Nutrición vegetal, absorción de agua y sales, transporte de savia bruta, evapotranspiración

1. LA NUTRICIÓN EN LAS BRIOFITAS
Primeras plantas terrestres. Siempre
ambientes húmedos. Toman el agua
directamente del aire.
• Captación de agua y sales
• Transporte de savia bruta
• Intercambio gaseoso
• Apertura y cierre estomático
• Transpiración
• Gutación

2. Nutrición en briófitas
• No poseen raíz:
– Los nutrientes son captados del aire y pasan
directamente de célula a célula por difusión o
transporte activo.
– La superficie ha de estar húmeda para poder
captar estos nutrientes
• No poseen tallo: las briófitas son pequeñas
para reducir la distancia entre captación de
nutrientes y fotosíntesis.

3. LA NUTRICIÓN EN LAS CORMOFITAS
Plantas tisulares con órganos
especializados por lo tanto con una mayor
eficacia fisiológica.

4. CAPTACIÓN DE NUTRIENTES: La raíz
Estructura de la raíz:La raíz presenta cuatro zonas morfológicas:
• La zona de crecimiento:
• Formada por células en continua división (meristemo primario).
• En el extremo apical (10 mm)
• Protegida por la cofia: cápsula formada por células suberificadasde
Una planta
centeno
tiene a los 4 meses,
• Zona de alargamiento: Las células producidas en el meristemo primario aumentan
2.500 pelos/cm2
de tamaño y se diferencian en distintos tejidos.
• Zona de maduración o pilífera:
• La epidermis crea millones de expansiones citoplásmicas unicelulares: los
pelos radiculares o pelos absorbentes.
• Aumentan la superficie de absorción del agua y sales minerales.
(centenares de m2)
• Poseen una capa de mucílago que les adhiere al suelo y se hidrata
• Algunas plantas presentan micorrizas: simbiosis entre las raíces y un hongo
y que ayudan a la absorción de sales aunque carezcan de pelos absorbentes.
El hongo toma compuestos orgánicos de la planta.
• Zona de ramificación

5. La raíz: estructura
Estructura
de
una raíz ideal de
dicotiledónea

6. 4 cm
• Volver
Ectomicorrizas en Pino

7. ENTRADA DE AGUA
– Por los pelos absorbentes de la raíz
– Junto con las sales forma la savia bruta
– Pasa por ósmosis: el medio externo es hipotónico respecto del
interior
– Viaja por los espacios intercelulares y a través de las células
parenquimáticas, atravesando las paredes celulósicas, hasta
llegar al xilema y, desde ahí, hasta las hojas donde se realiza la
fotosíntesis.

8. ENTADA DE SALES MINERALES
• Se absorben disueltas (en forma iónica)
• Existen tres vías posibles:
• Vía del simplasto:
– Los iones se transportan activamente
(SE
SELECCIONAN) en los pelos absorbentes al interior y al
exterior de las células epidérmicas
– Luego se transportan de célula a célula hasta el xilema
donde entran a través de las punteaduras laterales.
• Vía del apoplasto:
• El agua y CUALQUIER ION circula por los espacios
intercelulares permeables, sin entrar en el interior de las
células.
• Se SELECCIONAN LOS IONES EN la endodermis ya
que el agua debe entrar en el interior celular pues la banda
de Caspari, es impermeable (lignina)

9. Ver animación
SIMPLÁSTICA
APOPLÁSTICA

10. ASCENSO DE LA SAVIA BRUTA
• La savia bruta asciende por el xilema, en contra de la gravedad.
• Requiere recorrer grandes distancias (decenas de m en los árboles grandes)
y se necesitan presiones de empuje altas. (20-30 kg/cm2 o 1 atmósfera
cada 10 m de ascenso )
• La velocidad depende del diámetro de los vasos leñosos:
•Coníferas (vasos estrechos: 50 µ) = 1-2 m/h
•Otras plantas con vasos anchos (400 µ) = 40 m/h
• El ascenso se produce
según la teoría de la transpiración-tensión-
cohesión (Dixon y Joly), SIN GASTO DE ENERGÍA EN EL PROCESO
• Se consiguen columnas de agua más resistentes que cables de acero de un
grosor similar (Hasta 200 kg/cm2)

11. ELEMENTOS CONDUCTORES DEL XILEMA
Pares de poros
El xilema está formado por
células alargadas y con
paredes engrosadas por
lignina, lo cual aumenta su
resistencia y sirven como
tejido esquelético, cuyos
protoplastos
mueren
al
alcanzar
su
capacidad
funcional.
Elementos conductores del xilema:
A. Traqueidas.
B. Tráqueas.
C. Vaso leñoso; formado por la yuxtaposición
de las tráqueas.
P. Punteaduras: perforaciones de las traqueas

13. TEORÍA TRANSPIRACIÓN-TENSIÓN-COHESIÓN
Existe un gradiente de potenciales hídricos entre el suelo y el
aire creado por:
•La presión de aspiración de las hojas. A medida que en las
hojas se evapora el agua por transpiración, aumenta en ellas la
concentración de solutos y se crea un potencial hídrico negativo
entre las hojas y el xilema, provocando la entrada de agua, por
ósmosis, de las células contiguas.
Así se origina la fuerza de tensión que tirará de todas las
moléculas que forman la columna de agua que llena cada uno de
los vasos de xilema, desde el epitelio de la raíz a los estomas de las
hojas.

