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ESCUELA EUROPEA DE LUXEMBURGO
4º SECUNDARIA
SECCION ESPAÑOLA
BIOLOGÍA
TEMA 2. ESTRUCTURA Y FISIOLOGÍA VEGETAL.
CARACTERÍSTICAS DE LAS PLANTAS
Hace unos 400 millones de años, durante un periodo de la historia de la Tierra denominado Paleozoico, algunas algas verdes de la región costera conseguían sobrevivir a periodos de desecación. Sus descendientes lograron adaptarse gradualmente a la tierra firme y conquistar un territorio que había permanecido estéril hasta entonces. Habían surgido las plantas. Tras ellas, los primeros animales pudieron,
también poblar a tierra firme. Hoy se conocen más de 250.000 especies de plantas.
Las plantas comparten una serie de características, que permiten reunirlas en el Reino Metafitas. Estas características son:

Son pluricelulares (poseen más de una célula) tisulares (sus células están diferenciadas formando
tejidos).

Sus células poseen una pared celular hecha de celulosa.

Son autótrofos fotosintéticos (son capaces de sintetizar su propia materia orgánica mediante la
fotosíntesis, proceso que capta la energía solar gracias a la clorofila contenida en los cloroplastos.

Viven fijas al sustrato mediante la raíz, del que extraen parte de sus nutrientes.

Se han adaptado gradualmente a un sistema de reproducción en el que el embrión es envuelto
con estructuras de protección y acompañado de tejidos de reserva, formando estructuras de propagación denominadas semillas.
Algunos científicos incluyen a las algas dentro del grupo de las plantas; sin embargo, ninguna de ellas
tiene semillas, muchas son pluricelulares y las que son pluricelulares no tienen tejidos.
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2. ¿CÓMO SE NUTREN LAS PLANTAS?
Los vegetales, como todos los demás seres vivos, necesitan moléculas orgánicas (biomoléculas,
como glúcidos, lípidos y proteínas, que utilizan principalmente para:
o
Obtener la energía que requieren para sus funciones vitales mediante la combustión de moléculas
(respiración celular).
o
Su crecimiento, formación de nuevos órganos y desarrollo en general.
Las plantas se diferencian de los animales y de los hongos en que fabrican su propia materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos de su medio y de energía solar. Por esta razón se les denomina
autótrofos (=que se alimentan por sí mismos), para distinguirlos de los heterótrofos que toman sus
moléculas orgánicas de otros organismos.
En la nutrición vegetal tienen lugar
dos procesos complementarios:

La fotosíntesis: proceso de fabricación de materia orgánica a
partir de materia inorgánica, en el
que la energía procedente del Sol
se acumula en forma de energía
química en los enlaces de las
moléculas formadas. Tiene lugar
en presencia de luz en los cloroplastos de las células de las partes verdes de la planta.

La respiración celular: proceso
de degradación de moléculas
orgánicas, principalmente glúcidos y grasas, y rotura de sus enlaces para liberar la energía acumulada en ellos y transformarla
en energía aprovechable por la
célula (ATP). Tiene lugar en las
mitocondrias de todas las células
del vegetal que necesitan energía.
Para la síntesis de su materia orgánica (fotosíntesis) los vegetales requieren
todos los bioelementos necesarios (ver
Tema 4.1.), que obtienen del medio que
les rodea:
El carbono lo obtienen del dióxido de carbono (CO2) presente en
el aire y que toman por las hojas.
El hidrógeno lo obtienen del
agua, que toman por las raíces.
El resto de los elementos los toman del suelo, en forma de sales minerales, sobre todo nitratos, fosfatos y sulfatos.
Por otra parte, para su respiración celular, además de la materia orgánica que ellas mismas han fabricado, las plantas necesitan:
El oxígeno, que obtienen del aire.
Es muy importante tener en cuenta que las raíces absorben exclusivamente, agua y sales minerales
en disolución. Ningún compuesto orgánico es necesario para el desarrollo de la planta, pues son capaces
de sintetizar todas las biomoléculas que necesitan.
Estudiando los requerimientos nutritivos de las plantas se han desarrollado disoluciones que contienen todo lo que una planta necesita, de forma que es posible cultivarla bañando sus raíces en esas disoluciones, sin necesidad de que esté enraizada en el suelo: son los llamados cultivos hidropónicos.
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3. LAS BRIOFITAS
Las Briofitas son los vegetales terrestres más primitivos y de estructura más sencilla. Son plantas
que crecen en ambientes húmedos y sombríos. Carecen de verdaderos tallos, hojas y raíces. Tampoco
tienen un sistema de vasos conductores para transportar las sustancias: éstas son transportadas de
célula a célula; ese es uno de los motivos de que las Briofitas no puedan alcanzar grandes tamaños, a lo
sumo algunos centímetros de altura.
Las Briofitas presentan un mecanismo de reproducción alternante en el que se suceden plantas
que se reproducen por gametos (gametofitos) y plantas que se reproducen por esporas (esporofitos).
Las almohadillas de musgo, que elegimos como ejemplo de Briofitas, están formadas principalmente por
gametofitos. Constan de los siguientes elementos:

Rizoides (falsas raíces): son filamentos mediante los cuales se fijan al sustrato.

