Las Plantas
¿Qué son las Plantas?
Las plantas son seres vivos capaces de fabricar su propio alimento. Gracias a ellas, los demás seres vivos pueden alimentarse y respirar. Aunque hay muchísimas especies vegetales, el ser humano solo utiliza unas pocas, que le proporcionan alimento, madera, abrigo, perfumes, medicinas o materiales diversos. Todos los vegetales que han vivido desde hace millones de años han suministrado el oxígeno suficiente para que la vida continúe en el planeta.Plantas que vivieron hace millones de años nos proporcionan ahora combustible para calentarnos o mover máquinas, como el petróleo o el carbón.
Características de las Plantas:
1) Son pluricelulares ya que poseen un elevado número de células (eucariotas) diferentes que se agrupan formando tejidos y órganos.
2) Presentan todas las células recubiertas por una pared celular de celulosa.
3) Toman del medio sales minerales y agua, que con la luz solar mediante el proceso de la fotosíntesis obtienen materia orgánica para realzar sus funciones vitales y formar estructuras. Son por lo tanto autotroforos foto-sintéticos.
4) Carecen de movimiento y por ello viven fijas al sustrato.
Estructuras de las Plantas:
a) Briofitas o plantas no vasculares: Se caracterizan porque no tienen vasos conductores, ni flores ni frutos. Son plantas pequeñas que viven en lugares húmedos o acuáticos. Se reproducen por esporas. Fueron los primeros vegetales que, en el Paleozoico, aseguraron el paso a la vida terrestre. No tienen tejidos especializados ni siquiera verdaderas raíces. Pueden vivir en troncos, rocas, muros, tejados,...Sus hojas pueden llevar un nervio conductor central a través del cual realizan la absorción de agua y sales minerales. Son los musgos, las hepáticas y los antóceros.
b) Traqueofitas o plantas vasculares: Se denominan traqueofitas a las plantas que poseen en su interior vasos que conducen los nutrientes. Estas plantas se encuentran conformadas por raíz, tallo, y hojas. Su nutrición es autrotofa, por vía del proceso de la fotosíntesis y se reproducen por semillas.
Estructura y función de la hoja:
La estructura interna de las hojas:
La hoja es el órgano donde ocurre la mayor parte de la fotosíntesis. Es también el órgano por donde la planta pierde la mayor cantidad de agua. La estructura de la hoja está adaptada para estas dos funciones: la producción de alimento y el control de la pérdida de agua.
La capa superior de la hoja se llama epidermis superior. La capa de abajo se llama la epidermis inferior. Las capas epidérmicas ayudan a controlar la pérdida de agua. En la epidermis hay unas estructuras llamadas estomas. Los estomas son aberturas en la epidermis de la hoja a través de las cuales el oxígeno y el vapor de agua salen de la hoja y entra el bióxido de carbono.
Entre las dos capas epidérmicas se encuentra el mesófilo. Entre las células de parénquima hay una red de espacios de aire que se conectan con los estomas. En esta forma, el bióxido de carbono que pasa hacia los estomas entra en la red de espacios intercelulares que están entre las células parenquimatosas del mesófilo. El mesófilo se compone de dos tipos de células parenquimatosas:
(1) el mesófilo de empalizada y (2) el mesófilo esponjoso. El mesófilo de empalizada es una capa de células de parénquima, rectangulares, alargadas en un ángulo recto con la superficie de la hoja ubicada cerca de la parte superior de la hoja. La mayor cantidad de fotosíntesis ocurre en el mesófilo de empalizada.
El mesófilo esponjoso es una capa de células de parénquima de forma irregular que rodea los espacios intercelulares en el mesófilo.
El alimento que se forma en el mesófilo se mueve hacia el floema de la hoja. De aquí, el alimento es transportado a todas las partes de la planta y se usa para el crecimiento y el desarrollo.
La función de los estomas:
Más del 90% del agua que recibe una planta se pierde a través de las hojas. Mientras el vapor de agua se mueve hacia afuera del estoma, el bióxido de carbono de la atmósfera entra a la hoja por el estoma.
Cada estoma está rodeado por dos células epidérmicas especializadas, llamadas células guardianas. Las células guardianas controlan la apertura y el cierre de los estomas cambiando su forma.
Bajo condiciones normales, los estomas de la mayoría de las plantas están abiertos durante el día y cerrados durante la noche.
El cuerpo de una planta de semilla se compone de muchos tipos de tejidos.
El tejido epidérmico es una capa de células que cubre toda la planta, de la misma manera que tu piel cubre tu cuerpo. Las células epidérmicas se especializan en proteger la planta contra un daño físico y para controlar la pérdida de agua, las cuales contienen una capa de material ceroso llamado
cutina, en sus paredes celulares. El tejido parénquima consiste en células de paredes finas no especializadas que se encuentran en las raíces, los tallos y las hojas. Las funciones consisten en elaborar y almacenar el alimento y el agua.
cutina, en sus paredes celulares. El tejido parénquima consiste en células de paredes finas no especializadas que se encuentran en las raíces, los tallos y las hojas. Las funciones consisten en elaborar y almacenar el alimento y el agua.
