TEMA 6- órganos, sistemas y funciones de las plantas PDF

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Tema 6 de la asignatura de Fundamentos de la Biología del primer cuatrimestre del curso de Ciencias del Mar...

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5/10/2021!

tema 6: órganos, sistemas y funciones (plantas) Ín d i c e Parte 1: Organización de las plantas

Parte 2: Procesos vitales en vegetales

1. Tejidos vegetales

1. Crecimiento

2. Raíz

2. Transpiración

3. Tallo

3. Fotosíntesis

4. Hojas

ORGANIZACIÓN DE LAS PLANTAS Las plantas están organizadas jerárquicamente en órganos, tejidos y células. En las plantas vasculares la agrupación de sus órganos en raíz, tallo y hojas forma un aparato vegetativo llamado cormo: El tallo y las hojas forman el sistema aéreo. La raíz forma el sistema radical. En el interior se sitúa el sistema vascular: Xilema con sabia bruta. Floema con sabia elaborada. Las flores son hojas modificadas con función reproductora. La estructura de cormo permitió a las plantas conquistar el medio terrestre ya que posee:

- Tejidos protectores que evitan la desecación. - Tejidos conductores que permiten la circulación de agua y nutrientes. - Tejidos esqueléticos que permiten mantener erguidas las partes aéreas de la planta.

T eji d os

v eg et a l es

Los tejidos vegetales carecen de sustancia intercelular. Las células presentan poros (plasmodesmos) que atraviesan la pared celular y permiten el intercambio de sustancias. Se clasifican en:

- Tejidos embrionarios o meristemáticos: · Meristemático primario · Meristemático secundario

- Tejidos adultos: · Tejido protector o tegumentario · Tejido fundamental o parenquimático Parénquima clorofílico Parénquima de reserva · Tejido secretor

· Tejido esquelético o de sostén Colénquima Esclerénquima · Tejido conductor o vascular Xilema Floema

Tejidos embrionarios o meristemáticos Son los responsables del crecimiento y desarrollo de la planta. Formados por células vivas pequeñas sin vacuolas y con grandes núcleos en división celular (mitosis). (Cuando las células se dividen rápido el volumen nuclear se mantiene constante pero el volumen citoplasmático se reduce porque no le da tiempo a duplicarse.)

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Meristemos primarios o apicales Proceden de las células embrionarias. Se encuentran en los ápices (extremos) de tallos, raíces y yemas axilares (base de hojas o ramas). Son responsables del crecimiento en longitud (no en grosor, ej: plantas herbáceas) de las plantas, formación de ramas laterales, hojas y flores.

Meristemos secundarios o laterales Proceden de células adultas que recobran la capacidad de división. Se encuentra en posiciones laterales de algunos órganos (raíces, tallos y ramas). Son responsables del crecimiento en grosor de las plantas (crecimiento secundario). Existen dos tipos: · Cambium: Más interno y origina tejidos conductores con sabia bruta y sabia elaborada · Felógeno: Más externo y origina estructuras epidérmicas como felodermis hacia el interior o suber o corcho hacia el exterior.

Tejidos adultos Formados por células de diversas formas, que no se dividen, derivados de tejidos meristemáticos. Están especializados en realizar una función determinada. Crecen en longitud y altura como las plantas leñosas, que dependiendo de la forma son arbustos o árboles. Se clasifican en:

Tejido protector o tegumentario Formado por células muy juntas, sin espacios intercelulares que: recubren y protegen superficies de las plantas. regulan y permiten el intercambio de nutrientes con el exterior. · Epidérmico: Formado por una sola capa de células vivas, grandes, aplanadas y sin cloroplastos (no realizan la fotosíntesis). Recubren hojas y raíces de menos de un año. En la parte externa presenta una cutícula (cera) con función protectora e impermeable. Función de protección contra estrés biótico (patógenos y herbívoros) y abióticos (sequía). Puede presentar estomas (poros que intervienen en el intercambio gaseoso) o tricomas (función protectora si se encuentra en el tallo o absorbente si se encuentra en las raíces).

Tejido fundamental o parenquimático Formado por células vivas, grandes, redondeadas, poco diferenciadas y con grandes vacuolas. Aparece en todos los órganos vegetales, sirve de relleno constituyendo la mayor parte de la masa de la planta. Función de almacenamiento, metabolismo y regeneración. · Parénquima clorofílico: Sus células poseen cloroplastos. Aparece en hojas (mesófilo) y tallos verdes. · Parénquima de reserva: Sus células son grandes sin cloroplastos. Almacena sustancias de reserva. Aparece en el interior de órganos de reserva (tubérculos, bulbos, raíces, semillas…).

Tejido esquelético o de sostén Formado por células con paredes engrosadas proporcionando a la pared celular resistencia. Aparece en el interior de la planta con función esquelética. · Colénquima: Formado por células vivas, forma prismática y paredes irregularmente engrosadas. Proporciona resistencia y flexibilidad en plantas jóvenes.

