PROCESOS VEGETALES
Las células vegetales
Tienen todos los orgánulos presentes en las células animales y poseen además algunos adicionales, como los cloroplastos, una vacuola central y una pared celular. Los cloroplastos tienen forma alargada y su estructura es aún más compleja que la mitocondrial: además de las dos membranas de la envoltura, que no se repliegan formando crestas, los cloroplastos tienen numerosos sacos internos aplanados en forma de disco (denominados tilacoides), interconectados entre sí, que están formados por una membrana que encierra el pigmento verde llamado clorofila. En los cloroplastos tiene lugar la fotosíntesis, un proceso que utiliza la energía solar para producir moléculas ricas en energía (ATP) y moléculas reductoras (NADPH) que se utilizan para sintetizar hidratos de carbono a partir de dióxido de carbono, liberando oxígeno. La fotosíntesis es un proceso vital ya que constituye una fuente importante del oxígeno fotosintético que necesitan la mayor parte de los organismos, incluidas las plantas, para vivir. Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos también poseen un cromosoma circular y ribosomas de tipo procariota, que se encargan de sintetizar las proteínas que estos orgánulos necesitan.
La estructura básica de la célula vegetal y sus elementos presenta muchas variantes. Los tipos de células similares se organizan en unidades estructurales y funcionales llamadas tejidos que constituyen el conjunto de la planta; estos tienen puntos de crecimiento formados por células en división activa en los cuales se forman células y tejidos nuevos. Los puntos de crecimiento, llamados meristemos, se encuentran en los extremos apicales de los tallos y las raíces (meristemos apicales), donde causan el crecimiento primario de los vegetales, y en las paredes de tallos y raíces (meristemos laterales), donde inducen el crecimiento secundario. En las plantas vasculares se reconocen tres grandes sistemas tisulares: dérmico, vascular y fundamental.
El tejido dérmico
Está formado por la epidermis o capa externa del cuerpo de la planta. Constituye la piel que cubre hojas, flores, raíces, frutos y semillas. Las células epidérmicas varían mucho en cuanto a estructura y función
Tejido vascular:
encargado de conducir agua, nutrientes y minerales disueltos, y floema, que transporta alimentos. El xilema también almacena nutrientes y contribuye a sujetar la planta.
El floema o tejido conductor de nutrientes
está formado por células que se mantienen vivas al madurar. Las células principales del floema son los elementos cribosos —llamados así por los grupos de poros que tienen en las paredes a través de los que se conectan los protoplastos de las células contiguas. Hay dos tipos de estos elementos: células cribosas, con poros estrechos dispuestos en grupos bastante uniformes en las paredes celulares, y tubos cribosos, con poros mayores en unas paredes celulares que en otras. Aunque los elementos cribosos contienen citoplasma también en la madurez, carecen de núcleo y otros orgánulos. Los elementos cribosos llevan asociadas unas células anexas que tienen núcleo y se encargan de fabricar y segregar sustancias que entregan a los elementos cribosos, así como de extraer de éstos los productos de desecho que forman.
TEJIDOS FUNDAMENTALES
Las plantas tienen tres tipos de tejido fundamental.
parénquima:
está distribuido por toda la planta, está vivo y mantiene la capacidad de división celular durante la madurez. En general, las células tienen solo paredes primarias de grosor uniforme. Estas células del parénquima se encargan de numerosas funciones fisiológicas especializadas: fotosíntesis, almacenamiento, secreción y cicatrización de heridas. También hay células de este tipo en los tejidos xilemático y floemático.
El colénquima
es el segundo tipo de tejido fundamental; también se mantiene vivo en la madurez, y está formado por células provistas de paredes de grosor desigual. El colénquima puede plegarse, y actúa como tejido de sostén en las partes jóvenes de las plantas que se encuentran en fase de crecimiento activo.
El esclerénquima,
El tercer tipo de tejido, está formado por células que pierden el protoplasto al madurar y tienen paredes secundarias gruesas, por lo general con lignina. El esclerénquima se encarga de sujetar y reforzar las partes de la planta que han terminado de crecer.
FOTOSINTESIS
La fotosíntesis se realiza en dos etapas: una serie de reacciones que dependen de la luz y son independientes de la temperatura, y otra serie que dependen de la temperatura y son independientes de la luz. La velocidad de la primera etapa, llamada reacción lumínica, aumenta con la intensidad luminosa (dentro de ciertos límites), pero no con la temperatura. En la segunda etapa, llamada reacción en la oscuridad, la velocidad aumenta con la temperatura (dentro de ciertos límites), pero no con la intensidad luminosa.