Filoides (falsas hojas): son láminas finas que realizan la
fotosíntesis.

Cauloides (falsos tallos): son ejes donde se fijan los filoides.
Ninguno de los tres elementos se considera como verdaderos
raíces, hojas o tallos porque no presentan la estructura de tejidos
que estudiaremos en las Cormofitas. Sus tejidos son muy primitivos: en particular no tienen tejidos conductores y sus tejidos
epiteliales no los aíslan de la sequedad del ambiente (por ese
motivo no pueden vivir más que en ambientes húmedos).
Las paredes celulares de sus células están formadas solamente por celulosa y nunca están reforzadas con lignina (sustancia
constituyente de la madera). Esta es otra razón por la que sus
tallos nunca pueden alcanzar grandes tamaños.
El esporofito se desarrolla sobre el gametofito en determinadas épocas. Es un filamento terminado en una cápsula en la que
se fabrican las esporas. Carece de clorofila y se nutre del gametofito.
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4. LAS PTERIDOFITAS (HELECHOS)
Su estructura presenta ya verdaderos tallos, hojas y raíces, son verdaderas Cormofitas. No obstante, su sistema de reproducción sigue siendo alternante: presenta dos fases, un esporofito que produce esporas y un gametofito que produce gametos y que depende del agua para su reproducción. Este
es el motivo de que no hayan conquistado plenamente el medio terrestre
Lo que se conoce como helechos es la forma esporofito y presenta las siguientes características:

Para evitar la desecación, protegen
su superficie con una epidermis
aislante. El intercambio de gases
queda asegurado con la aparición
de unos orificios (estomas) en las
hojas y tallos verdes.

Para sujetar la planta al suelo se
forma la raíz, que además se encarga de absorber el agua y las
sales minerales.

Para que los nutrientes lleguen a
las partes más alejadas de la planta, han desarrollado vasos conductores.

Para soportar la acción de la gravedad, aparecen tejidos rígidos
de sostén, con gruesas paredes
celulares de celulosa o reforzadas
con lignina.
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Los helechos presentan una morfología variable, pero todos siguen un plan morfológico básico.
Un helecho está formado por un tallo subterráneo
de nominado rizoma del que nacen numerosas
raíces. Del rizoma nacen también grandes hojas
(frondes) cuyos limbos están divididos en foliolos y que son la única parte visible de la planta.
En determinadas épocas del año se forman en
el envés de los frondes unos abultamientos pardos
(los soros) que es donde se forman las esporas.
En las zonas templadas, los frondes crecen en
primavera y verano y mueren con las heladas. Sin
embargo, el rizoma y las raíces permanecen vivos
durante el invierno.
Las Pteridofitas aparecieron en la Tierra durante el Paleozoico y durante muchos millones de años fueron las plantas más evolucionadas.
Concretamente en el periodo llamado Carbonífero (entre
360 y 300 millones de años atrás), en el que las condiciones climáticas eran cálidas y húmedas, se formaron densos bosques de Pteridofitas de tamaño arbóreo y de rápido crecimiento.
La acumulación en zonas pantanosas de los restos de
estas plantas dio lugar a vastos depósitos de carbón.
Hoy en día, la mayor parte de las reservas de carbón
existentes (hulla) proceden del Carbonífero, lo que justifica el nombre dado a ese periodo.
¡Cuando quemamos carbón estamos quemando restos de
Pteridofitas!
5. LAS ESPERMAFITAS
El paso definitivo para la conquista del medio terrestre fue dado por las Espermafitas.
Son cormofitas y la estructura de sus raíces, tallos y hojas es muy similar a las de las Pteridofitas. Su principal adaptación es el desarrollo de un sistema de reproducción independiente del agua,
basado en:

Un gameto masculino que viaja resguardado de la sequedad dentro del grano de polen.