14. TEORÍA TRANSPIRACIÓN-TENSIÓN-COHESIÓN
•La presión radicular. La concentración
osmótica del suelo es menor que la de la raíz
y por lo tanto tiene un potencial hídrico
mayor por lo que el agua tiende a entrar en la
raíz y el xilema.
•La capilaridad. Las moléculas de agua
se adhieren a las paredes de los vasos leñosos
y además están cohesionadas entre ellas
(puentes de H) formando columnas difíciles
de romper, siempre que sean continuas.
Una burbuja de aire basta para romper la
columna. (cavitación)
Ver
animación
La estructura dipolar del
agua explica las fuerzas de
cohesión ente las moléculas

15. TRANSPORTE DEL AGUA Y LAS SALES MINERALES (SAVIA BRUTA)
DESDE EL SUELO HASTA LAS HOJAS
vía simplástica
absorción
de agua
y sales
raíz
periciclo
endodermis
epidermis
vía apoplástica

16. TRANSPORTE DEL AGUA Y LAS SALES MINERALES (SAVIA BRUTA)
DESDE EL SUELO HASTA LAS HOJAS
transporte
por el xilema
de la savia
bruta
absorción
de agua
y sales
tallo
vasos del
xilema

17. TRANSPORTE DEL AGUA Y LAS SALES MINERALES (SAVIA BRUTA)
DESDE EL SUELO HASTA LAS HOJAS
evaporación
del agua
hoja
transpiración
transporte
por el xilema
de la savia
bruta
absorción
de agua
y sales
Ver animación

18. INTERCAMBIO GASEOSO
•
Necesitan intercambiar oxígeno y dióxido de carbono, con la
atmósfera o el suelo.
•
No presentan órganos respiratorios especializados como los
animales debido a :
•
•
La tasa respiratoria es menor en vegetales que en
animales lo cual implica menor necesidad de oxígeno.
•
•
Tiene muchos espacios extracelulares por los que el gas
difunde.
Poca distancia entre las células vivas y la superficie.
Se produce en los estomas
Ver animación

19. EL APARATO ESTOMÁTICO
• Los
estomas
son
muy
abundantes en el envés de la
hoja.
A
Estado de menor
turgencia de las
células oclusivas
(estoma cerrado).
Células
acompañantes
o células anejas
• Bajo ellos se encuentra la
cámara subestomática.
• El aumento de turgencia de las
células oclusivas provoca la
Célula
apertura del estoma debido a:
oclusiva
 Las dos células oclusivas
están unidas por sus
extremos.
 Dichas células presentan
su pared celular muy
engrosada en su parte
media.
B
Estado de mayor
turgencia de las
células oclusivas
(estoma abierto).
Ostíolo:
permite el intercambio de
CO2 y O2 con la atmósfera

20. APERTURA Y CIERRE DE LOS ESTOMAS

22. APERTURA ESTOMÁTICA
A) Estomas desinchados en una solución de sacarosa muy concentrada.
B) Estomas muy turgentes y con el poro muy abierto.

24. APERTURA ESTOMÁTICA
Reacción central:
CO2 + H2O
Anhidrasa
carbónica
H2CO3
HCO3- + H+
En la fotosíntesis, en las células oclusivas:
• Disminuye [CO2] y la reacción se desplaza hacia la izquierda, lo que…
• Disminuye [H+] en el interior de las células oclusivas (aumenta el pH), lo que…
• Activa una enzima amilasa que hidroliza el almidón (insoluble) almacenado y
forma glucosa (soluble), lo que…
• Aumenta la [glucosa], lo que…
• Provoca la entrada osmótica de agua del medio más diluido al más
concentrado, (del exterior de las células oclusivas a su interior), lo que…
• Hace que las células oclusivas se pongan turgentes lo que…
• Induce la apertura del ostíolo del estoma, con lo que…
• Entra CO2

25. CIERRE ESTOMÁTICO
Reacción central:
CO2 + H2O
Anhidrasa
carbónica
H2CO3
HCO3- + H+
De noche no se realiza la fase luminosa de la fotosíntesis y pronto
tampoco la oscura, al agotarse las fuentes energéticas para fijar el
CO2. La respiración se sigue produciendo, con lo que:
• Aumenta [CO2], con lo que…
• La reacción se desplaza hacia la derecha, con lo que…
• Disminuye el [pH], con lo que…
• La amilasa se inactiva y el almidón ya no se hidroliza en glucosa,
lo que…
• Disminuye gradiente osmótico, con lo que…
• Las células oclusivas pierden agua y turgencia, lo que…
• Hace que el ostiolo se cierre