FASE LUMINICA
La primera etapa de la fotosíntesis es la absorción de luz por los pigmentos. La clorofila es el más importante de éstos, y es esencial para el proceso. Captura la luz de las regiones violeta y roja del espectro y la transforma en energía química mediante una serie de reacciones. Los distintos tipos de clorofila y otros pigmentos, llamados carotenoides y ficobilinas, absorben longitudes de onda luminosas algo distintas y transfieren la energía a la clorofila A, que termina el proceso de transformación. Estos pigmentos accesorios amplían el espectro de energía luminosa que aprovecha la fotosíntesis.
La fotosíntesis tiene lugar dentro de las células, en orgánulos llamados cloroplastos que contienen las clorofilas y otros compuestos, en especial enzimas, necesarios para realizar las distintas reacciones. Estos compuestos están organizados en unidades de cloroplastos llamadas tilacoides; en el interior de éstos, los pigmentos se disponen en subunidades llamadas fotosistemas. Cuando los pigmentos absorben luz, sus electrones ocupan niveles energéticos más altos, y transfieren la energía a un tipo especial de clorofila llamado centro de reacción.
En la actualidad se conocen dos fotosistemas, llamados I y II. La energía luminosa es atrapada primero en el fotosistema II, y los electrones cargados de energía saltan a un receptor de electrones; el hueco que dejan es reemplazado en el fotosistema II por electrones procedentes de moléculas de agua, reacción que va acompañada de liberación de oxígeno. Los electrones energéticos recorren una cadena de transporte de electrones que los conduce al fotosistema I, y en el curso de este fenómeno se genera un trifosfato de adenosina o ATP, rico en energía. La luz absorbida por el fotosistema I pasa a continuación a su centro de reacción, y los electrones energéticos saltan a su aceptor de electrones. Otra cadena de transporte los conduce para que transfieran la energía a la coenzima dinucleotido fosfato de nicotinamida y adenina o NADP que, como consecuencia, se reduce a NADPH2. Los electrones perdidos por el fotosistema I son sustituidos por los enviados por la cadena de transporte de electrones del fotosistema II. La reacción en presencia de luz termina con el almacenamiento de la energía producida en forma de ATP y NADPH2.
FASE OSCURA
La reacción en la oscuridad tiene lugar en el estroma o matriz de los cloroplastos, donde la energía almacenada en forma de ATP y NADPH2 se usa para reducir el dióxido de carbono a carbono orgánico. Esta función se lleva a cabo mediante una serie de reacciones llamada ciclo de Calvin, activadas por la energía de ATP y NADPH2. Cada vez que se recorre el ciclo entra una molécula de dióxido de carbono, que inicialmente se combina con un azúcar de cinco carbonos llamado ribulosa 1,5-difosfato para formar dos moléculas de un compuesto de tres carbonos llamado 3-fosfoglicerato. Tres recorridos del ciclo, en cada uno de los cuales se consume una molécula de dióxido de carbono, dos de NADPH2 y tres de ATP, rinden una molécula con tres carbonos llamada gliceraldehído 3-fosfato; dos de estas moléculas se combinan para formar el azúcar de seis carbonos glucosa. En cada recorrido del ciclo, se regenera la ribulosa 1,5-difosfato.
Por tanto, el efecto neto de la fotosíntesis es la captura temporal de energía luminosa en los enlaces químicos de ATP y NADPH2 por medio de la reacción en presencia de luz, y la captura permanente de esa energía en forma de glucosa mediante la reacción en la oscuridad. En el curso de la reacción en presencia de luz se escinde la molécula de agua para obtener los electrones que transfieren la energía luminosa con la que se forman ATP y NADPH2. El dióxido de carbono se reduce en el curso de la reacción en la oscuridad para convertirse en base de la molécula de azúcar. La ecuación completa y equilibrada de la fotosíntesis en la que el agua actúa como donante de electrones y en presencia de luz es6 CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6H2OMelvin Calvin (1911-1997),
químico y premio Nobel estadounidense, célebre por sus estudios sobre la fotosíntesis y por su trabajo con determinadas plantas que producen combustible. Calvin nació en Saint Paul (Minnesota) y estudió en la Escuela de Minería y Tecnología de Michigan (actualmente Universidad Tecnológica de Michigan), en la Universidad de Minnesota y en la Universidad de Manchester, en Inglaterra. Se incorporó al departamento de química de la Universidad de California, en Berkeley, en 1937. Durante la década de 1940, comenzó sus experimentos sobre la fotosíntesis. Al utilizar carbono 14 radiactivo, Calvin pudo detectar la secuencia de reacciones químicas producida por las plantas al convertir dióxido de carbono gaseoso y agua en oxígeno e hidratos de carbono, proceso conocido como ciclo de Calvin. Por este descubrimiento le fue concedido en 1961 el Premio Nobel de Química.
