y menos
aún a las de los muy diversos
organismos llamados
imprecisamente vegetales.

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ESTRUCTURA CELULAR
I. PARED CELULAR:
A. Pared primaria C. Laminilla media
B. Pared secundaria D. Plasmodesmos
E. Depresiones simples y con borde.
II. PROTOPLASTO
A. Citoplasma:
1. Membrana plásmica o Plasmalema
2. Sistema de endomembranas
a. Retículo Endoplasmático (R.E. Liso y rugoso)
b. Aparato de Golgi
c. Envoltura nuclear
d. Membrana vacuolar (Tonoplasto)
e. Microcuerpos: Glioxisomas y Peroxisomas.
f. Esferosomas y cuerpos proteínicos
3. Citioesqueleto:
a. Microtúbulos c. Otros materiales proteicos
b. Microfilamentos
4. Ribosomas:
5. Mitocondrias
6. Plastidios: a. Plastidios inmaduros c. Cloroplastos
b. Leucoplastos d. Cromoplastos
7. Citosol
B. Núcleo: 1. Nucleoplasma 2. Cromatina. 3. Nucleolo
C. Vacuolas
D. Sustancias ergásticas
1. Cristales 3. Gránulos de almidón
2. Grasas y aceites 4. Cuerpos proteínicos.
E. Flagelos y cilios

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LA CÉLULA VEGETAL EUCARIÓTICA

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ESTRUCTURA CELULAR
I. PARED CELULAR:
A. Pared primaria: Aprox. ¼ de celulosa, mide de 1 a 3 µm
de espesor. (Materias pécticas, hemicelulosas, extensinas y
celulosa)
B. Pared secundaria: Aprox. ½ de celulosa + ¼ de lignina
puede tener 4 µm de espesor o más. (Celulosa, hemicelulosas
(muy pocas), extensinas (muy pocas) y ligninas (sólo en algunas
paredes: traqueideas, fibras de xilema, esclereidas, suberina…))
C. Laminilla media: Capa cementante entre células
(mayormente de pectina).
D. Plasmodesmos: Hilos de membranas plásmica que
penetran la pared; entre 30 a 100 µm de diámetro.
E. Depresiones simples y con borde.

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PARED CELULAR
Composición Química: Formada por moléculas complejas. La pared celular
primaria está conformada por polisacáridos (90%) y glicoproteínas (10%).
Polisacáridos : Formados de 12 tipos de monosacáridos:
 d-glucosa l-arabinosa d-acido galacturónico
 d-galactosa d-xilosa d-acido glucorónico
 d-manosa d-apiosa l-ácido acerico
 l-fucosa l-rhamnosa ácido 3-deoxi-D- mano-octulosonico (KDO)
Tipos de Polisacáridos: Son de 2 tipos la celulosa y las hemicelulosas.
La celulosa es sintetizada a nivel de la m. plasmática por un complejo terminal.
Las hemicelulosas son sintetizadas a nivel del retículo y del aparato de Golgi:
 celulosa homogalacturaonanos arabinanos
 xiloglucanos rhamnogalacturonano I galactanos
 xilanos rhamnogalacturonano II arabinogalactanos
 -glucanos apiogalacturonano residuos ferulados de arabinosa y galactosa
La pared celular es una capa rígida que se localiza en el exterior de la membrana plasmática en las células de bacterias, hongos, algas
y plantas. La pared celular protege los contenidos de la célula, da rigidez a la estructura celular, funciona como mediadora en todas
las relaciones de la célula con el entorno y actúa como compartimiento celular.
La pared celular se construye de diversos materiales dependiendo de la clase de organismo. En las plantas, la pared celular se
compone sobre todo de un polímero de carbohidrato denominado celulosa, un polisacárido, y puede actuar también como almacén de
carbohidratos para la célula. En las bacterias, la pared celular se compone de peptidoglicano. Entre las archaea se presentan paredes
celulares con distintas composiciones químicas, incluyendo capas S de glicoproteínas, pseudopeptidoglicano o polisacáridos. Los
hongos presentan paredes celulares de quitina, y las algas tienen típicamente paredes construidas de glicoproteínas y polisacáridos.
No obstante, algunas especies de algas pueden presentar una pared celular compuesta por dióxido de silicio. A menudo se presentan
otras moléculas accesorias integradas en la pared celular..

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COMPONENTES DE LA PARED CELULAR

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II. PROTOPLASTO
Formado por el citoplasma + núcleo.
A. Citoplasma:
1. Membrana plásmica: 0.01 µm de espesor.
2. Sistema de endomembranas:
a. Retículo endoplasmático (RM): 0.0075 µm
espesor cada membrana, las cisternas con dos
membranas tienen diferente espesor.
b. Aparato de Golgi: Consta de Dictiosomas;
tiene un diámetro de 0.5 a 2 µm. Las
membranas tienen 0.0075 µm de espesor.
c. Envoltura nuclear: Dos membranas, entre
0.025 a 0.075 µm de espesor.
Esquema resumido del tráfico vesicular en una célula vegetal (Modificado de
Hawes et al., 1999).

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RETICULO ENDOPLASMÁTICO (R.E.)
Síntesis de proteínas, transporte de enzimas (por secreción) y otras proteinas
Retículo
endoplasmático
liso (REL)
Retículo
endoplasmático
Rugoso (RER)
Síntesis de lípidos (Fosfolípidos,
aceites y esteroides)
Metabolización de carbohidratos
Detoxificación.
Síntesis de proteínas de membrana
Síntesis de poli péptidos
Síntesis de fosfolípidos
Secreción de enzimas hidrolíticas.
El RER está más próximo al núcleo y está
asociado a ribosomas. El REL está más alejado
del núcleo y no está asociado a ribosomas.

