Fisiologia vegetal III: Nutrición

NUTRICIÓN VEGETAL

• Fotosíntesis• Transporte de la savia elaborada• Excreción y secreción

FOTOSÍNTESIS

FOTOSÍNTESIS

FOTOSÍNTESIS

ADP + P

NADP

ATP

NADPH + H+

FOTOSÍNTESIS

© José Luis Sánchez Guillén FOTOSÍNTESIS

FOTOSÍNTESIS: fase luminosa

FOTOSÍNTESIS: fase luminosa

FOTOSÍNTESIS: fase luminosa Distintos pigmentos clorofilas y carotenoides permiten aprovechar todo el espectro de luz.

FOTOSÍNTESIS:

fase oscura

FOTOSÍNTESIS: Fotorrespiración La enzima RuBisco (ribulosa 1,5 difosfato carboxilasa) tiene mayor afinidad con el oxígeno que con el dióxido de carbono, uniéndose a él y desperdiciando buena parte del ATP que se produce en la fase luminosa en un proceso llamado fotorrespiración. Las plantas reducen este problema, aumentando la concentración de CO2 para que se una más fácilmente que al O2.

CO2 Fase oscura

CONDUCCIÓN DE SAVIA ELABORADA

• La savia elaborada contiene entre un 10 y un 25% de solutos (glucidos, aminoácidos y sales disueltas), de los que casi el 90% es sacarosa.

• En los talófitos todas las células realizan la fijación fotosintética por lo que los lugares de síntesis y utilización están muy próximos y el transporte no supone un problema.

• En las plantas vasculares, la savia elaborada se mueve a través de un tejido especializado: el floema desde las zonas de producción (hojas y tallos herbáceos) hasta las zonas no fotosintéticas (raíz y tallos leñosos).

• Pueden acumularse reservas (almidón) en raíz y tallo o en semillas.

• La hipótesis más aceptada que explica el movimiento del floema es la llamada: Flujo de masas.

FLOEMA

FLOEMA

TEORÍA DEL FLUJO DE MASAS

• El flujo va desde donde hay más solutos (sacarosa), las llamadas fuentes o zonas de producción (hoja), hacia donde hay menos, los denominados sumideros o zonas de consumo (frutos, yemas, raíces, etc.).

• La diferencia de presión osmótica entre ambas zonas es la que impulsa la savia elaborada.

TEORÍA DEL FLUJO DE MASAS

En los períodos fotosintéticamente activos (verano) ocurre lo siguiente:

1. Los azúcares producidos en el parénquima clorofílico de las hojas pasan a las células acompañantes por transporte activo en contra de gradiente de concentración.

3. Se produce entrada de agua procedente del xilema por ósmosis al ser la [iones, sacarosa] mayor en el floema que en el xilema. Esto aumenta su presión hidrostática iniciándose así el movimiento de la savia elaborada.

5. Al llegar a los sumideros la sacarosa se convierte en moléculas de reserva energéticas (almidón) o en moléculas estructurales (celulosa), y el agua regresa al xilema por ósmosis (la [sacarosa] va disminuyendo)

TEORÍA DEL FLUJO DE MASAS

• En los periodos fotosintéticamente poco activos (final invierno y principio de primavera), las fuentes son los órganos de reserva y las raíces:

1. El almidón se transforma en sacarosa y pasa al floema por transporte activo.

3. Se produce una entrada de agua desde el xilema por ósmosis.

5. Se inicia un flujo de savia elaborada hasta las yemas y los brotes jóvenes en crecimiento.

• En el otoño se deposita un polisacárido (calosa) en las placas cribosas, reduciendo la velocidad del flujo de savia elaborada.

• En primavera, la calosa se elimina y se restaura el movimiento de savia.

TEORÍA DEL FLUJODE MASAS

Transporte de agua en el xilema y el floema, y movimiento de glucosa entre las fuentes y los sumideros

TEORÍA DEL FLUJO DE MASAS

El hecho de que el transporte tenga lugar hacia órganos con una concentración de sacarosa superior a la de los órganos fuente (las hojas) demuestra que, más que la concentración, es la capacidad de acumular o tomar azúcares de los tubos cribosos el factor que determina que un órgano se comporte como fuente o sumidero.