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· Esclerénquima: Formado por células muertas, paredes lignificadas, grueso y duro (contiene lignina que aporta resistencia a la pared celular). Proporciona resistencia a las partes del vegetal que no crecen. Presenta fibras de soporte con forma alargada y dispuestas en cordones o haces.

Tejido vascular o conductor Está formado por la asociación compleja de varios tipos celulares: Elementos conductores, fibras de esclerénquima y parénquima de reserva. Se localiza en los nervios de las hojas y el cilindro central de raíces y tallos. Su función es el transporte de la savia. · Xilema o tejido leñoso: Formado por células cilíndricas, muertas, con paredes lignificadas por cuyo interior circula la sabia bruta desde la raíz hasta las hojas. · Floema o líber: Formado por cadenas de células vivas (células cribosas) con tabiques de separación perforados que se taponan en otoño y células acompañantes (células parenquimáticas asociada a las células cribosas), responsables de su supervivencia. Su función es conducir la sabia elaborada desde las partes fotosintetizadoras el resto de la planta.

Tejido secretor o glandular Tipo de tropismo en el que el crecimiento se ve afectado por la acción de la gravedad. Puede ser: Órgano filamentoso con crecimiento apical y geotropismo · Geotropismo positivo: el órgano crece hacia positivo. Funciones de absorción de agua y sales, fijación al el centro de gravedad (raíces). · Geotropismo negativo: el órgano crece en sustrato y almacenamiento de reservas. Las raíces gruesas poseen sentido opuesto al centro de gravedad (tallos). función de fijación y las pequeñas absorción en los extremos.

R a í z

Raíz axonomorfa o típica (1) Plantas dicotiledóneas. Raíz principal con raíces secundarias. Si almacena nutrientes se denomina raíz pivotante (3)

Raíz fasciculada o atípica o fibrosa (2) Plantas monocotiledóneas y herbáceas. No tiene eje principal y todas las ramificaciones tienen la misma importancia. Si posee engrosamientos repartidos entre las ramificaciones del sistema radical se denomina raíz tuberosa (4).

Raíz caulogénica (5) Raíz originada a partir de un tallo aéreo.

Raíz ramificada Posee una estructura similar a la del árbol, aunque carece de raíz principal.

T a l l o Presenta crecimiento apical y geotropismo negativo. Funciones de soporte, transporte y reserva (tallos subterráneos).

Yemas apicales 3

Formadas por tejido meristemático. Se localiza en la punta del tallo.

Cono vegetativo

Permite el crecimiento longitudinal de la planta.

Cono vegetativo o meristema vegetativo (del ápice hacia abajo del tallo)

Primordios foliares

Protegido por los primordios foliares que lo envuelven formando las

Yema apical

yemas. Es el punto donde las hojas se diferencian y elongan su tallo hasta el nudo (donde se insertan las hojas ya diferenciadas).

Hoja

Yema axilar

Yemas axilares Formadas por tejido meristemático. Se localiza en los nudos y

Entrenudo Nudo

entrenudos que originan ramas, hojas y flores. Cubiertas por catáfilos (hojas modificadas en “escamas”).

Peciolo

Protegen el brote en épocas desfavorables y originan ramas laterales. Tallo

Primordios foliares Son las estructuras embrionarias que acaban diferenciándose durante el desarrollo en las hojas.

Nudos Zona del tallo donde nacen las hojas. Poseen la conexión vascular entre la hoja y el tallo.

Entrenudo Porción de tallo que separa dos nudos.

H oja Es el órgano vegetativo y generalmente aplanado de las plantas vasculares. Especializado principalmente para realizar la fotosíntesis (también participa en el intercambio gaseoso y el transporte de agua).

Cotiledones (hojas embrionarias, semilla) Estructura simple y distinta al resto de la hoja. Pueden ser monocotiledóneas (1 cotiledón) o dicotiledóneas.

Hojas primordiales Son las primeras hojas que nacen por encima de los cotiledones de la planta joven.

Nomófilos (hojas vegetativas, normales) Aparecen después de las hojas primordiales y son las que se forman durante toda la vida de la planta. Morfologicamente más complejas y características de cada especie.

Limbo

Morfología del nomófilo (del tallo al ápice foliar) Estípulas Es una estructura, usualmente laminar, que se forma a cada lado de laYema axilar

Nervio

Peciolo

base foliar de una planta vascular (se puede encontrar una a cada lado, dos o ninguna). Pueden estar modificadas: vainas o lígulas.

Estípula

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Peciolo Apéndice de la hoja por el cual se une al tallo.

Limbo Parte plana de la hoja, posee dos partes Haz: Cara superior Envés: Cara inferior, donde se encuentran los estomas.

Nervios - Plantas dicotiledóneas: Poseen nervio central y secundarios - Plantas monocotiledóneas: Sin nervio central

PROCESOS VITALES EN VEGETALES C rec i mi en t o Crecimiento primario Hace crecer en longitud a raíces y tallos.

