Tema 9, 2ª parte
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TEJIDOS PARA EL TRANSPORTE DE SUSTANCIAS ( CONDUCTORES) Son los que transportan sustancias por el interior de las plantas. Existen dos tipos básicos, el xilema y el floema. El xilema o tejido leñoso transporta la savia bruta de la raíz a las hojas. El floema o tejido liberiano transporta la savia elaborada, que se produce en las hojas, al resto de los órganos de la planta. TEJIDOS PARA CRECER El tejido meristemático o meristemo es el responsable del crecimiento y desarrollo de las plantas. Está constituido por células vivas, pequeñas, con grandes núcleos, sin vacuolas y con una pared celular fina, que permite su crecimiento y su división. Se localizan en las semillas, en los ápices de las raíces y los tallos, en las yemas y también en el interior del tallo o tronco. Frecuentemente, cuando se observa al microscopio, se puede ver que algunas (o muchas) de sus células se encuentran en división. Este es el caso de la imagen de la derecha, que es la parte en crecimiento de la raíz de la cebolla. La estructura de una planta cormofita 7 6 5 LA NUTRICIÓN DE LAS PLANTAS PASO A PASO La absorción de las sustancias minerales y del agua. El transporte de la savia bruta. La fotosíntesis. La distribución de la savia elaborada. La respiración. La eliminación de gases y de otros productos de excreción. La absorción de las sustancias minerales Las plantas toman las sustancias minerales y el agua a través de los numerosos pelos absorbentes que tienen las raíces. La mezcla de sustancias minerales y de agua se llama savia bruta. El transporte de la savia bruta La savia bruta asciende desde los pelos absorbentes de la raíz, a través de las células del xilema, que se disponen en filas formando vasos conductores ( vasos leñosos). LA FOTOSÍNTESIS Se realiza en los cloroplastos del parénquima clorofílico de las hojas. En ellos se encuentra la clorofila, un pigmento de color verde capaz de captar la luz solar. El proceso de la fotosíntesis consiste en fabricar nutrientes (hidratos de carbono) a partir de la savia bruta, del CO2 (que se absorbe por los estomas) y de la energía solar. Durante este proceso, en los cloroplastos, además de fabricarse hidratos de carbono, también se desprende oxígeno. La mezcla de hidratos de carbono y agua forma la savia eleborada. La nutrición en las plantas -La más humilde de las plantas lleva en el interior de sus hojas una factoría química que los seres humanos aún no podemos emular. Las plantas, en sus microscópicas fábricas, emplean la luz del sol para transformar el dióxido de carbono en glucosa. Las plantas, a diferencia de los animales, no necesitan tomar alimentos, pues ellas mismas fabrican su propia materia orgánica. El proceso general sigue varios pasos: La fotosíntesis La energía luminosa del sol es captada en los cloroplastos por los pigmentos fotosintéticos, unas moléculas capaces de transformar la energía luminosa en energía química (energía de unión entre átomos), concretamente en la energía de los enlaces químicos del ATP. El pigmento más importante es la clorofila, a la que deben las plantas su color verde. La fotosíntesis se divide en dos fases: fase luminosa y fase oscura. En la fase luminosa se precisa luz y consiste en la transformación de la energía de la luz en energía química (ATP). En la fase oscura no se necesita luz y se emplea la energía obtenida en la fase luminosa en la síntesis de biomoléculas orgánicas. Ambas fases, luminosa y oscura, ocurren simultáneamente. El nombre de fase oscura no significa que ocurra por la noche, sino que no necesita que haya luz. En las plantas, las biomoléculas orgánicas más abundantes son los glúcidos. Todas sus estructuras (raíz, tallo y hojas) contienen celulosa, que es un glúcido; y la mayor parte de sus reservas energéticas son de almidón, que también es un glúcido. Tanto la celulosa como el almidón están constituidos por multitud de moléculas de glucosa unidas entre sí. No es de extrañar, por tanto, que el producto de la fotosíntesis sea, principalmente, glucosa. La reacción química global que ocurre en la fotosíntesis es: La respiración celular Muchas células de las plantas, como, por ejemplo, las células de la raíz o del tronco, no disponen de pigmentos fotosintéticos para aprovechar la luz. Incluso las células con pigmentos fotosintéticos no podrán realizar la fotosíntesis por la noche. Por tanto, las plantas deben poseer otro mecanismo para obtener energía. Cuando no hay luz, toda la energía que precisan las células de la planta se obtiene a partir de las reservas energéticas que, básicamente, son de almidón. Para utilizar la energía almacenada en el almidón, éste se debe descomponer en moléculas de glucosa. Las moléculas de glucosa pasan al interior de la célula y se descomponen en moléculas orgánicas aún más pequeñas que entran