Un embrión que puede propagarse fácilmente protegido y dentro de una semilla, que además
contiene reservas nutritivas.
El porte de las Espermafitas puede ser:
Porte arbóreo: planta leñosa con un
tallo único que se ramifica a cierta altura.
Porte arbustivo: planta leñosa con varios
tallos desde el suelo.
Porte herbáceo: planta con tallo sin lignificar, generalmente de pequeño tamaño.
Las Espermafitas se clasifican en dos grandes grupos:
o
Gimnospermas: Son las
Espermafitas más primitivas.
Se caracterizan porque no
forman frutos que protejan a
sus semillas, por lo que se
dice que éstas son desnudas. Además, sus flores tienen una estructura muy simple. Ejemplos de Gimnospermas son los pinos, los
abetos, los cipreses y todas
las demás coníferas.
o
Angiospermas:
Son
las
Espermafitas más evolucionadas. Poseen flores complejas. Su características más importante es la de tener las semillas recubiertas por un fruto. Ejemplos
de Angiospermas son los rosales, el trigo o las encinas.
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6. LA RAÍZ Y LA ABSORCIÓN
La raíz es el órgano subterráneo de la planta, crece generalmente en dirección a la gravedad y
sus células carecen de clorofila y no realizan la fotosíntesis. Por ello, deben tomar el alimento, la savia
elaborada, procedente de las hojas. En ocasiones se encuentran raíces aéreas o acuáticas.
Las principales
de la raíz son:
funciones
o
La fijación de la planta al sustrato.
o
La absorción de agua
y minerales del suelo.
o
La
conducción
de
esas sustancias (savia
bruta) hacia las hojas.
o
Algunas raíces también
cumplen funciones de
almacenamiento de
sustancias de reserva,
como las raíces tuberosas de zanahorias,
nabos y rábanos.
Las raíces crecen a causa de un tejido de crecimiento (meristemo)
que hay en la punta de cada ramificación. Posteriormente, a medida que
la raíz envejece, crece en grosor, se reviste de un tejido aislante hecho
de corcho (corteza) y puede ramificarse.
En la zona terminal de cada ramificación, el tejido de crecimiento se
reproduce continuamente produciendo el crecimiento de la raíz en longitud. Para facilitar su penetración en el suelo, el meristemo está protegido
por una envuelta resistente (la cofia). Tras la zona de crecimiento existe
una zona de elongación donde las células jóvenes recién formadas se
alargan. Solamente en esta zona donde las células son jóvenes sus paredes celulares son suficientemente finas para absorber el agua y las sales
del suelo y para poseer unas prolongaciones denominadas pelos absorbentes: es lo que se denomina zona pilífera que está situada inmediatamente después de la zona de elongación.
Estructura de la raíz
Se pueden distinguir las siguientes capas en la raíz:
o
Epidermis: capa de células protectoras. En la zona pilífera, sus células disponen de pelos absorbentes: es la única zona
absorbente de la raíz. En las
raíces de más de un año, la epidermis se engruesa y se reviste de corcho para protegerse de la humedad.
o Cilindro cortical: capa constituida por células con finas
paredes celulares. Está separada de la siguiente capa por la
endodermis y la banda de Caspari, que controlan las sustancias que se desplazan desde la epidermis a los vasos conductores del interior.
o Cilidro vascular o medular: formado por células de
relleno dentro de los que están los haces de xilema (transportan agua y sales minerales desde la raíz a las hojas) y de
floema (transportan agua con productos orgánicos desde las
hojas hasta el resto de la planta), dispuestos de forma separada. Si la raíz tiene más de un año, se acumulan los haces
de xilema de años sucesivos que acumulan una sustancia
resistente (la lignina). Esto forma madera.
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Tipos de raíces
La absorción de las sustancias

Para penetrar en la raíz, las sustancias deben
atravesar la membrana de las células vegetales. Pueden hacerlo de forma pasiva (por difusión) o de mediante transporte activo.
Los gases, como el oxígeno y el dióxido de carbono, y algunos iones pueden moverse desde el medio
en que están más concentrados hacia el que medio en
que están más diluidos mediante un proceso de difusión que no requiere gasto de energía. Este proceso
tiende a igualar concentraciones.
La ósmosis, difusión de agua a través de la
membrana, permite que la planta tome agua del suelo.
Si la difusión fuese el único procedimiento de
transporte a través de la membrana, la planta no
tendría ningún control sobre lo que atraviesa su membrana. Para evitar eso, en determinados casos la
membrana es capaz de absorber sustancias que están
más concentradas dentro o de expulsar sustancias que
están más concentradas fuera. Este proceso requiere
gasto de energía y se denomina transporte activo.
Los restos depositados en el suelo sufren la acción de los descomponedores y se transforman en
materia inorgánica. Este reciclado de las sustancias enriquece el suelo en productos aprovechables
por las plantas.
Cuando un campo es cultivado y sus productos
son enviados a otro lugar, el suelo se empobrece
porque los restos de los vegetales no caen en ese
lugar.
Las distintas plantas consumen más unos elementos que otros. Si una tierra se cultiva un año
tras otro con el mismo cultivo, algún elemento,
generalmente el nitrógeno, puede desaparecer
totalmente.
Tradicionalmente, los agricultores lo han evitado rotando los cultivos e introduciendo en la rotación plantas como la alfalfa y otras leguminosas,
que enriquecen el suelo en nitrógeno puesto que
poseen en sus raíces unas bacterias simbióticas
que son capaces de fijar el nitrógeno atmosférico.
Para paliar la pérdida de nutrientes también se
emplean fertilizantes, tanto orgánicos (procedentes del estiércol) como inorgánicos: nitratos, fosfatos y sulfatos.
7. EL TALLO Y EL TRANSPORTE
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El tallo es la parte aérea de la planta que crece en sentido contrario a la raíz, buscando la luz, en
general hacia arriba. De él nacen todos los demás órganos del vegetal: ramificaciones, hojas, flores y
frutos.
Las principales funciones del tallo son:
o
Soporte de las partes aéreas de la planta. La mayor parte de los tallos son erguidos, más o menos verticales porque crecen hacia la luz. En otras ocasiones son trepadores alrededor de objetos
o de otras plantas (hiedra) o también pueden ser horizontales o rastreros (como los fresales).
o
Conducción, junto con la raíz. La savia bruta, formada por agua y sales minerales que ha sido
absorbida por la raíz, viaja por los tubos del xilema (o vasos leñosos) hasta las hojas. Una vez
realizada en éstas la fotosíntesis, las sustancias orgánicas sintetizadas son transportadas disueltas en agua (savia elaborada) a través de los tubos del floema (o vasos liberianos) desde las
hojas a todos los demás órganos de la planta.
o
Fotosíntesis, en los tallos jóvenes, que son verdes porque
contienen clorofila en sus células.
o
Almacenamiento, en algunos tipos de tallos de reserva,
como los de los cactus que reservan agua, los tubérculos (tallos subterráneos que acumulan sustancias nutritivas) o los
bulbos (tallos aplastados rodeados de hojas carnosas).
En un tallo se distinguen las siguientes partes:

Nudos: engrosamientos de los que nacen ramas y hojas.

Entrenudos: espacios comprendidos entre dos nudos.

Yemas terminales: pequeños brotes situados en las zonas
apicales de los tallos, que los hacen crecer en longitud. Están
formados por meristemos.

Yemas axilares: otros brotes situados a lo largo del tallo,
que al desarrollarse dan lugar a las ramificaciones.
Estructura del tallo
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La estructura del tallo es similar a la de la raíz. También dispone
de una epidermis, de un cilindro cortical y de un cilindro vascular o
cortical. La diferencia está el la disposición de los vasos conductores:
el la raíz, el xilema y el floema se disponen en haces alternos; en el
tallo, xilema y floema se disponen en haces mixtos, con los vasos
leñosos hacia el interior y los liberianos hacia la superficie.
Cuando un tallo tiene más de un año comienza a crecer en grosor mediante un tejido llamado cambium que fabrica floema hacia el
exterior y xilema hacia el interior a medida que el xilema viejo comienza a acumular una sustancia llamada lignina que los transforma
en madera. Los vasos leñosos que se fabrican en verano y otoño
son más finos que los formados en primavera, la madera que se forma a partir de ellos es más oscura y compacta. Por esa razón, en el
tronco de un árbol cortado se
observan anillos concéntricos
que indican los años de vida
de la planta. Cada anillo consta de una banda clara (vasos
de primavera) y una oscura
(vasos de verano-otoño).
Las capas de xilema viejo
se lignifican progresivamente hasta quedar obstruidas totalmente
y en ese momento sólo cumplen una misión de sostén, formando
el duramen (corazón o madera). Las capas más externas del
xilema son las que aún conducen la savia, tienen un color más
claro y constituyen la albura.
Por otra parte, a partir del primer año, la epidermis también
se engruesa y acumula súber para impermeabilizarse, formando
lo que se denomina corteza.
El transporte de la savia bruta
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Los vasos de xilema, por los que la savia bruta es transportada desde la raíz hasta las hojas están
formados por largas células que han muerto dejando un tubo hueco. Por otra parte, los tubos huecos se
comunican con otros tubos situados más arriba o más abajo mediante unas placas perforadas, que hacen
que los tubos de xilema puedan considerarse largos y finos conductos que llega desde la raíz hasta las
hojas. A través de ellos la savia se mueve debido a tres fuerzas:

Presión radicular: el agua y las sales que entran continuamente por la zona pilífera de la raíz
crean una presión que “empuja” hacia arriba a la
savia que ya se encuentra el el xilema.

Transpiración: a medida que el agua se evapora
en las hojas, se produce una fuerza de succión
que hace que entre más agua por la raíz y suba
por el tallo para reemplazar a la que se ha evaporado. Es lo que se denomina flujo de transpiración. La mayor parte del agua a lo largo de las
paredes celulares de las células sin penetrar en
ellas. La pared celular que ha perdido agua por
este proceso, la recupera de los vasos más
próximos.
El efecto de la transpiración puede ser muy intenso. Un árbol en un día caluroso puede absorber
cientos de litros, de los cuales sólo una pequeña
parte se emplea para la fotosíntesis y para mantener erguida la planta, y el resto se evapora.
La ventaja para la planta de tomar y evaporar
tanta agua puede ser la posibilidad de concentrar
sales que se encuentran en una concentración
muy pequeña en el suelo. También puede ser debido a la necesidad de refrigerar la planta.