Ciclo de Calvin
químico y premio Nobel estadounidense, célebre por sus estudios sobre la fotosíntesis y por su trabajo con determinadas plantas que producen combustible. Calvin nació en Saint Paul (Minnesota) y estudió en la Escuela de Minería y Tecnología de Michigan (actualmente Universidad Tecnológica de Michigan), en la Universidad de Minnesota y en la Universidad de Manchester, en Inglaterra. Se incorporó al departamento de química de la Universidad de California, en Berkeley, en 1937. Durante la década de 1940, comenzó sus experimentos sobre la fotosíntesis. Al utilizar carbono 14 radiactivo, Calvin pudo detectar la secuencia de reacciones químicas producida por las plantas al convertir dióxido de carbono gaseoso y agua en oxígeno e hidratos de carbono, proceso conocido como ciclo de Calvin. Por este descubrimiento le fue concedido en 1961 el Premio Nobel de Química.
Ciclo de Calvin
conjunto de reacciones enzimáticas que tienen lugar en las plantas y que, en líneas generales, transforman el dióxido de carbono (CO2) en sacarosa (un azúcar) y almidón (una sustancia de reserva). Todo este proceso, conocido con el nombre de ciclo de fijación del carbono o ciclo de Calvin en reconocimiento a su descubridor, el bioquímico estadounidense Melvin Calvin, tiene lugar en el estroma de los cloroplastos, ubicados en las hojas verdes de las plantas. El mecanismo de síntesis de los azúcares es catalizado por la enzima ribulosa 1,5-difosfato carboxilasa, la proteína más abundante en el cloroplasto. En una primera etapa esta enzima utiliza el CO2 para desencadenar la reacción de producción de 3-fosfoglicerato a partir de ribulosa 1,5-difosfato. Después de una serie de reacciones, este compuesto se transforma en gliceraldehído 3-fosfato. Una parte de este azúcar es utilizada para regenerar mas ribulosa 1,5-difosfato; otra parte se convertirá en aminoácidos, grasas y almidón. Pero la parte más importante de gliceraldehído 3-fosfato es transportada desde el cloroplasto hasta el citoplasma de la célula donde se integra, como un producto intermediario, en el ciclo de la glucosa, proceso durante el cual se transformará en fructosa 6-fosfato y glucosa 6-fosfato. Estos azúcares se unirán más tarde para dar lugar al producto final, un disacárido llamado sacarosa 6-fosfato. De esta manera la planta va almacenando sacarosa en las células de las hojas hasta que, en función de los requerimientos de hidratos de carbono, es exportada al resto de la planta a través de los haces vasculares. Algunas plantas tropicales que crecen en ambientes secos y muy calurosos han desarrollado una ruta alternativa para compensar la carencia de CO2 en el mesofilo (parte media de la hoja compuesta de tejido parenquimático). Este proceso tiene lugar en los cloroplastos de las células de la vaina o anillo que rodean los haces conductores.
FUNCIONES DEL AGUA EN LA PLANTA
CIRCULACIÓN EN LAS PLANTAS
EL AGUA EN LAS PLANTAS
La Fisiología Vegetal es en buena parte el estudio del agua. El agua es una de las más
Comunes y más importantes sustancias sobre la superficie de la tierra. Ella es esencial
para la existencia de la vida, muchos organismos entre ellos los vegetales dependen para
sobrevivir, más del agua disponible que de cualquier otro factor ambiental. El agua es la
forma en la cual el átomo de H, elemento esencial de todas las moléculas orgánicas, es
absorbido y, posteriormente, asimilado durante la fotosíntesis. Por lo tanto, ha de
considerarse como un nutriente para la planta, de la misma manera que lo son el CO2 o
el NO3
No obstante, la cantidad de agua que se requiere para el proceso fotosintético
es pequeña y, sólo constituye, aproximadamente, un 0.01 por 100 de la cantidad total
utilizada por la planta. La razón de esta baja utilización es que la mayoría de las
funciones en las cuales participa son de naturaleza física.