El tejido de esclerénquima consiste en células de paredes gruesas, especializadas en reforzar algunas partes de la planta. El tejido vascular consiste en células que conducen el agua y el alimento a través de toda la planta. El sistema vascular se compone de dos tipos de tejidos: xilema y floema. El xilema es un tejido que conduce agua y que da sostén a la planta.
En las plantas leñosas, las células del xilema desarrollan paredes duras y gruesas que le dan fuerza y sostén a la planta. El tejido meristemático se compone de células menos especializadas, que son capaces de pasar por divisiones celulares frecuentes. Se encuentra en todas las áreas de la planta que crecen a lo largo o a lo ancho.
Las raíces:
La raíz es el órgano que ancla la planta en el terreno o en otro sustrato. También absorbe agua y minerales del suelo, y conduce el agua y los minerales a las partes de la planta que están sobre la tierra. La primera raíz que se desarrolló en una plántula se llama la raíz primaria. En las gimnospermas y en las dicotiledóneas, la raíz primaria se convierte en la raíz más grande de la planta, y se llama la raíz principal. El crecimiento de la raíz ocurre en un área cerca de la punta llamada la región meristemática del ápice de la raíz. El crecimiento que ocurre en esta región se llama crecimiento primario.
La cofia de la raíz está localizada debajo de la región meristemática. La cofia de la raíz cubre la punta de la raíz, le da protección, y ayuda en la absorción de agua y de minerales.
Los pelos radiculares son estructuras epidérmicas que aumentan la superficie de absorción de la raíz.
El sistema vascular forma un cilindro en el centro de la raíz. El cilindro vascular se llama la estela. La capa de células de parénquima, en el borde de la estela se llama periciclo. La corteza de la raíz es un área de tejido de parénquima que está fuera de la estela rodeada de la epidermis. La capa interna de la corteza forma un anillo alrededor de la estela llamada endodermis. Todos los materiales que se mueven desde la corteza hasta el sistema vascular pasando por el citoplasma de las células endodérmicas.
En el crecimiento primario, un aumento en células hace que la raíz sea más larga. El crecimiento secundario hace que las partes de la planta como el tallo y las raíces de las gimnospermas y las dicotiledóneas, se hagan más gruesas. El tejido que produce el crecimiento secundario se llama el cambio vascular.
Cerca de la superficie del cilindro vascular una capa meristemática, llamada el cambium suberoso, da origen a una capa protectora llamada corcho. El corcho es un tejido compuesto de células gruesas, que forma el tejido externo protector de las plantas leñosas.
La estructura externa de los tallos:
En la mayoría de las plantas de semilla, el tallo es la continuación de la raíz sobre la superficie de la tierra. El tallo es la estructura que conduce el agua y los minerales, absorbidos por la raíz, hacia arriba, hasta las hojas. También conduce los alimentos producidos en las hojas hacia abajo, hasta las raíces. El tallo le da soporte estructural a la planta, y produce hojas y flores.
Cada lugar donde hay una o dos hojas pegadas al tallo se llama un nudo. La región del tallo entre dos nudos se llama un entrenudo. Las regiones meristemáticas del tallo están localizadas en unas estructuras llamadas yemas. Una yema es una región meristemática rodeada por las hojas recién formadas, que no se han abierto aún. Las regiones meristemáticas del tallo se encuentran en la yema terminal. Las cicatrices de las yemas terminales muestran dónde había una yema terminal antes de que creciera una nueva sección de tallo de la yema. Las lenticelas en la corteza de la ramita son unas aberturas a través de las cuales puede entrar aire al tallo.
El crecimiento primario de los tallos, como el de las raíces, ocurre en regiones meristemáticas. Los tejidos vasculares del tallo están en haces, con el floema hacia el lado de la epidermis. Estos haces de xilema y floema se llaman haces vasculares.
El tejido de parénquima que se encuentra dentro del anillo vascular forma la médula. El crecimiento secundario puede resultar en plantas de gran tamaño, el crecimiento secundario viene del crecimiento de un nuevo tejido vascular producido por una capa de cambio vascular.
¿En qué consiste el transporte de agua y nutrientes en las plantas?
En las plantas también hay un sistema circulatorio que le permite transportar los nutrientes y otras sustancias. Las plantas como los helechos, las gimnospermas y las angiospermas poseen un conjunto de vasos a través de los cuales se transportan las sustancias nutritivas. Los tejidos conductores de las plantas superiores, están situados en la raíz, en el tallo y en las nervaduras de las hojas.
El proceso de circulación en las plantas tiene varias etapas en las que intervienen diversas partes de ellas, el proceso de absorción se inicia con el ingreso de sales minerales y agua a través de las raíces, gracias a los pelos radicales, también llamados pelos absorbentes. De la raíz esta mezcla llamada savia bruta pasa al tallo para ser transportado hasta las partes altas de las plantas gracias al fenómeno de la capilaridad.