Capilaridad: los tubos del xilema son muy finos
(tienen una luz inferior a un milímetro), es decir,
tienen estructura capilar. Las moléculas de agua
se aferran a las paredes y ascienden a lo largo del
tubo.
El transporte de la savia elaborada
A diferencia de los tubos del xilema, los tubos del floema están formados por células vivas. Esas
células transportan la savia elaborada (una disolución de agua con moléculas orgánicas) de una a otra
mediante un fenómeno llamado translocación. Cada célula transmite a sus vecinas las sustancias que
ha recibido de la célula anterior.
El movimiento de la savia bruta es ascendente, pero el de la savia elaborada es ascendente o descendente hacia las zonas de la planta que requieren alimento: desde las hojas hacia, por ejemplo, las
yemas, los frutos o las raíces que lo utilizan o acumulan.
Los troncos más altos
Las plantas con los troncos más altos son los árboles llamados secuoyas,
que viven en California y que pueden alcanzar hasta 100 metros de altura.
Se estima que los más viejos pueden tener 3.800 años de edad.
Los troncos más gruesos
Las plantas con los troncos más gruesos que se conocen son los árboles
mexicanos llamados ahuehuetes cuyos troncos pueden alcanzar 14 metros
de grosor y una altura de 30 metros, con una edad de unos 2.000 años.
Los baobabs africanos y australianos pueden tener troncos de hasta 12 metros de diámetro, 25 metros de altura, con longevidades de hasta 2.000
años…
Aunque algunos científicos dicen que la planta más grande y antigua del
mundo podría ser una planta acuática llamada Posidonia. Se ha descrito un
ejemplar en la isla de Formentera que mediría 8 kilómetros de extensión y
podría tener una edad de 100.000 años.
8. LA ESTRUCTURA
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Y LA FUNCIÓN DE LA HOJA
Las hojas son órganos generalmente verdes y con forma de lámina que se orientan hacia la luz. Se
originan a partir de yemas y salen del tallo o de sus ramas. El color verde se debe a la clorofila que es el
pigmento del que depende la principal función de la hoja: la fotosíntesis; otros pigmentos les dan color
rojizo (carotenos) o amarillo (xantofilas), especialmente
en otoño.
Morfología de la hoja
En una hoja se distinguen las siguientes partes:

Limbo: es la parte plana de la hoja. La cara superior,
expuesta al sol, se denomina haz y suele ser brillante
e impermeable. La cara inferior es el envés, donde
resaltan los nervios, que son los haces de tubos conductores; en esa cara se encuentran también los estomas, orificios microscópicos para la entrada y salida de gases.

Peciolo: es el rabillo que une la hoja con el tallo. En
la inserción se encuentra la yema axilar. Las hojas sin
peciolo se dice que son sentadas.

Vaina: es un ensanchamiento en la base del peciolo.
Estructura de la hoja
Las hojas están formadas por varias partes:

Epidermis del haz: es una capa de células
incoloras, recubierta de una capa impermeable, denominada cutícula, que impide
la evaporación del agua.

Parénquima clorofílico: formado a su vez
por dos capas:
o Parénquima en empalizada: tejido
formado por células alargadas con abundantes cloroplastos donde se realiza la
fotosíntesis.
o Parénquima lagunar: capa formada
por células irregulares que dejan entre sí
huecos o lagunas por donde pueden circular los gases; también realiza la fotosíntesis.

Haces liberoleñosos: discurren a través
de la hoja y forman los nervios, por donde
circula la savia.