IMPORTANCIA ECOLÓGICA DEL AGUA
La distribución de las plantas sobre la superficie de la tierra es principalmente
controlada por el agua y la temperatura, y donde esta última lo permite, las plantas
crecen dependiendo de la cantidad y distribución de la precipitación.
IMPORTANCIA ECOLÓGICA DEL AGUA
La distribución de las plantas sobre la superficie de la tierra es principalmente
controlada por el agua y la temperatura, y donde esta última lo permite, las plantas
crecen dependiendo de la cantidad y distribución de la precipitación.
Así, donde las lluvias son abundantes y constantes se aprecia una vegetación exuberante
como en el Chocó; lugares con variaciones fuertes, similares al clima Mediterráneo,
caracterizado por días calientes y noches frías, resultan ser adecuados para el cultivo de
la caña de azúcar y frutales; por ejemplo, el Valle del Cauca; aquello sitios dónde las
épocas de verano son muy largas, se aprecia un notable desarrollo de los, pastos y
praderas como sucede en los llanos orientales y el Tolima, finalmente donde no llueve,
son comunes los paisajes desérticos, como se aprecian en la Guajira y el Norte del
Huila. En contraste donde el suelo tiene mal drenaje, lo que provoca una más o menos
permanente saturación del suelo, se aprecia la vegetación propia de los pantanos, esto es
corriente en los humedales existentes en la Sabana de Bogotá.
IMPORTANCIA FISIOLÓGICA DEL AGUA
La importancia ecológica del agua es el resultado de su importancia fisiológica. La
Única manera en la cual un factor ambiental, como el agua, puede afectar el crecimiento
de las plantas, es a través de su influencia sobre los procesos fisiológicos.
Casi todos los procesos en la planta son afectados directa o indirectamente por el
suministro de agua. Por ejemplo, la respiración de las semillas en formación, es
Inicialmente muy alta, pero esta se reduce rápidamente durante la maduración. En
Semillas secas al aire, la respiración es muy baja, pero esta se incrementa lentamente en
la medida que se aumenta el contenido del agua, hasta un punto crítico, en el cual hay
un rápido incremento en la respiración, como respuesta a un aumento adicional del
contenido del agua.
El crecimiento de las planta es controlado por la velocidad en la división y elongación
Celular y por el suministro de compuestos: orgánicos e inorgánicos requeridos para la
síntesis de nuevo protoplasma y pared celular. El crecimiento de la célula es
particularmente dependiente de al menos un mínimo grado del turgor de la célula, la
Elongación del tallo y las hojas son rápidamente reducidas o detenidas por déficit de
agua. Una reducción en el contenido de agua inhibe la fotosíntesis y generalmente
disminuye la velocidad de respiración y otros procesos donde hay la intervención de las
enzimas.
En resumen, la reducción en el contenido de agua es acompañado por la pérdida de
turgencia y marchitamiento, cesación del ensanchamiento celular, cierre de los estomas,
reducción de la fotosíntesis, y la interferencia con muchos otros procesos metabólicos.
Eventualmente, una continúa deshidratación causa desorganización en el protoplasma y
la muerte de la planta.
La importancia del agua en muchas actividades fisiológicas puede resumirse en cuatro
funciones principales.
CONSTITUYENTE.
El agua es importante cuantitativamente ella constituye el 80-90 % del peso fresco de
muchas plantas herbáceas y más del 50% del peso fresco de las plantas leñosas. El agua
es parte importante del protoplasma, como también de las proteínas y moléculas de
lípidos; una reducción en el contenido de agua en estos componentes de la célula, por
debajo de un nivel crítico causa cambios en la estructura celular y finalmente la muerte. Unas pocas plantas y órganos de plantas pueden ser deshidratadas en condiciones de
temperatura ambiental o aún en estufa, como es el caso de algunas semillas, sin perder
su viabilidad, pero tienen una marcada reducción en su actividad fisiológica, siempre
acompañada por una disminución en el contenido en los tejidos.
SOLVENTE
El agua es un solvente en el cual gases, minerales y otros solutos entran a la s células de
las plantas y se mueven de célula a célula y de órgano a órgano. La relativa alta
permeabilidad de la pared celular y las membranas del protoplasma permiten la
formación de una fase líquida, que se extiende a través de la planta, sirviendo de medio
para que ocurra la translocación de los elementos disueltos.
