Nutrición vexetais
- 1. A NUTRICIÓN NOS VEXETAIS Profesor: Adán Gonçalves
- 2. AS PLANTAS SON AUTÓTROFOS As plantas son fotoautótrofos: Transforman a materia inorgánica (auga, sales minerais e CO2) en materia orgánica propia (azúcares), son polo tanto autótrofos. Para realizar este proceso empregan como fonte de enerxía a enerxía solar, son polo tanto fotosintéticos. A Nutrición nos Briófitos Os briófitos, brións e hepáticas, son protocormófitos, polo que non teñen raíces, nin talos, nin follas. Loxicamente fan a fotosíntese, pero o transporte de substancias, ao non ter vasos condutores, realízano por difusión a través de toda a súa superficie (célula a célula), por iso a súa epiderme non ten cutícula e viven en ambientes moi húmidos. A Nutrición nos Cormófitos Os fentos (pteridófitos) e plantas con semente (espermatófitos) son plantas con cormo, é dicir, con vasos condutores e raíz, talo e follas que permiten o transporte de substancias dun xeito moito máis eficaz.
- 5. Nutrientes minerais das plantas Son bioelementos que obteñen fundamentalmente do solo, diferenciamos: Macronutrientes: precísanos en maior cantidade (0,05% do peso seco) son: C, H, O, N, P, S, Mg, Ca, K... Micronutrientes ou oligoelementos: necesarios en menor cantidade, como: B, Cl, Mn, Fe, Zn...
- 6. Procesos de Nutrición nas plantas: Absorción de nutrientes inorgánicos (auga e sales) polas raíces. Transporte dos nutrientes inorgánicos a través dos vasos condutores dende as raíces a toda a planta. Evapotranspiración a través das follas, dunha boa parte da auga absorbida. Intercambio de gases a través dos estomas das follas. Fotosíntese : de substancias inorgánicas a orgánicas. Transporte de substancias orgánicas polos vasos condutores a toda a planta. Respiración celular, a planta obtén enerxía e materia propia a partir dos compostos formados na fotosíntese. Eliminación ou reaproveitamento de produtos
- 7. A ABSORCIÓN DE NUTRIENTES Nos cormófitos a maioría dos nutrientes son incorporados polas raíces. Nelas diferenciamos: Colo: zona de transición cara o talo. Zona pilífera: con pelos absorbentes (maior superficie de absorción) Zona de alongamento: zona de diferenciación celular, sen pelos absorbentes. Cono vexetativo: parte terminal da raíz.
- 8. Absorción de minerais: Ten lugar en forma de ións pola zona pilífera, penetra polos pelos mediante transporte activo, é dicir, sucede en contra de gradiente de concentración, precisa enerxía e necesita proteínas transportadoras a nivel de membrana.
- 9. Absorción de auga: Prodúcese tamén pola zona pilífera, penetra polos pelos por ósmose. A ósmose sucede cando dúas disolucións con diferente concentración de solutos están separadas por unha membrana semipermeable (permite o paso da auga, pero non dos solutos). A ósmose determina que auga irá na dirección axeitada para igualar as concentracións.
- 11. Vías de entrada ao xilema A auga e as sales minerais se dirixen dende a raíz ata o xilema, onde constituirán o zume bruto mediante dúas vías: Vía A ou simplástica: unha pequena parte da auga e moitos ións son transportados por ósmose e transporte activo respectivamente a través das membranas plasmáticas e de plasmodesmos (unións citoplasmáticas entre as células vexetais). É unha vía intracelular. Vía B ou apoplástica: a maior parte da auga e algúns ións circulan nos espazos intercelulares e paredes vexetais ata chegar a endodermis. Aquí se localiza a banda de Caspary que é impermeable e impide o paso da auga e as súas substancias disoltas obrigando, a este nivel, ao paso cara o interior das células, como na vía simplástica, para poder chegar ao xilema. É unha vía fundamentalmente extracelular.
- 13. TRANSPORTE DE ZUME BRUTO O transporte do zume bruto a través das células mortas do xilema débese fundamentalmente a tres factores: Atracción por transpiración: as perdas de auga ao evapotranspirar xeran unha tensión capaz de provocar o ascenso cara ás follas. Cohesión-adhesión: a elevada forza de cohesión da auga (pontes de hidróxeno) e a súa capacidade para adherirse as paredes celulares ademais o pequeno diámetro dos vasos provocan o ascenso por capilaridade. Presión radicular: o efecto de entrada de auga por ósmose a nivel radicular obriga a auga a ascender. Todo o sistema funciona grazas a enerxía solar que “pon en marcha” a evapotranspiración foliar.