Epidermis del envés: es similar a la epidermis del haz, pero no posee cutícula y,
en cambio, posee gran número de estomas.
Los estomas están formados por dos células verdes en forma de judía, denominadas células oclusivas.
Dejan un orificio llamado ostiolo, por donde entra y sale vapor de agua, oxígeno y dióxido de carbono.
Bajo el ostiolo, entre
las células del parénSi las plantas fueran negras…
quima lagunar, se
… aprovecharían mejor la energía solar. Las plantas son verdes porque lo es la
clorofila que contienen, la sustancia con la cual realizan la fotosíntesis y fabrican encuentra la cámara
materia orgánica. La clorofila es verde porque refleja, sin absorberla la luz de esa subestomática.
longitud de onda, lo que significa que no capta parte de la energía de la luz. Si
las plantas pudieran aprovechar también la luz verde, dispondrían de una mayor
cantidad de energía para fabricar más alimento y crecer más rápidamente, así
que muchos biólogos se preguntan por qué, en lugar de verdes, las plantas no
son negras. La respuesta se desconoce, aunque todo hace pensar que no existe
ninguna sustancia negra que pueda imitar el trabajo de la clorofila.
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La fotosíntesis
Es un proceso que tiene lugar el los cloroplastos de las células parenquimáticas de las partes verdes
del vegetal, gracias a la molécula activa llamada clorofila. En ella, la planta sintetiza los compuestos
orgánicos que requiere a partir de compuestos inorgánicos: agua, dióxido de carbono y sales minerales.
La energía necesaria es suministrada por el Sol. En ella se produce oxígeno, que es liberado a la atmósfera.
Su ecuación general, que se hace para el compuesto orgánico más fabricado, la glucosa, es la siguiente
6 CO2 + 6 H2O + luz
C6H12O6 + 6 O2
aunque sería más correcto escribir
CO2 + H2O + sales minerales + luz
compuestos orgánicos + oxígeno
El intercambio de gases
Las plantas toman el dióxido de
carbono a través de los estomas
De la misma forma, a través de
ellos se libera el oxígeno producido
en la fotosíntesis.
Los estomas se pueden abrir o
cerrar en función de las condiciones
del medio. Principalmente, se abren
cuando hay luz, que es cuando la
planta necesita el dióxido de carbono para realizar la fotosíntesis.
Sin embargo, por los estomas
también sale el agua que la planta
pierde por la transpiración. Aunque este proceso es imprescindible,
si la cantidad de agua que se evapora es superior a la cantidad que
las raíces pueden absorber, la planta debe limitarla, porque de lo contrario se marchitaría. Por ese moti-
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vo, las condiciones en condiciones muy calurosas, muy secas o con demasiado viento, las plantas tienden
a cerrar sus estomas aunque eso implique que no pueden tomar dióxido de carbono para su fotosíntesis.
9. LA IMPORTANCIA DE LA FOTOSÍNTESIS
La glucosa elaborada por fotosíntesis en los órganos verdes de las plantas es empleada en primera
instancia en la respiración celular no sólo de las células de esas partes, sino del vegetal entero. Mediante la respiración celular, son transformados de nuevo en CO 2 y H2O, y las células del vegetal, como
también ocurre en las células animales, obtienen energía que utilizan para todas sus funciones.
A pesar de la creencia común de que las plantas sólo respiran por la noche, lo cierto es que lo hacen
las 24 horas del día, al igual que el resto de los seres vivos. De lo contrario, de día no podrían realizar
ninguna de sus funciones.
Durante el día, la planta realiza dos procesos
cuyo balance gaseoso es antagónico:
a) La fotosíntesis, por la que se libera oxígeno, en
mucha mayor cantidad que la que se emplea para la respiración celular, y se consume dióxido
de carbono.
b) La respiración celular, por la que se consume
oxígeno y se produce dióxido de carbono, en
cantidad mucho menor que el consumido para la
fotosíntesis.
Como consecuencia, durante las horas de luz se
detecta una producción neta de oxígeno por la planta, mientras que de noche se detecta una producción neta de dióxido de carbono, porque la fotosíntesis está interrumpida.
Almacenamiento
La glucosa que no se emplea, se transforma en
almidón mediante una reacción reversible que se
invierte cuando la planta necesita de nuevo glucosa
Glucosa
Almidón
Algunas plantas son capaces de almacenar su exceso de glucosa en forma de aceites.
El almacenamiento, tanto de almidón como de aceites se hace en órganos de reserva como raíces,
tallos u hojas.
También en frutos y semillas se almacena materia orgánica. Cuando una planta germina, las reservas sirven para alimentar a la nueva planta hasta que es capaz de autonutrirse.
Síntesis de otras sustancias
Además de glucosa, almidón y aceites, la planta necesita celulosa para sus paredes celulares, proteínas, fosfolípidos y pigmentos. Todas estas moléculas se sintetizan a partir de la glucosa y otras
sustancias formadas en la fotosíntesis.
Para fabricar esas sustancias, la planta necesita, además de C, H y O, azufre, nitrógeno y fósforo que
obtiene de las sales minerales que toma por la raíz.
La fotosíntesis en el ecosistema
La vida se mantiene en la Tierra gracias a un continuo flujo de energía.
Ese continuo flujo de energía que atraviesa la biosfera tiene su origen en el Sol. Una pequeña parte