en las mitocondrias, en donde ocurre la respiración celular. Este proceso consiste en la oxidación total de las pequeñas moléculas orgánicas con el oxígeno del aire. En este proceso se produce CO2 y energía química en forma de ATP, que las células pueden emplear. La reacción química global que ocurre en la respiración celular es: El intercambio de gases Tanto en la fotosíntesis como en la respiración celular, las plantas intercambian gases con la atmósfera: Durante la fotosíntesis, la planta toma dióxido de carbono y desprende oxígeno. Durante la respiración celular, toma oxígeno y desprende dióxido de carbono. Durante el día, la planta realiza tanto la respiración celular como la fotosíntesis, pero predomina esta última. Por tanto, la planta, en su conjunto, toma dióxido de carbono y desprende oxígeno. Durante la noche, solo realiza la respiración celular, por lo que toma oxígeno y desprende dióxido de carbono. Obtención de energía en las plantas Las plantas obtienen energía gracias a la fotosíntesis. Las plantas, por el contrario, llevan a cabo reacciones endotérmicas gracias al aporte de energía de la luz solar. Fotografía de una mitocondria tomada con el microscopio electrónico Mitocondria vista al microscopio electrónico, donde se produce la respiración celular Es mucho menor que un cloroplasto y cada célula contiene cientos de ellas. Fotografía de células vegetales tomada con un microscopio óptico Fotografía de células vegetales donde se observan los cloroplastos Los pequeños discos verdes que se observan son los cloroplastos. LA DISTRIBUCIÓN DE LA SAVIA ELABORADA La savia elaborada se distribuye a toda la planta a través de las células del floema, que se disponen formando vasos conductores. RESPIRACIÓN La energía necesaria para que las plantas realicen sus funciones vitales se obtiene en la respiración. El proceso de la respiración consiste en obtener energía mediante la combustión de los hidratos de carbono fabricados en la fotosíntesis. En toda combustión se precisa oxígeno para llevarla a cabo . La respiración celular se realiza en las mitocondrias, y el oxígeno necesario para el proceso se toma a través de los estomas de las hojas y de los pelos absorbentes de las raíces. LA ELIMINACIÓN DE GASES Y DE OTROS PRODUCTOS DE EXCRECIÓN El exceso de agua se elimina en forma de vapor a través de los estomas. El proceso se denomina transpiración. También expulsa el dióxido de carbono procedente de la respiración celular y el oxígeno resultante de la fotosíntesis. Algunas sustancias de desecho, como las resinas o el látex, se eliminan a través de unos vasos conductores especiales; otras se almacenan en las enormes vacuolas de las células de las hojas, y se deshacen de ellas cuando estas caen en otoño. La transpiración facilita la absorción de la raíz y el ascenso de la savia bruta por el tallo. Si la transpiración es excesiva, la planta cierra sus estomas. A veces, el exceso de agua se pierde en forma de gotas, que se forman en los bordes de las hojas, proceso que se llama gutación. ESQUEMA DE LA NUTRICIÓN EN UNA PLANTA CORMOFITA Dibujos de: Absorción de sustancias minerales y agua. Transporte de la savia bruta Fotosíntesis Distribución de la savia elaborada Respiración. Transpiración (Ver libro pag 161) 4.- LA NUTRICIÓN EN LOS ANIMALES LA OBTENCIÓN DE NUTRIENTES.- Los animales tienen nutrición heterótrofa. La mayoría deben desplazarse para conseguir su alimento, que puede consistir en materia vegetal (animales herbívoros), materia de origen animal (animales carnívoros), o de ambos tipos (animales omnívoros). Generalmente, disponen de estructuras para capturar el alimento (garras, tentáculos …) y para ingerirlo (piezas bucales, picos …), y así como de órganos o aparatos para digerirlo. ALGUNOS ÓRGANOS PARA INGERIR ALIMENTO ÓRGANOS QUE PERFORAN.- Los mosquitos, las garrapatas, las sanguijuelas o los vampiros, que se alimentan de sangre, y los pulgones, que se alimentan de savia, han desarrollado piezas bucales que perforan los tejidos. ÓRGANOS QUE FILTRAN.- las ballenas y los flamencos, que se alimentan de plancton (seres muy pequeños que viven en suspendidos en el agua), han desarrollado piezas filtradoras, como las barbas y los pocos filtradores, respectivamente. ÓRGANOS QUE ABSORBEN .- Algunos parásitos intestinales (como la tenia) carecen de aparato digestivo y absorben, por la superficie de su cuerpo, las sustancias previamente digeridas en el aparato digestivo del animal al que parasitan. ÓRGANOS QUE TROCEAN.