- 15. TRANSPIRACIÓN A transpiración é a perda de auga por evaporación que se produce nas follas por difusión simple. O proceso funciona do seguinte xeito: 1.A auga evapórase a través dos estomas (evapotranspiración). 2.Aumenta a concentración de solutos na cámara estomática. 3.A ósmose leva auga de células próximas e prodúcese un efecto en cadea: perda de auga-aumento dos solutos-aumento da ósmose que chega ao xilema (nervios das follas). 4.Esta tensión arrastra zume bruto que ascende aportando auga. Factores que inflúen na transpiración: O vento facilita a transpiración. A humidade alta a dificulta. O aumento da temperatura a facilita.
- 16. O INTERCAMBIO DE GASES As plantas intercambian CO2 e O2 coa atmosfera: Pola noite as plantas, non realizan a fase luminosa da fotosíntese, polo que só consomen O2 e desprenden CO2 debido á respiración. Durante o día, levan a cabo a fase luminosa da fotosíntese e seguen respirando, pero como o intercambio da fotosíntese é maior que o da respiración netamente producen O2 e consomen CO2. O intercambio ten lugar nos estomas das follas e en menor medida, nas lenticelas dos talos. Tamén a través dos pelos absorbentes poden incorporar algúns gases disoltos.
- 18. Apertura e peche de estomas Os estomas están constituídos por dúas células oclusivas (con forma de ril) entre as que hai unha abertura ou ostíolo que conecta cunha cámara subestomática. Nalgúns casos hai células epidérmicas especializadas arredor das oclusivas que se denominan células anexas. A apertura ou peche dos estomas débese ao cambio de turxencia das células oclusivas. Cando entra auga nestas células e debido a distribución heteroxenea da parede, ábrese o ostíolo; cando perden auga, péchase. O intercambio está regulado pola concentración do ión K+, se aumenta a súa concentración nos vacúolos, entra auga desde as células adxacentes provocando a turxencia das oclusivas que abren o estoma. A saída de K+ ten o efecto contrario. O intercambio de K+ está regulado por por proteínas dependentes de enerxía.
- 19. Factores que inflúen na apertura-peche dos estomas: A luz: ábrense polo día e péchanse pola noite polo incremento de azúcares durante a fotosíntese. Concentración de CO2: a maior concentración no mesófilo (tecido entre a face e o envés da folla) provoca o peche. Disponibilidade de auga: o déficit estimula o peche.
- 20. A FOTOSÍNTESE É o proceso que permite aos vexetais transformar a enerxía luminosa do sol en enerxía química presente nos enlaces dos compostos orgánicos xerados (principalmente azucres). Lévase a cabo nos cloroplastos do parénquima (en empalizada e lagunar) do mesófilo das follas e nas partes verdes do talo. Precisa de compostos inorgánicos: auga e sales minerais (o zume bruto) que a planta extrae polas raíces e CO2 que procede do aire e entra polos estomas.
- 22. O proceso consta de dúas fases: Fase luminosa, realízase na membrana dos tilacoides do cloroplasto onde se atopan os pigmentos necesarios para a captación de luz (clorofila, xantofilas e carotenos) e a súa transformación en enerxía química (ATP). Só sucede durante o día. Fase escura, lévase a cabo no estroma do cloroplasto e permite a fixación do CO2 da atmosfera que mediante un ciclo de reaccións (Ciclo de Calvin) que conduce a síntese de azucres. Os ATP xerados na fase luminosa proporcionan a enerxía precisa de varias reaccións desta fase.
- 25. Importancia da fotosíntese Permite as plantas elaborar a súa propia materia orgánica a partir da materia inorgánica. (Autótrofos) Deixa dispoñible materia orgánica para os heterótrofos, por iso os vexetais son o primeiro elo (produtores) nas cadeas tróficas, sobre todo de ecosistemas terrestres. As algas fan esta laboura nos acuáticos. As plantas son fotoautrófos, polo que poden transformar enerxía luminosa en enerxía química (ATP). A enerxía luminosa non pode ser empregada por todos os seres vivos, pero a química si. Por esta razón a fotosíntese orixina o fluxo de enerxía nos ecosistemas. Na fotosíntese o O2 é un produto residual, pero este gas é imprescindible para os aerobios, incluíndo aos propios vexetais. A fixación de CO2 no proceso permite diminuír a concentración deste gas na atmosfera e regular o efecto invernadoiro.
