Ciencias naturales básicas



Nutrición en vegetales: estructura y función de raíz y hoja

La nutrición en vegetales tiene similitudes con la de otros seres vivos. Es decir, toman nutrientes del medio, los transforman y los usan para realizar todos sus procesos metabólicos.

Las plantas toman nutrientes a través de la raíz y de las hojas, los transforman mediante el proceso de fotosíntesis y los distribuyen al resto de la planta por difusión, con ayuda de los tejidos vasculares (xilema y floema). Los musgos son una excepción a esta generalidad, por cuanto ellos no tienen raíz propiamente dicha (sino rizoide) y tampoco tienen tejidos vasculares.

La raíz (estructura y función)

La raíz realiza la primera fase de la la nutrición en vegetales, que es la obtención de la mayoría de nutrientes. Además, es el órgano encargado de fijar la planta al sustrato.

Estructura externa de la raíz

La raíz presenta cuatro partes: Primero, el cuello o zona en la cual se une con el tallo. Segundo, la zona suberificada ubicada bajo el cuello. Tiene paredes gruesas e impermeables por la presencia de suberina. Tercero, la zona pilífera o de pelos absorbentes, formada por raíces jóvenes donde las células epidérmicas se alargan formando estructuras capaces de captar el agua y las sales minerales del suelo. Cuarto, la zona de crecimiento ubicada en el extremo de la raíz principal, con células de tejido meristemático de gran actividad mitótica protegidas por la cofia.

Estructura interna de la raíz

La raíz tiene una corteza formada por cuatro tejidos (epidermis, felógeno, parénquima cortical y endodermis) y un cilindro central formado por cuatro tejidos mas (periciclo, cambium, tejidos vasculares y parénquima medular).

Corteza

La epidermis está formada por una capa de células que a nivel de la zona pilífera emiten prolongaciones llamadas pelos absorbentes que aumentan la superficie de contacto con el medio facilitando la absorción de nutrientes. En las demás partes de la raíz, las células epidérmicas almacenan una sustancia de protección llamada suberina.

El felógeno es un anillo de células ubicadas en la corteza, que al dividirse generan tejido suberoso hacia fuera y parénquima cortical hacia dentro.

El parénquima cortical está formado por células de paredes delgadas que almacenan nutrientes recién absorbidos.

La endodermis está constituida por una sola capa de células selladas por la banda de Gaspar, cuya función es seleccionar el paso de nutrientes hacia el xilema.

Los pelos absorbentes de la raíz, obtienen del suelo agua y sales minerales disueltas, mediante difusión ósmosis y transporte activo; estas sustancias van al parénquima cortical donde se almacenan temporalmente; luego son seleccionadas por la endodermis y pasan finalmente al xilema, para ser transportadas hacia las hojas donde se utilizan en el proceso de fotosíntesis.

Cilindro central

El periciclo es un estrato de células cuya función es producir las ramificaciones secundarias de la raíz.

Los tejidos vasculares están dispuestos en grupos formando vasos leñosos (xilema) que transportan agua y minerales de la raíz hacia las hojas y demás partes verdes de la planta; y los vasos liberianos (floema) que distribuyen los alimentos producto de la fotosíntesis, desde las hojas hacia el resto de la planta.

El cambium ubicado entre los tejidos vasculares, se encarga de darles origen.

El parénquima medular, en el centro de la raíz, almacena sustancias de reserva.

La hoja (estructura y función)

La hoja es el órgano más sobresaliente en la planta y podría ser el más importante de la nutrición en vegetales.

Estructura externa de la hoja

La hoja está formada en su parte externa por el peciolo que le permite unirse al tallo de la planta y la lámina foliar que está limitada por el borde, el ápice, la superficie superior o haz y la superficie inferior o envés. En la lámina foliar se observan cordones llamados nervaduras formados por los tejidos vasculares.

Estructura interna de la hoja

La hoja está protegida por tejido epidérmico en las dos superficies (Epidermis superior y epidermis inferior). Entre ellas está el mesófilo, formado por parénquima clorofílico y acuífero. El parénquima clorofílico está formado por células alargadas dispuestas en “empalizada” cuya función es realizar la fotosíntesis, para lo cual poseen abundantes cloroplastos. El parénquima acuífero está formado por células amorfas de paredes delgadas, que almacenan básicamente agua, minerales y gases disueltos, utilizados como materia prima de la fotosíntesis. En la epidermis inferior o envés, se ubican estomas, constituidos por dos células oclusivas y un orificio u ostiolo, que regula el ingreso de anhídrido carbónico (CO2) y permite la salida de oxígeno (O2) y vapor de agua. En plantas monocotiledóneas hay estomas en ambas superficies.