3. REACTANTE
El agua es un reactante o sustrato para muchos procesos importantes, como la
fotosíntesis y otros hídricos como la hidrólisis del almidón a azúcar en la germinación de semillas.
NUTRICION VEGETAL
La nutrición vegetal es el conjunto de procesos que permiten mediante los cuales los vegetales toman sustancias del exterior y las transforman en materia propia y energía El principal elemento nutritivo que interviene en la nutrición vegetal es el carbono, extraído del gas carbónico del aire por las plantas autótrofas gracias al proceso de la fotosíntesis. Las plantas noclorofílicas, llamadas heterótrofas dependen de los organismos autótrofos para su nutrición carbonosa.
La nutrición recurre a procesos de absorción de gas y de soluciones minerales ya directamente en el agua para los vegetales inferiores y las plantas acuáticas, ya en el caso de los vegetales vasculares en la solución nutritiva del suelo por las raíces o en el aire por las hojas.
Las raíces, el tronco y las hojas son los órganos de nutrición de los vegetales vascularizados: constituyen el aparato vegetativo. Por los pelos absorbentes de sus raíces (las raicillas), la planta absorbe la solución del suelo, es decir el agua y las sales minerales, que constituyen la savia bruta (ocurre que las raíces se asocian a hongos para absorber mejor la solución del suelo, se habla entonces de micorriza).
Por las hojas, allí donde se efectúa la fotosíntesis, la planta recibe aminoácidos y azúcares que constituyen la savia elaborada. Bajo las hojas, los estomas permiten la evaporación de una parte del agua absorbida (oxígeno: O2) y la absorción de dióxido de carbono (CO2).
Por el tallo, circulan los dos tipos de savia: la savia bruta por el floema y la savia elaborada por el xilema.
Los elementos nutritivos indispensables para la vida de una planta se subdividen en dos categorías: los macronutrientes y los micronutrientes.
Los macronutrientes
Los macronutrientes se caracterizan por sus concentraciones superiores al 0.1% de la materia seca. Entre ellos se encuentran los principales elementos nutritivos necesarios para la nutrición de las plantas, que son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno. Estos cuatro elementos que constituyen la materia orgánica representan más de un 90% por término medio de la materia seca del vegetal. Al cual se añaden los elementos utilizados como abono y enmiendas que son: el potasio, el calcio, el magnesio, el fósforo, así como el azufre. Los tres primeros macronutrientes se encuentran en el aire y en el agua. El nitrógeno, aunque representando un 78% del aire atmosférico, no puede ser utilizado directamente por las plantas que no pueden, a excepción de algunas bacterias y algas, asimilarlo más que bajo forma mineral, principalmente bajo la forma de ion nitrato (NO3). Eso explica la importancia de la "nutrición añadida de nitrógeno" en la nutrición vegetal y su adición como abono por los productores.
Los micronutrientes
En las plantas aunque tu no lo creas también hay un sistema circulatorio que le permite transportar los nutrientes y otras sustancias.
En las plantas la circulación se da en varios pasos. Para entender la información espero que recuerdes cuatro conceptos importantes: savia bruta, savia elaborada, xilema y floema.
El proceso de circulación en las plantas tiene varios etapas en las que intervienen diversas partes de ella, inicia con el ingreso de sales minerales y agua a través de las raices, esto se llama absorción. Antes de continuar, te cuento que el xilema es una mezcla de diferentes tipos de células conductoras llamadas traqueidas que son delgadas y alargadas y los vasos que se encuentran amontonados unos sobre otros, éstos son más cortos y anchos que las traqueidas.
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 en savia elaborada (glucosa) que luego se distribuirá por el resto de la planta a través del floema.
CIRCULACIÓN EN LAS PLANTAS
En las plantas aunque tu no lo creas también hay un sistema circulatorio que le permite transportar los nutrientes y otras sustancias.
CIRCULACION DE LAS PLANTAS
En las plantas la circulación se da en varios pasos. Para entender la información espero que recuerdes cuatro conceptos importantes: savia bruta, savia elaborada, xilema y floema.
El proceso de circulación en las plantas tiene varios etapas en las que intervienen diversas partes de ella, inicia con el ingreso de sales minerales y agua a través de las raices, esto se llama absorción. Antes de continuar, te cuento que el xilema es una mezcla de diferentes tipos de células conductoras llamadas traqueidas que son delgadas y alargadas y los vasos que se encuentran amontonados unos sobre otros, éstos son más cortos y anchos que las traqueidas.