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NUCLEO, EL RETÍCULO
ENDOPLASMÁTICO Y
APARATO DE GOLGI.
(1) Núcleo. (2) Poro
nuclear. (3) Retículo
endoplasmático rugoso
(RER). (4) Retículo
endoplasmático liso (REL).
(5) Ribosoma en el RE
rugoso. (6) Proteínas
siendo transportadas. (7)
Vesícula (transporte). (8)
Aparato de Golgi. (9) Lado
cis del aparato de Golgi.
(10) Lado trans del aparato
de Golgi. (11) Cisternas del
aparato de Golgi.
Sistema o aparato de Golgi Función:
Modificación química
de los productos del
retículo
endoplásmatico.
Contribuye el crecimiento del plasmolema y
transporta materiales hacia la pared celular.
Modificación química de los productos del
retículo endoplásmatico

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Membrana nuclear:
Membrana externa e
interna
d. Membrana vacuolar (Tonoplasto): 0.0075
µm de espesor.
e. Microcuerpos: de 0.3 a 0.5 µm de diámetro.
Como los Glioxisomas (Degradan grasas) y
Peroxisomas: Son inclusiones del citoplasma
y están delimitadas por una membrana
simple. No presentan membrana interna
(Degrada Acido glicólico).
f. Esferosomas y cuerpos proteínicos: De
0.5 a 2.0 µm de diámetro; están rodeados por
media membrana.

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PEROXISOMAS

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3. Citioesqueleto: (Participa en la formación de la
pared celular y en la motilidad celular ()
a. Microtúbulos: de 0.024 a 0.025 µm, el centro
tiene 0.012 µm.
b. Microfilamentos: De 0.005 a 0.007 µm de
espesor.
c. Otros materiales proteicos
4. Ribosomas (polirribosamas o polisomas): De
0.015 a 0.025 µm de diámetro, formado por ARNr y
proteínas ribosomales  Síntesis de proteínas
5. Mitocondrias: Con membrana delimitada, de 0.5 a
1.0 µm de largo por 1 a 4 µm de ancho.

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MITOCONDRIAS
Contiene ADN circular, ARN y ribosomas;
por sus grandes dimensiones que
presenta en sus dos membranas y la
matriz, las enzimas necesarias para la
respiración Celular, proceso por el cual se
obtienen energías para el trabajo celular a
partir de las moléculas nutritivas. Es
probable que se realiza mas de 50% del
metabolismo celular.

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6. Plastidios: Orgánulos con membrana delimitada.
a. Plastidios: Plástidos inmaduros.
b. Leucoplastos: Plástidos incoloros; Amiloplastos
(Con gránulos de almidón a veces proteínas
llamadas proteinoplastos), Oleoplastos (contienen
grasas), Etioplastos y otros que almacenan
alimentos.
c. Cloroplastos: De 2 a 4 µm de espesor y de 5 a 10
µm de diámetro; pueden contener almidón.
d. Cromoplastos: A menudo de color amarillos, rojos,
anaranjados y de otros colores.
7. Citosol: Fluído donde se encuentran suspendidas la
mayoría de las estructuras mencionadas.

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GRANOS DE ALMIDON EN:
ARROZ Y MAIZ

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Lamelas

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Estructura de las células eucarióticas
Orgánulos energéticos: mitocondrias y cloroplastos
Una gran superficie de membranas favorece la creación de gradientes electroquímicos
Cadena respiratoria mitocondrial Aparato fotosintético cloroplastidial

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B. Núcleo: De 5 a 15 µm o más de diámetro
1. Nucleoplasma: Substancia granular y fibrilar
del núcleo.
2. Cromatina: Cromosomas que se hacen
visibles durante la división celular.
3. Nucleolo: De 3 a 5 µm de diámetro.
C. Vacuolas: De inexistentes al 95% del volumen
celular, a veces incluso más. Participa en la
turgencia y forma, en la acumulación y
almacenamiento (sales, azúcar, aa, etc.)

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El nucleo es el centro de control en la célula eucariotica y en él tienen lugar
procesos tan importantes como la autoduplicación del DNA o replicación,
antes de comenzar la división celular, y la transcripción o producción de los
distintos tipos de ácidos ribonucléicos (RNAs), que servirán para la síntesis
de proteínas

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Vacuolas: Paticipa en la turgencia y forma,
en la acumulación y almacenamiento (sales,
azúcar, aa, metabolitos secundarios, etc.),
que controla el transporte de solutos hacia
adentro y hacia afuera de la vacuola
D. Sustancias ergásticas: Inclusiones de materiales
relativamente puros, frecuentes en plastidios o
vacuolas; tenemos:
• Cristales como los oxalatos de calcio
• Taninos.
• Grasas y aceites (Oleoplastos o glóbulos lipídicos).
• Gránulos de almidón (Amiloplastos y en
cloroplastos.
• Cuerpos proteínicos.
E. Flagelos y cilios: De 0.2 µm de espesor y de 2 a
150 µm de longitud.

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CELULAS OBSERVADAS AL
MICROSCOPIO
 CELULA DEL CATAFILO DE CEBOLLA
Vacuola
Pared Celular
Cloroplasto