Cuando la savia bruta llega a las hojas, entra a los cloroplastos de las células y éstos utilizan el CO2 del aire (que entra a través de los estomas) y la energía lumínica (que proviene del sol) para transformarla, a través del proceso de fotosíntesis, en savia elaborada (glucosa), que luego se distribuirá por todas las partes de la planta a través de otros vasos conductores.
La Fotosíntesis
Es un proceso en virtud del cual los organismos con clorofila, como las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan energía en forma de luz y la transforman en energía química.
Fases:
Fase Luminosa: se produce solo en presencia de luz, y se produce en las membranas de los tilacoides de los cloroplastos, lugar donde se localiza la clorofila. Se puede resumir en varios acontecimientos: 1.La energía de luz captada por la clorofila se utiliza para romper una molécula de H2O en un proceso llamado fotolisis del agua. 2.La rotura del agua libera O2 a la atm y electrones y H+ que se utilizan para reducir de NADP+ a NADPH. 3.Parte de la energía de la luz se emplea para sintetizar ATP a partir de ADP y Pi. - De esta forma, la energía luminosa se transforma en energía química: ATP y NADPH.
Fase Oscura: se localiza en el estroma del cloroplasto y no depende directamente de la luz. 1. Se produce a través de una ruta metabólica cíclica llamada Ciclo de Calvin. 2. Las moléculas de ATP y NADPH producidas en la fase luminosa se usan para recudir moléculas de CO2 a glucosa. 3. La glucosa formada es utilizada para la producción de energía en la respiración celular, y como materia de partida para la síntesis de todos los compuestos orgánicos requeridos para la célula atótrofa (otros carbono-hidratos, aminoácidos, lípidos, etc.), a través de otras rutas metabólicas.
Etapas de la respiración celular
Respiración celular:
La respiración célular es el proceso por el cual la célula se desglosa en glucosa con oxígeno para almacenar la energía como ATP (adenina trifosfato). La energía del ATP se usa para ayudar a la célula a cumplir funciones diarias como el crecimiento, la división y reparación de sí misma. La glucosa puede ser creada a través de un proceso de fotosíntesis en las células de las plantas o también puede ser ingerida en las células animales. El oxígeno puede ser absorbido o inhalado. Una provisión consistente tanto de glucosa como de oxígeno es necesaria para la célula para sobrevivir. Las cuatro etapas de la respiración célular son la glucólisis, la etapa de transición, el ciclo de ácido crítico y la cadena de transporte de electrones. A través de este proceso, se crean 38 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa.
Glucólisis:
La glucosa se desglosa en el citoplasma de la célula durante la etapa de glucólisis. Dos grupos de fosfato se adjuntan a la molécula de glucosa y ésta se divide en dos compuestos idénticos. Un ion de hidrógeno con dos electrones se desprende de cada uno de estos compuestos y se adjunta a un dinucleótido de nicotinamida y adenina para formar el NADH. Dos átomos de hidrógeno extras se desprenden y se unen con el oxígeno para formar agua. El carbón compuesto remanente se desglosa en dos moléculas de piruvato. En esta etapa se adquieren dos moléculas de ATP.
Etapa de transición y el ciclo de Krebs:
La etapa de transición se lleva a cabo en la mitocondrias. El piruvato se combina con el NAD+ para formar el NADH y moléculas de acetil coenzima A. El próximo paso es el ciclo de Krebs, también conocido como el ciclo de ácido cítrico. En éste ciclo, los átomos de hidrógeno se desprenden de las moléculas de acetil coenzima A para usar los electrones y poder crear ATP. Algunas veces, todo el remanente de las moléculas de acetil coenzima A es carbón, el cual se combina con el oxígeno para formar dióxido de carbono que es emitido como un desecho. El ciclo de Krebs crea cuatro moléculas de ATP.
Cadena de transporte de electrones:
El NADH que ha sido creado en las etapas de respiración celular anteriores libera los electrones a la cadena de transporte de electrones. Cada molécula consecutiva en la cadena tiene una atracción más fuerte al electrón, así que éste continúa a través de la cadena hasta que alcanza un átomo de oxígeno al final, donde se forma agua y es liberada. En el camino, libera energía que se usa para crear moléculas de ATP. La cadena de transporte de electrones crea 32 moléculas de ATP.
Importancia biológica y económica de las plantas
Importancia económica: el valor económico de las plantas proviene de los productos que extraen de ellas, como madera, materias primas, sustancias orgánicas y medicinales.
Importancia biológica: Las plantas son imprescindibles pues aparte de regenerar el oxigeno que respiramos los seres vivos nos proporcionan alimentos y materias primas para la industria y otros muchos beneficios, como el de fijar el suelo para que no se conviertan en desiertos nuestras tierras.
Los vegetales y plantas, de los que se conocen más de un millón de especies, fueron los primeros seres vivos que aparecieron en la tierra. Son los productores del oxigeno indispensable para la vida animal y la creación primaria de alimentos que sirven como base de la cadena de consumidores animales.