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 en savia elaborada (glucosa) que luego se distribuirá por el resto de la planta a través del floema.
LA EXCRECIÓN DE LAS PLANTAS
La EXCRECIÓN en plantas es una función que realizan para sacar al exterior sustancias que luego pueden ser utilizadas por ellas mismas para realizar sus funciones de Fotosíntesis y Respiración, o bien acumularla en sus Vacuolas para sustancia de reserva.
En los VEGETALES no existe una excreción propiamente dicha ya que No tienen estructuras especializadas para realizar esta función. La cantidad de sustancias de desecho es muy baja. Algunos de estos productos son reutilizados en procesos anabólicos: el H2O y el CO2 se pueden emplear para realizar la FOTOSÍNTESIS. Los pocos desechos producidos no siempre salen al exterior. Se pueden acumular en VACUOLAS o espacios intercelulares.
Las sustancias de desecho pueden ser:
- SÓLIDAS: pueden ser cristales de oxalato cálcico.
- LÍQUIDAS: aceites esenciales (menta, lavanda, eucaliptus), resinas, látex (caucho), etc.
- GASEOSAS: dióxido de carbono y etileno (gas de los frutos maduros).
El H2O y el CO2, productos de la RESPIRACIÓN, se utilizan en la fotosíntesis; las plantas pueden emplear los desechos nitrogenados en la síntesis de nuevas proteínas, lo cual reduce su necesidad de excreción. Las plantas no tienen órganos excretores especializados; los productos de la respiración los eliminan a través de ESTOMAS, pelos radicales y lenticelas; otros desechos se almacenan en el cuerpo de la planta.
En los VEGETALES no existe una excreción propiamente dicha ya que No tienen estructuras especializadas para realizar esta función. La cantidad de sustancias de desecho es muy baja. Algunos de estos productos son reutilizados en procesos anabólicos: el H2O y el CO2 se pueden emplear para realizar la FOTOSÍNTESIS. Los pocos desechos producidos no siempre salen al exterior. Se pueden acumular en VACUOLAS o espacios intercelulares.
Las sustancias de desecho pueden ser:
- SÓLIDAS: pueden ser cristales de oxalato cálcico.
- LÍQUIDAS: aceites esenciales (menta, lavanda, eucaliptus), resinas, látex (caucho), etc.
- GASEOSAS: dióxido de carbono y etileno (gas de los frutos maduros).
El H2O y el CO2, productos de la RESPIRACIÓN, se utilizan en la fotosíntesis; las plantas pueden emplear los desechos nitrogenados en la síntesis de nuevas proteínas, lo cual reduce su necesidad de excreción. Las plantas no tienen órganos excretores especializados; los productos de la respiración los eliminan a través de ESTOMAS, pelos radicales y lenticelas; otros desechos se almacenan en el cuerpo de la planta.
Reproducción vegetal
proceso por el cual las plantas engendran o producen nuevos organismos a partir de células más o menos diferenciadas para asegurar la conservación de la especie. En las plantas, la reproducción puede ser sexual o asexual o vegetativa. En el primer caso existe un apareamiento de células, o de individuos unicelulares, hasta fundir su protoplasma y finalmente sus núcleos. En la reproducción asexual no existe tal fusión sino que se produce una multiplicación de los individuos por otros mecanismos; en unos casos a partir de células meramente vegetativas por fragmentación y división, y en otros por células o cuerpos germinales especiales.
REPRODUCCION SEXUAL
proceso por el cual las plantas engendran o producen nuevos organismos a partir de células más o menos diferenciadas para asegurar la conservación de la especie. En las plantas, la reproducción puede ser sexual o asexual o vegetativa. En el primer caso existe un apareamiento de células, o de individuos unicelulares, hasta fundir su protoplasma y finalmente sus núcleos. En la reproducción asexual no existe tal fusión sino que se produce una multiplicación de los individuos por otros mecanismos; en unos casos a partir de células meramente vegetativas por fragmentación y división, y en otros por células o cuerpos germinales especiales.
REPRODUCCION SEXUAL
La flor es la parte de la planta donde se encuentran los órganos reproductores sexuales. Se denominan plantas monoicas aquellas que presentan los órganos donantes o dadores (masculinos) y los receptores (femeninos) en flores separadas pero situadas en la misma planta, como ocurre en el maíz (véase Monoicismo). Son, por tanto, plantas monoicas unisexuales, mientras que las plantas monoicas hermafroditas presentan ambos órganos, estambres (androceo) y carpelos (gineceo) situados en la misma flor, como ocurre en la mayor parte de las plantas superiores. Por último, las plantas dioicas son aquellas en que las flores masculinas y femeninas aparecen en pies o individuos diferentes, como ocurre en los sauces o en los chopos.