de la energía solar alcanza la superficie de la Tierra y es captada por las plantas.
Los vegetales desempeñan en papel de productores. Toman la energía del Sol y con ella fabrican materia orgánica en cuyos enlaces covalente está almacenada energía química. Parte de esa energía es consumida por ellos mismos y otra parte es acumulada en forma de estructuras y de reservas.
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La energía fluye desde los productores a los consumidores (animales) o de unos consumidores a
otros en forma de alimentos. De ellos obtienen los consumidores la energía que requieren para vivir. En
cualquier caso, la energía residual se pierde en forma de calor.
Recientemente se han descubierto ecosistemas acuáticos que viven alrededor de emanaciones volcánicas abisales, de las que obtienen su energía.
En otras palabras, con la excepción de esos ecosistemas submarinos, toda la vida sobre la Tierra depende de la energía solar captada por las plantas.
10. OTRAS FORMAS DE NUTRICIÓN
Aunque las plantas son esencialmente autótrofas, existen algunas formas peculiares de nutrición.
a) Plantas simbióticas. Consisten en vegetales que colaboran estrechamente con otros seres vivos.
Rizobios
Las plantas normales no son capaces de captar el nitrógeno atmosférico, deben tomarlo del suelo en
forma de nitratos. Existen muchos ejemplos de asociaciones de plantas con seres procariotas capaces de
fijar nitrógeno atmosférico. Entre ellos destacan por su importancia económica las asociaciones de las
plantas leguminosas (lentejas, garbanzos, alubias) con bacterias del género Rhizobium.
Las bacterias, que viven libres en el suelo, se adhieren a los pelos absorbentes de la raíz las leguminosas y penetran hasta la zona central de ésta. Allí se dividen activamente y penetran en las células.
Una vez en el interior, fijan activamente el nitrógeno atmosférico.
Micorrizas
Son asociaciones de hongos con las raíces de muchas plantas. Son tan comunes que las plantas que
no las poseen constituyen una excepción.
El micelio del hongo rodea a las raíces jóvenes con una maraña de hifas. Éstas pueden crecer incluso
dentro de la raíz, pero sólo en la zona cortical.
El hongo adquiere la función de los pelos radiculares y absorbe agua y sales minerales
b) Plantas carnívoras.
Son plantas que hacen la fotosíntesis igual que el resto, pero consiguen algunos elementos necesarios digiriendo materia orgánica.
Son capaces de tomar ciertos nutrientes a través de
la superficie de las hojas, pero lo más sorprendente es su
capacidad de atrapar presas.
Son típicas de suelos ácidos, pobres en nutrientes. La
acidez del suelo impide la proliferación de bacterias descomponedoras por lo que el suelo recibe un menor aporte
de materia inorgánica. Los animales que consumen son
una buena fuente de nitrógeno.
Las más conocidas son la atrapamoscas y la drosera.
Ambas tienen hojas modificadas, en cuya superficie existen glándulas que segregan néctar para atraer a los insectos y glándulas que segregan enzimas para digerirlos.
Para retener a los insectos, algunas especies disponen de
pelos pegajosos y otras tienen ingeniosos mecanismos de
hojas móviles que se cierran al contacto con el animal.
c)
Plantas parásitas.
Viven sobre otras plantas a las que provocan, en
muchos casos daños importantes. Se suelen dividir en dos
grupos según las sustancias que toman de la planta
huésped.
Las holoparásitas no realizan la fotosíntesis y, por
ello, deben absorber savia elaborada de la planta huésped. Ejemplos son la orobanca y la cuscuta.
Las hemiparásitas tienen clorofila y hacen la fotosíntesis. Sólo toman savia bruta de la planta huésped.
Ejemplo es el muérdago. A esta planta, también llamada
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“arbusto de la luna”, los druidas le atribuían propiedades mágicas cuando se le recolectaba en el solsticio
de invierno: proporcionaba salud, fecundidad y felicidad. A pesar de ello, en muchos lugares constituye
una verdadera plaga. Esta planta parásita introduce sus raíces en los troncos o ramas de los árboles y es
muy habitual en huertas y bosques. Su vida puede llegar a 40 años.
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11. ACTIVIDADES DE REPASO
1. Si una planta no necesita absorber ningún compuesto orgánico, ¿por qué se habla tanto de los “abonos orgánicos” como alternativa “ecológica” a los abonos minerales?
2. Observa la gráfica adjunta y responde a las siguientes cuestiones.
a.
Indica el rendimiento de las parcelas de 2 a 6
con respecto a la parcela 1.
b.
A partir de los datos suministrados por la
gráfica, ¿es posible deducir que los fertilizantes artificiales proporcionan mejores rendimientos que el estiércol?
3. Un científico cultivó cereales y observó los cambios en la cantidad de azúcar a lo largo de un
día. Los resultados están reflejados en la tabla
adjunta. Los datos representan la concentración
de azúcar en la hoja expresada como porcentaje
frente a la masa de materia seca.
a.
Representa esos datos en una gráfica.
b.
¿Cuál será la concentración estimada de
azúcar a las 10 y a las 2?
c.
¿A qué hora del día es máxima la concentración de azúcar en la hoja?
d.
Explica esas variaciones.
4. ¿Por qué los helechos pueden tener mayor altura que los musgos?