- Los animales que necesitan trocear los alimentos tienen picos que desgarran (aves), dientes que cortan y mastican (mamíferos) mandíbulas que trituran ( insectos y crustáceos), rádulas que raspan (caracoles), etc. El proceso digestivo en los invertebrados -Una vez que han conseguido el alimento, los animales realizan el proceso digestivo. En los invertebrados existe una gran variedad de formas de conseguirlo, tantas como tipos diferentes de invertebrados. Digestión del alimento En la digestión se pueden distinguir dos tipos de procesos: Digestión física. Consiste, fundamentalmente, en trocear y triturar los alimentos, a fin de facilitar la digestión química. Digestión química. Consiste en la secreción de enzimas, que actúan sobre los compuestos orgánicos complejos de los alimentos y los transforman en otros más simples capaces de atravesar las membranas plasmáticas celulares. Los animales presentan dos tipos de digestión: la intracelular y la extracelular. LA DIGESTIÓN Los alimentos no pueden ser utilizados tal como son digeridos; hay que extraer de ellos las sustancias nutritivas que los componen; es decir, hay que digerirlos. Los poríferos carecen de aparato digestivo; capturan las partículas alimenticias suspendidas en el agua mediante unas células especializadas y las digieren dentro de unas vesículas presentes en sus células que contienen sustancias digestivas. La mayoría de los animales cuentan con un aparato digestivo más o menos complejo, con el tubo digestivo dividido en regiones e incluso con diversas glándulas. Digestión intracelular Es el modo de digestión más primitivo, propio de las esponjas. Las partículas alimenticias son englobadas por las propias células del animal y posteriormente digeridas en el interior de vacuolas digestivas, en las que se vierten las enzimas de los lisosomas. Digestión extracelular La digestión extracelular se produce fuera de las células, en el interior del aparato digestivo, que es el encargado de acoger el alimento y de segregar sobre él las enzimas digestivas. Básicamente existen dos tipos de aparatos digestivos: La cavidad gastrovascular es una especie de bolsa con un solo orificio, que sirve a la vez de entrada del alimento y salida de los materiales indigeribles. El tubo digestivo es un conducto que presenta un orificio de entrada, llamado boca, y otro de salida, llamado ano. Generalmente presenta varias regiones diferentes (la boca, la faringe, el esófago, el estómago y el intestino), que realizan misiones digestivas específicas. La digestión extracelular hace posible que los animales se alimenten de partículas mucho mayores, con lo que la alimentación se hace intermitente. El proceso digestivo en algunos invertebrados Los invertebrados son un grupo tan variado que podemos distinguir muchas formas diferentes en el proceso digestivo. Las esponjas son animales micrófagos, y no tienen aparato digestivo. Poseen unas células especializadas, los coanocitos, que crean corrientes, filtran el agua y retienen pequeñas partículas de alimento. Realizan una digestión intracelular, puesto que las partículas pasan al interior de los coanocitos, donde se digieren para liberar sus nutrientes. Posteriormente, estos se repartirán al resto de las células. ASÍ SON LOS APARATOS DIGESTIVOS DE LOS INVERTEBRADOS LA CAVIDAD DIGESTIVA.- Los cnidarios tienen una cavidad digestiva en forma de saco con un único orificio, que sirve a la vez para ingerir el alimento y para expulsar los desechos. Las partículas alimenticias son parcialmente digeridas en esta cavidad; su digestión se completa dentro de las vesículas digestivas que hay en las células que recubren esta cavidad. Para capturar a sus presas, los cnidarios, como los pólipos, disparan los cnidocitos, de sus tentáculos y las paralizan. TUBO DIGESTIVO.- La mayoría de los invertebrados poseen un tubo digestivo con dos orificios: La boca (por la que ingieren el alimento) y el ano ( por el que expulsan los desechos). El tubo está dividido en regiones especializadas (la boca, captura y trocea el alimento; el estómago lo digiere; el intestino completa la digestión, absorbe los nutrientes y forma las heces). Las medusas y las anémonas son macrófagos: capturan presas vivas. Poseen en sus tentáculos unas células, los cnidoblastos, que inyectan una sustancia paralizante en las presas. A continuación, con ayuda de los tentáculos, introducen la presa en la cavidad digestiva. Ésta tiene un solo orificio, que funciona como boca y como ano. La digestión se produce en dos fases: Extracelular: ocurre fuera de las células, en la cavidad digestiva, por medio de enzimas. Intracelular: tiene lugar dentro de las células, que terminan de digerir los fragmentos de alimento resultantes de la fase extracelular. Los restos no digeridos del alimento se expulsan en la egestión. Muchos anélidos, como la lombriz de tierra, son micrófagos y su digestión es extracelular. Tienen un tubo digestivo completo, es decir, con boca y ano. La lombriz va cavando galerías e ingiriendo la tierra. En su recorrido por el tubo digestivo, se digiere y absorbe la materia orgánica. Todo el resto se expulsa por el ano. El tubo digestivo muestra varias regiones diferentes, cada una de ellas, con una función.