Nutrientes como el agua y los minerales (savia bruta), llegan a la hoja a través del xilema y se almacenan en el parénquima acuífero, junto con el anhídrido carbónico. Todas estas sustancias, van al parénquima clorofílico para ser utilizadas en la fabricación de compuestos orgánicos (savia elaborada), la cual sale de la hoja a través del floema.

Fotosíntesis

El proceso fundamental de la nutrición en vegetales, es la fotosíntesis. La fotosíntesis es el proceso mediante el cual, plantas, algas, bacterias cianofíceas y otros organismos, elaboran sustancias orgánicas como carbohidratos, lípidos, proteínas, vitaminas y ácidos nucleicos, a partir de sustancias inorgánicas como agua, minerales y anhídrido carbónico, utilizando como fuente de energía la luz solar. Es el proceso fundamental de la nutrición en vegetales.

En plantas, este proceso se realiza en los cloroplastos, gracias a la presencia de la clorofila. Este pigmento está formado químicamente por cuatro anillos porfirínicos, que forman a su vez un anillo pirrólico cuyo núcleo es un átomo de magnesio. Unido a este anillo hay un alcohol llamado fitol junto con otros radicales. La función específica de la clorofila es captar la energía lumínica del sol, y transformarla en energía química que se almacena en moléculas de ATP. A esta fase de la fotosíntesis, se le conoce como fase lumínica y se realiza en los grana del cloroplasto. La energía química obtenida en esta fase, es utilizada para catalizar las reacciones de síntesis orgánica durante la segunda fase, llamada fase oscura que ocurre en el estroma del cloroplasto. El conjunto de reacciones relacionadas con la fijación del carbono durante la fase oscura, reciben el nombre de ciclo de Kalvin.

Taller de lectura

  1. ¿Qué similitud tiene la nutrición en vegetales con la de otros seres vivos?
  2. ¿A través de qué estructuras, toman nutrientes las plantas?
  3. ¿Mediante qué proceso, transforman las plantas los nutrientes?
  4. ¿Cómo y con ayuda de cuales tejidos, distribuyen los nutrientes las plantas?
  5. ¿Qué características, distinguen a los musgos de otras plantas?
  6. Defina las cuatro partes externas de la raíz (cuello, zona suberificada, zona pilífera y zona de crecimiento)
  7. ¿Cómo están formados y que función cumplen la epidermis, el felógeno, el parénquima cortical, la endodermis, el periciclo, los tejidos vasculares (xilema y floema), el cambium y el parénquima medular en la raíz?
  8. ¿Qué función cumplen los pelos absorbentes y mediante qué procesos cumplen su función?
  9. ¿Qué camino siguen las sustancias absorbidas por los palos absorbentes, hasta llegar a las hojas de la planta?
  10. De la estructura externa de la hoja, defina peciolo, lámina foliar y nervaduras.
  11. ¿Cómo está formado y que función cumple el parénquima clorofílico?
  12. ¿Explique cómo está formado y que función cumple el parénquima acuífero o lagunar?
  13. ¿Cómo están constituidos los estomas y que función cumplen?
  14. ¿A través de qué tejido llegan el agua y los minerales a las hojas y donde se almacenan y donde son utilizadas?
  15. ¿Qué es fotosíntesis?
  16. ¿En qué orgánulos vegetales se realiza la fotosíntesis?
  17. ¿Qué es la clorofila, cómo está formada y cuál es su función?
  18. ¿Cuáles son las fases de la fotosíntesis?
  19. ¿Qué función cumplen los grana y el estroma en los cloroplastos?

Actividades complementarias

  1. Realice un dibujo de la raíz y ubique sus partes externas.
  2. Realice el dibujo de la estructura interna de la raíz y ubique sus tejidos.
  3. Dibuje una hoja y ubique sus partes externas.
  4. Haga un dibujo de la estructura interna de la hoja y ubique sus tejidos
  5. Realice un dibujo de un estoma con sus partes
  6. Realice un dibujo de un cloroplasto y ubique sus partes
  7. Relacione con una línea, el tipo de savia y su definición.