En los estambres (los órganos reproductores masculinos) es donde se producen los gametofitos, una generación de células haploides que dará lugar a los gametos o células sexuales masculinas, mientras que en los carpelos (conjunto de ovario, estilo y estigma) se produce el gametofito femenino, otra generación haploide, que dará lugar a los gametos femeninos. El proceso de reproducción sexual incluye la fusión de dos células (gametos) de diferente sexualidad, cada una de ellas con su dotación cromosómica correspondiente. En las plantas superiores (las fanerógamas o plantas con semilla) la célula masculina es el grano de polen, el cual debe ser transportado desde los sacos polínicos existentes en las anteras al órgano receptor femenino donde están los primordios seminales (estructura que contiene el gametofito femenino y que también se denomina, impropiamente, óvulo) para germinar allí. Este proceso de transporte del polen hasta la estructura femenina de la flor se denomina polinización
Los sacos polínicos contienen las células madres del polen (diploides), que por meiosis forman los granos de polen (haploides). El óvulo está cubierto por tegumentos y contiene la célula madre del saco embrionario, que sufre una meiosis y forma cuatro células, de las que sólo subsiste una, la cual da lugar al saco embrionario, que es una célula con ocho núcleos. Tres de estos núcleos se sitúan en un polo de la célula y otros tres en el polo opuesto, y se rodean de citoplasma y de membrana. Los otros dos núcleos, llamados núcleos polares, se fusionan en el centro y forman un núcleo diploide. Una de las 3 células que se sitúan en el polo más próximo al micrópilo es la ovocélula; las otras dos células adyacentes se llaman sinérgidas. Las otras tres células, situadas en el extremo opuesto, se llaman antípodas.
Cuando el grano de polen llega al estigma de la flor germina y desarrolla un tubo polínico, que desciende por el estilo hasta llegar al óvulo. En las angiospermas (las plantas con verdaderas flores) se forman, entonces, en el grano de polen, dos núcleos espermáticos o gametos masculinos (en las gimnospermas sólo se produce uno). Uno de estos núcleos se fusiona con el núcleo de la ovocélula dando lugar a un cigoto diploide. El otro núcleo fecunda al núcleo diploide para dar lugar al endospermo. El cigoto sufre varias divisiones y origina un embrión.
el embrión desarrollado que ha alcanzado la madurez y se separa de la planta madre recibe el nombre de semilla. normalmente, en cada semilla hay un embrión que, temporalmente, está en fase de reposo, y tejidos nutritivos envueltos por una cubierta o testa. las semillas generalmente se asocian a otros órganos de la planta madre y pueden constituir unidades de diseminación complejas, como ocurre en los frutos, que son flores o partes de la flor, o también inflorescencias (conjunto de flores), en estado de madurez. Éstos pueden dejar en libertad a la semilla o bien desprenderse de ella
REPRODUCCIÓN ASEXUAL
FITOQUIMICA
REPRODUCCIÓN ASEXUAL
Mediante los procesos de multiplicación asexual se reproducen genotipos idénticos de una planta. En los organismos vegetales se dan varios tipos de reproducción asexual, bien mediante un proceso de gemación (por yemas, estolones o rizomas), o bien mediante producción de esporas, células reproductoras asexuales que permanecen en estado latente en condiciones desfavorables y que germinan cuando las condiciones ambientales son las adecuadas. Véase Reproducción vegetativa.
FOTOQUIMICA
La primera ley de la fotoquímica, conocida como ley de Grotthuss-Draper, establece que para que tenga lugar una reacción fotoquímica, una sustancia química ha de absorber energía radiante. En otras palabras, las moléculas que no absorben luz de una determinada longitud de onda, no experimentarán una reacción fotoquímica cuando sean irradiadas por luz de esa longitud de onda.
La segunda ley de la fotoquímica, o ley de Stark-Einstein, afirma que por cada fotón de luz absorbido por un sistema químico, sólo se activa una molécula para la reacción fotoquímica. Esta ley se conoce también como ley de fotoequivalencia, y fue enunciada por Albert Einstein en la época en que la teoría cuántica sobre la luz estaba siendo desarrollada por el físico alemán Max Planck, el físico francés Louis de Broglie, y otros. La ley implica que cada fotón de luz sólo puede producir la reacción fotoquímica de una molécula que absorbe luz. Una ley afín establece que la cantidad de fotorreacción que tiene lugar es directamente proporcional a la intensidad de la luz y al tiempo de iluminación. En otras palabras, más luz produce más fotoproducto.