- 26. Factores que afectan a fotosíntese Temperatura: os enzimas que participan no proceso teñen uns óptimos de temperatura. Ademais en climas cálidos moitas plantas deben pechar os estomas durante o día para evitar as perdas de auga por transpiración provocando unha diminución da concentracións de CO2. Intensidade de luz: en xeral é positivo, pero en exceso pode ser contraproducente por deterioro dos pigmentos fotosintéticos. Ademais depende das especies de plantas. Concentración de CO2: Aumenta ata un límite (saturación e desnaturalización) Concentración de O2: un exceso é negativo porque compite co CO2 na súa fixación á enzima rubisco (a encargada de fixar o CO2 na fase escura da fotosíntese) a este proceso denomínaselle fotorrespiración. Humedade: a falta de humedade provoca o peche dos estomas e a consecuente diminución de CO2. (Adaptacións plantas CAM e plantas C4 evitan este efecto).
- 27. A DISTRIBUCIÓN DO ZUME ELABORADO Os compostos orgánicos producidos na fotosíntese xunto coa auga constitúen o zume elaborado que será transportado polos vasos liberianos do floema dende os órganos produtores (follas e órganos de reserva) ata os sumidoiros (órganos en crecemento, flores e froitos). Este proceso denomínase translocación. O movemento do zume elaborado non é contínuo en plantas que viven en zonas con estación fría. Os ocos das placas cribosas dos vasos liberianos tapónanse con calosa ata a chegada da época favorable. Cada célula do floema posúe unha célula acompañante que pode estar asociada a unha fonte ou a un sumidoiro.
- 29. A hipótese do fluxo por presión explica como se produce este transporte: 1.Os compostos orgánicos formados no parénquima clorofílico das follas pasan mediante transporte activo ás células acompañantes do floema e a través dos plasmodesmos aos tubos cribosos. 2.O aumento de glícidos nos tubos aumenta a concentración de solutos e provoca a entrada de auga por ósmose neles. 3.Esto aumenta a presión hidrostática no interior dos tubos empurrando o zume elaborado cara zonas de menor presión, os órganos sumidoiros (tanto cara arriba como cara abaixo) 4.Ao chegar aos sumidoiros pasa por transporte activo dende os tubos cribosos ata as células que o precisan. 5.A diminución na concentración de solutos no interior dos tubos fai que auga retorne aos tecidos circundantes.
- 31. AS PLANTAS SINTETIZAN E ALMACENAN SUBSTANCIAS Os nutrientes que chegan ás células son empregadas para obter materia e enerxía propia. Ao conxunto de reaccións que suceden nunha célula denominámoslle metabolismo. O metabolismo pode escindirse en dous grupos de reaccións: Anabolismo: reaccións de síntese e transformación de compostos sinxelos a outros máis complexos que utilizará a célula para reparar, renovar, crecer... Son reaccións que precisan enerxía.Neste grupo de reaccións inclúese a propia fotosíntese. Catabolismo: reaccións degradativas nas que a partir de compostos complexos obtéñense compostos máis sinxelos que permiten a célula obter enerxía para desempeñar as súas funcións. A grosso modo, o metabolismo xeral en animais e vexetais é parecido. Porén nas plantas hai un metabolismo secundario que orixina compostos característicos; como os terpenoides ( un exemplo son os carotenoides), ou os alcaloides (moitos son defensas e teñen aplicacións médicas).
- 32. Almacenaxe de substancias de reserva Moitas plantas almacenan parte dos nutrientes sintetizados en tecidos parenquimáticos de distintos órganos: As raíces poden modificarse para almacenar polisacáridos (remolacha, cenoria....) Os talos poden transformarse en tubérculos de reserva de amidón como a pataca. No endospermo das sementes poden almacenarse proteínas de reserva.
- 33. AS PLANTAS ELIMINAN SUBSTANCIAS As plantas carecen de aparto excretor polo que os procesos de excreción non están moi desenvolvidos. Algúns refugos son almacenados, típicamente nos vacúolos das células vexetais de diferentes tecidos. Este é o caso do oxalato cálcico. Outros son reutilizados no metabolismo secundario. En moitas plantas hai tecidos secretores como xa vimos, son exemplos os condutos laticíferos e os condutos resiníferos. Por suposto, tamén hai eliminación de gases a través dos estomas e das lenticelas.