5. ¿Qué adaptación permitió a los musgos comenzar la colonización de la tierra firme?
6. ¿Por qué los musgos no tienen tallos, raíces y hojas verdaderos?
7. ¿Cuál es la causa de que tanto los musgos como los helechos necesiten vivir en lugares húmedos?
8. Relaciona las definiciones con el grupo de plantas al que se refieren:
a. Plantas que forman semillas.
b. Poseen semillas pero no frutos.
c. Su aparato vegetativo consta de raíz, tallo y hojas.
d. Plantas cormofitas sin semilla.
9. Asigna
a.
b.
c.
d.
e.
f.
al nombre que corresponde a las siguientes descripciones referentes a los musgos:
Aparato vegetativo de los musgos.
Filamentos con los que se fijan al suelo.
Generación que forma los gametos.
Laminillas que realizan la fotosíntesis.
Generación que produce esporas.
Receptáculo donde se forman las esporas.
10. Indicar
a.
b.
c.
d.
e.
la estructura de los helechos a la que se refieren las siguientes definiciones:
Tallo subterráneo.
Hojas de los helechos.
Divisiones de las hojas.
Abultamientos parduscos en el envés de las hojas.
Generación del helecho en la que se encuentran todas las estructuras indicadas más arriba.
11. Relaciona todas las funciones que realiza la raíz. Si la considerásemos separadamente del resto de la
planta, ¿la raíz es autótrofa o heterótrofa?
12. ¿Por qué la absorción del agua y las sales minerales tiene lugar en las zonas terminales de la raíz y
no cerca del cuello?
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13. Cuando un jardinero quiere trasplantar una planta, tiene que tener mucho cuidado al arrancar la
planta de su lugar original, cogiendo una porción de suelo que incluya no solamente las partes mas
gruesas de la raíz, sino toda entera. ¿Por qué?
14. Indica
a.
b.
c.
d.
la diferencia entre los siguientes tipos de raíces, citando un ejemplo en cada caso.
Leñosas y herbáceas.
Normales y adventicias.
Axonomorfas y fasciculadas.
Napiformes y tuberiformes.
15. ¿Qué partes del tallo se encargan del crecimiento en longitud y de la formación nuevas ramas y
hojas? ¿Qué nombres reciben el crecimiento en longitud y el crecimiento en grosor de la planta? ¿Qué
tipos se encargando esos dos tipos de crecimiento?
16. ¿Qué indican los anillos que se observan en los troncos de los árboles? ¿Por qué cada año hay una
zona oscura y una zona clara? ¿Qué diferencia hay entre la albura y el duramen?
17. ¿Cómo es posible que haya árboles que tengan el tronco hueco y sigan vivos?
18. Los botánicos dicen que las palmeras no tienen tronco sino estipe. ¿Qué diferencias hay entre troncos
y estipes?
19. Clasifica los siguientes alimentos vegetales según sean raíces, tallos u hojas.
acelgas, ajos, boniatos, brotes de bambú, canela, canónigos, cebollas, espárragos, espinacas,
lechugas, nabos, patatas, rábanos, regaliz, remolachas, zanahorias
20. Indica
a.
b.
c.
d.
e.
cómo y dónde almacenan sus reservas nutritivas los siguientes organismos:
una persona
una planta de patata
una planta de arroz
una caña de azúcar
una remolacha
21. Da los nombres de las diferentes partes de una hoja que se muestran en el corte adjunto.
22. En las horas de máxima iluminación solar, ¿qué gases atraviesan los estomas? ¿En qué sentido? Justifica tu respuesta.
23. En un determinado momento, una hoja desprende CO2 y toma O2. ¿Es esto una prueba de que está
realizando la fotosíntesis? Razona la respuesta.
24. Relaciona los términos de las dos columnas siguientes.
Estomas
Dióxido de carbono
Vasos conductores
Luz
Cloroplasto
Agua
Espacios intercelulares
Clorofila
¿Qué característica tienen en común los términos de la primera columna? ¿Y los de la segunda?
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25. Busca hojas de distintos vegetales y clasifícalas según los siguientes criterios.
26. Las plantas se relacionan con su medio ambiente mediante tropismos y nastias. Investiga en qué
consiste cada uno de los siguientes fenómenos y da un ejemplo de un órgano vegetal que la cumpla.
a. Fototropismo positivo
b. Geotropismo positivo
c. Higrotropismo positivo
d. Nastia
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27. La concentración normal de dióxido de carbono en
la atmósfera es de 0,03% y, aunque no varía mucho, pueden detectarse variaciones entre distintos
lugares y entre distintas horas del día, que pueden
ser causadas por la actividad fotosintética y, a su
vez, influir en ella. La siguiente gráfica muestra la
concentración de CO2 medida en el interior de un
bosque a diferentes horas del día.
Explica las variaciones observadas en la concentración de dióxido de carbono a través de tus conocimientos sobre la fisiología vegetal.
28. La gráfica adjunta muestra la variación del rendimiento
de la fotosíntesis con respecto a la intensidad de la luz
cuando la concentración de dióxido de carbono ambiente es de 0,03% (curva A) y cuando es de 0,04% (curva
B).
a.
Describe lo que se observa en esas gráficas.
b.
Investiga qué nombre recibe la acción que ejerce la
concentración de dióxido de carbono sobre el rendimiento de la fotosíntesis.
29. Gracias a los invernaderos, los agricultores pueden varias una serie de factores que pueden hacer
mejorar el rendimiento de sus cultivos. Enumera esos factores y explica brevemente de qué forma influyen en la tasa de la fotosíntesis.
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