Las fotorreacciones tienen lugar fácilmente (siempre que pueda producirse la absorción de luz) porque la absorción de luz lleva a la molécula a un estado excitado que contiene más energía que el estado fundamental. Al contener más energía, la molécula excitada es más reactiva. La ventaja de la fotoquímica es que proporciona una vía directa y rápida para la reacción química.
Otra ventaja significativa de la fotoquímica sobre las reacciones térmicas, que requieren calor para su activación, es la selectividad. Utilizando distintas frecuencias de luz, pueden fomentarse reacciones totalmente diferentes y exclusivas de una misma sustancia química. La frecuencia (u) de la luz absorbida por la molécula multiplicada por h, la constante de Planck, debe ser igual a la diferencia de energía entre el estado fundamental de la molécula (E1) y el estado excitado (E2): E2 - E1 = hu. Cambiando la frecuencia de la radiación, es posible llevar selectivamente las moléculas a diferentes estados excitados. Así, pueden realizarse reacciones fotoquímicas totalmente diferentes, dependiendo de la frecuencia y del número y tipos de estados excitados disponibles en la molécula.
La mayoría de las sustancias químicas que absorben luz no reaccionan fotoquímicamente porque la molécula puede desactivarse rápidamente, perdiendo su energía antes de que pueda producirse la reacción. La vida media del estado excitado debe ser suficientemente larga para permitir la reacción.
La fitoquímica estudia cada grupo de la planta, desde su estructura química molecular, hasta las propiedades biológicas de los vegetales Realiza relevamientos y análisis de los componentes químicos de las plantas, como los principios activos, los olores, pigmentos, entre otros.
Las sustancias fitoquímicas son encontradas en varios alimentos consumidos por los seres humanos como los vegetales, las frutas, las legumbres, los granos, las semillas y sirven de protección contra varias enfermedades como el cáncer y problemas cardíacos.
Se cree que los fitoquímicos surgieron hace millares de años atrás, en una época en que la tierra poseía poco oxígeno libre en la atmósfera. En estos tiempos, las plantas que trabajaban reteniendo el dióxido de carbono y liberando oxígeno, aumentaron la composición de oxígeno liberado, polucionando su propio medio con oxígeno reactivo.
Para protegerse de este gas en grandes concentraciones, las plantas desarrollaron componentes antioxidantes, incluyendo los fitoquímicos. Debido a estos antioxidantes, las plantas sobreviven en un ambiente rico en oxígeno.
Además de esto, los fitoquímicos protegen los vegetales contra hongos, bacterias y daños a las células.
Principales clases de sustancias fitoquímicas
Terpenos: Los terpenos actúan como antioxidantes y forman una de las mayores clases de sustancias fitoquímicas. Están presentes en una gran variedad de alimentos vegetales. Los carotenoides que son pigmentos de plantas de colores amarillentas, anaranjadas o enrojecidas, es una subclase de los terpenos. De los carotenoides existentes los más prevalentes son: alfacaroteno, betacaroteno, betacriptoxantina, licopeno, luteína y zeaxantina, siendo encontrados en el damasco, naranja, patatas dulces, maiz, frutillas, zanahorias, tomate y espinacas, entre otras.
Fenoles: Como subclases de los fenoles existen; los flavonoides que son pigmentos vegetales de color azul, azul enrojecido y violeta, inhiben enzimas responsables por la diseminación de glándulas cancerosas. Las quercitinas actúan reduciendo la formación de placas de lípidos en las arterias y en el combate de alergias. Son encontradas en algunas frutas, principalmente en la cebolla. Las antocianinas son responsables por el color rubí violáceo (pigmentos rojos azulados), presentes en las uvas, grosellas, cerezas, moras, frambuesas, entre otras. Los isoflavonoides son encontrados en los porotos y otras leguminosas y alimentos a base de soja. Actúan en el combate al colesterol LDL (colesterol malo), diabetes, osteoporosis, enfermedades cardiovasculares, cáncer entre otras.
Tioles: Los tioles son fitoquímicos que contienen azufre y son encontrados en vegetales crucíferos tales como la coliflor, repollo y brócoli.
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