26. APERTURA ESTOMÁTICA
Además de la glucosa, el ión potasio juega un papel importante en la entrada de
agua al interior de las células oclusivas: en estado de turgencia estas células
presentan en su medio interno 5 veces más potasio (K +) que en estado no turgente,
lo que inducirá la entrada de agua por ósmosis.
¿Cómo entra este potasio al interior celular?
Modelo quimiosmótico:
interior
interior
exterior
•
1
•
La salida de protones genera una
diferencia de cargas a ambos lados de la
membrana celular, que se compensa
mediante la entrada del ión potasio al
interior celular. Dicha entrada está
facilitada
a
través
de
canales
específicos para el potasio.
•
Entra agua por ósmosis.
Bombeo activo de protones
hacia el exterior (gastando
Energía en forma de ATP)
H+
H+
3
H2O
K+
Mediante una bomba de protones se
extraen protones del interior de las
células oclusivas, y se depositan en el
exterior celular, aumentando allí su
concentración (lo que aumenta el pH
intracelular). Este mecanismo consume
energía en forma de ATP.
H2 O
2
Membrana
plasmática
células
oclusivas
K+
Canales específicos
para el potasio. Se
abren
cuando
aumenta la diferencia
de cargas a ambos
lados de la membrana

27. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA
APERTURA Y CIERRE DE LOS ESTOMAS
?
?
?
?
Ver animación

28. LENTICELAS
En
los
tallos
leñosos
el
intercambio gaseoso se realiza a
través de unos orificios llamados
lenticelas

29. EL PROBLEMA DE LA TRANSPIRACIÓN
• La transpiración es la pérdida de agua en la planta en forma de
vapor.
• Es imprescindible para que ascienda la savia bruta y la
refrigeración de la planta.
• Se produce, en la mayoría de los casos por las hojas, mediante
difusión de vapor de agua a través de los estomas.
• El calor favorece la cesión de vapor al calentar la superficie foliar y
crear un gradiente de vapor desde el interior (cámara subestomática)
al exterior.
• Es muy intensa:
– El 98% del agua que llega a las hojas se pierde por transpiración.
– Un árbol mediano transpira 5 toneladas de agua durante el verano.
– Una hoja de girasol pierde todo su agua cada 20 minutos.
DESHIDRATACIÓN DE LA PLANTA

30. Evapotranspiración: Ruta del agua a través de la hoja

31. EL PROBLEMA DE LA TRANSPIRACIÓN: ESTRATEGIAS
• La cutícula impermeabiliza la superficie vegetal.
• LA ESTRATEGIA CAM
• En algunas plantas adaptadas a la vida en el desierto
(plantas CAM o crasuláceas) sólo abren los estomas de
noche, cuando la temperatura es menor y la humedad del
ambiente es comparativamente alta. Así ahorran hasta un
80% del agua que se perdería por evaporación.
• Por la noche, captan y acumulan dióxido de carbono en
forma de ácido málico e isocítrico, sin realizar la fase oscura
de la fotosíntesis.
• Durante el día, cuando los estomas están cerrados, estos
ácidos liberan el dióxido de carbono y realizar la fotosíntesis.
• Ejemplo: cactus, orquídeas, Aloe vera, nopal o chumbera,…

32. Plantas CAM

33. EL PROBLEMA DE LA TRANSPIRACIÓN: ESTRATEGIAS
• LA ESTRATEGIA C4:
• En las plantas C4, la formación de estos ácidos y la liberación
de CO2 se produce en células diferentes, aunque
simultáneamente.
• Los haces vasculares están rodeados por unas células
llamadas de la vaina, que “bombean” dióxido de carbono
hacia el interior.
• Esto hace que se concentre el dióxido de carbono en el
interior de la planta, aunque los estomas se abran poco,
aumentando la eficacia de la fotosíntesis. Ejemplos: maíz,
caña de azúcar, amarantos,…
• Una planta CAM pierde de 50 a 100 g de agua por cada gramo de
CO2 ganado, comparado con los 250 a 300 gramos de la C4 y los
400 a 500 gramos de la C3 (plantas normales).

34. Plantas C4
Planta normal (C3)
Planta C4

35. Plantas C4

36. ¿C3 ó CAM?
¿Cuál de las siguientes gráficas representa a
una planta de clima desértico y cuál a una
planta normal, un chopo, por ejemplo?
A
B

37. ¿C3 ó CAM?
LA
A

38. CIERRE ESTOMÁTICO
Tipos de comportamiento estomático que normalmente se presentan en condiciones de
sequía o cuando las tasas transpiratorias superan al suministro de agua de las raíces.

39. GUTACIÓN
Si la entrada de agua no se compensa con la
transpiración se produce el fenómeno de
gutación típica de climas tropicales, con un
alto grado de humedad.
Este puede ser además un mecanismo
excretor al eliminar sustancias disueltas en el
agua