EXCRECIÓN

Diferencias con los animales:2. La tasa metabólica menor implica menos productos de excreción.

3. Reutilización de algunos productos de desecho (CO2, agua, productos nitrogenados) en los procesos anabólicos. Por ello es difícil distinguir entre secreción y excreción. Muchas sustancias tienen un papel fisiológico en el exterior de la planta, ejemplo látex, resinas.

4. Son sistemas de excreción más simples

¿EXCRECIÓN O SECRECIÓN?

SISTEMAS DE EXCRECIÓN

1. En las acuáticas se eliminan por difusión.

2. En las terrestres para ahorrar agua se siguen otras estrategias● Acumulo de sales y ácidos en células (vacuolas o como

cristales sólidos) que acaban muriendo y son eliminadas con la planta anual o la caída de las hojas.

● Algunas sustancias se acumulan en vesículas que se vierten al exterior por exocitosis.

● Expulsión directa a través de la membrana.

SECRECIÓN

1. Células y tejidos glandulares: células aisladas, epitelios

glandulares, pelos glandulares, glándulas epidérmicas y cavidades

esquizogénicas.

1. Células y tejidos cuyos productos permanecen en el citoplasma.

Sólo se liberan cuando se rompen. Tubos laticíferos, cavidades

lisígenas.

NUTRICIÓN HETERÓTROFA EN PLANTAS

1. Plantas carnívoras.

● Utilizan proteínas animales (insectos) como fuente de nitrógeno o fósforo, para compensar la falta de sales en el suelo, pero realizan la fotosíntesis.

● Las plantas atraen a los insectos mediante sustancias olorosas o líquidos dulzones y luego los atrapan mediante una trampa foliar (Dionea) o pegándolo a la superficie mediante secreción mucosa (Drosera). Luego se liberan enzimas proteolíticas y absorben el resultado.

2. Plantas parásitas. No tienen clorofila. Emiten prolongaciones que penetran en los tubos cribosos de otra planta y toman los nutrientes elaborados por estas (Cuscuta).

En algunos casos la fotosíntesis no aporta todas las sustancias que necesita la planta (falta de sales o de clorofilas) y deben completar de forma heterótrofa la nutrición.

Ver animación

PLANTAS PARÁSITAS

• El muérdago (Viscum album) en la mitología nórdica, estaba consagrado al dios Baldur, a quien estaba consagrada la primavera.

• Era considerada una planta de buen augurio y estuvo presente en las fiestas del solsticio de invierno.

• En Inglaterra presidía en las casas las fiestas de Navidad y Año Nuevo, colgando del techo.

• El joven que sorprendía a una chica bajo esta planta, tenía licencia para besarla.

PLANTAS PARÁSITAS

• Rafflesia arnoldii tiene la flor más grande del mundo, con casi un metro de diámetro y hasta 11 kg de peso.

• Su flores rojas carnosas, que sólo aparecen cada varios años, permanecen abiertas únicamente entre 5-7 días.

• Las flores desprenden un fuerte olor fétido (similar al de la carne podrida) y son capaces de emitir calor. Se cree que ambos mecanismos les sirven para mimetizar el calor y el olor de un animal muerto y atraer la atención de las moscas de la carroña que son los insectos que la polinizan.

• La planta carece de hojas, brotes y raíces (sólo es visible su flor) y por tanto no realiza la fotosíntesis.

• Es una planta que parasita a los árboles, creciendo sobre sus raíces, de donde obtiene los nutrientes

PLANTAS PARÁSITAS

• La hiedra (Hedera helix) no es una parásita verdadera aunque daña y ahoga con su espeso follaje a los árboles por los que trepa.

•Una verdadera parásita, la Orobanche hederae sólo crece sobre la hiedra. No puede realizar la fotosíntesis

PLANTAS EPÍFITAS

• Son plantas que crecen sobre otro vegetal usándolo solamente como soporte, pero que no lo parásita.

•Estas plantas son llamadas en ocasiones "planta aéreas", ya que no enraizan sobre el suelo.

•Realizan la fotosíntesis

•Ejemplos: orquídeas, bromelias,…