- El meristema apical radicular (cerca del final de la raíz) genera células para el eje radicular y la cofia.

- El meristema apical del tallo está localizado en la yema apical de donde genera hacia abajo nudos y entrenudos con hojas. Las paredes celulares de sus células poseen fundamentalmente celulosa.

Crecimiento secundario Hace crecer en longitud y grosor (aumentando el diámetro) de raices y tallos leñosos.

- E l c a m b iu m v a s c u l a r e s u n c i l i n d r o

Meristema apical del tallo

meristemático que produce xilema y floema.

Cambium suberoso

Las capas nuevas, xilema primario, conducen

Corcho

savia; las capas viejas, xilema secundario (madera), son inactivas.

- El cambium suberoso forma el epidermo (corcho) con función protectora. Las paredes celulares de sus células poseen fundamentalmente lignina y otros compuestos.

T ra n s p orte

Cambium vascular Cambium suberoso

Floema Xilema primario Xilema secundario (madera)

Floema Cambium vascular

Meristema apical radicular

Las plantas poseen diferentes mecanismos de transporte para cortas o largas distancias.

Absorción de agua El suelo está formado por pequeñas partículas de roca y materia orgánica que albergan espacios rellenos de agua y aire.

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En general, las plantas absorben el agua, por ósmosis, a través de las raíces, concretamente en la zona pilífera (pelos absorbentes, prolongaciones citoplasmáticas que aumentan la superficie de absorción).

Factores que afectan a la absorción de agua A mayor temperatura, aireación y cantidad de agua en el suelo → Mayor absorción (los suelos compactos dificultan la aireación).

Absorción de sales minerales Las sales se absorben en forma de iones mediante transporte activo (con gasto de energía), intercambio por difusión y transporte pasivo (sin gasto de energía).

Transporte de la savia bruta El agua y las sales minerales absorbidas forman la savia bruta que se mueve hacia el xilema de dos formas:

Vía apoplástica o apoplasto Se transporta por difusión simple a través del espacio externo de las membranas celulares (incluyendo las paredes celulares y los espacios intercelulares) hasta la endodermis donde se regula la absorción. No hay un selección de nutrientes (se produce luego en la Banda de Caspary).

Vía simplástica o simplasto Se transporta por ósmosis y transporte activo a través de los plasmodesmos (comunicaciones intercelulares, zonas donde la pared celular se adelgaza y produce intercambio de sustancias). Selección de nutrientes en la membrana externa. Banda de Caspary

SAVIA BRUTA agua + sales minerales Se transporta desde la raiz hacia las hojas a través del xilema (células muertas) Transporte unidireccional La transportan mecanismos pasivos (via apoplástica) SAVIA ELABORADA agua + sales minerales + materia orgánica (procedente de la fotosíntesis) Se transporta desde las hojas y el tallo hacia la raíz a través del floema (células vivas) Transporte bidireccional La transportan mecanismos activos (vía simplástica)

Vasos xilemáticos

Vía apoplástica Vía simplástica Epidermis

Cortex

Endodermis

T ra n s p i ra c i ó n La transpiración es la pérdida de agua por evaporación en las hojas por difusión simple a través de los estomas. Mayor temperatura → Mayor transpiración // Mayor humedad → Menor transpiración. Las células oclusivas de los estomas (las cuales se encuentran en el envés de las hojas) controlan su apertura/cierre: Se abren durante el día (respiración y fotosíntesis) y se cierran durante la noche (respiración) para prevenir pérdidas innecesarias de agua.

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· Se produce marchitez cuando el agua perdida por transpiración no se reemplaza por absorción de agua en raíces. Esta puede ser consecuencia de agentes bióticos (patógenos vasculares) o abióticos (hiperhidratación).

F ot os í n tes i s Autótrofos: Consumen materia inorgánica y producen materia orgánica. // Fotoautótrofos: Utilizan la energía solar para sintetizar materia orgánica. Los cloroplastos se originan de enzimas fotosintéticos y pigmentos (que captaban la energía lumínica) de los repliegues membranas de células procariotas. Son el orgánulo energético de las células fotosintéticas. Están formados por: · Tres membranas. · Grana: Pilas de sacos membranosos (tilacoides) en cuyas membranas se encuentra la clorofila. · Estroma: Fluido y denso. La fotosíntesis convierte la energía solar en energía química de los nutrientes en dos fases: · Reacciones lumínicas (“fase lumínica”): Captura de energía solar → energía química. Tiene lugar en los tilacoides de los cloroplastos. · Ciclo de Calvin (“fase oscura”): Energía química → moléculas orgánicas (el carbono se fija por acción de la RUBISCO). Existen diferentes tipos de pigmentos, los más efectivos son la clorofila a y b, carotenoides, flavonoides y antocianinas.

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