1. El documento describe los sistemas y los procesos de nutrición en plantas. 2. Explica que las plantas son sistemas abiertos que intercambian materia y energía con el medio, y describe los procesos de absorción de agua y nutrientes a través de las raíces. 3. Señala que la savia bruta asciende por el tallo debido a la presión radicular y la tensión causada por la transpiración en las hojas.

1. I.E.S. Ricardo Bernardo
Dpto. Biología y Geología
http://biologiageologiaiesricardobernardobelenruiz.wordpr
ess.com/1o-bachiller/biologia-1º-bachillerato//
Belén Ruiz

2. CARACTERÍSTICAS DE UN SISTEMA
Un 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. Tipos de sistemas
Un sistema puede intercambiar con su entorno energía, materia, o información, en función
de 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. 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. 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.

8. 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

9. Procesos implicados en la nutrición
1. Incorporación de la materia. Inorgánica en el caso de los organismos
fotosintéticos y orgánica (nutrientes) en el caso de los animales
2. 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.

15. 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.

16. 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.

17. INTERCAMBIAN AGUA POR DIFUSIÓN

19. POR ÓSMOSIS: PRESIÓN RADICAL

22. 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

23. Absorción de nutrientes
Raíz

26. (APOPLASTO) (SIMPLASTO)

28. El papel de la raíz en la nutrición vegetal
Vía simplástica: el agua y
las sales minerales circulan
por la raiz a través de las
células, atravesando las
membranas celulares.
Vía apoplástica: el agua y
las sales circulan por los
espacios intercelulares
hasta llegar al xilema.

31. 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

32. Mecanismo de tensión-adhesión-cohesión
Son 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

34. Pelo radical
Paso 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

36.  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.

38. 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.

41. 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.

42. Mecanismo de apertura y cierre de los estomas
Es 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.

43. TIPOS DE PLANTAS
En la mayoría de las especies, los estomas se cierran, generalmente, por la tarde
cuando 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

44. 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:

45. 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
lagunar
Xilema
Floema
Estoma ENVÉS

47. 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

48. 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.

49. Análisis de los factores que influyen en la fotosíntesis
INFLUENCIA 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

50. 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.

51. 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.

53. Hipótesis de flujo por presión
Explica 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

54. 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)

55. Transporte por el xilema
 Presión radicular
 Fuerza aspirante de las hojas
 Cohesión molecular del agua
Transporte por el floema
 Difusión pasiva
 Transporte activo
 Flujo por presión

56. 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.

57. muérdago y cuscuta

58. Raffesia arnoldi

59. 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

60. 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