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FISIOLOGA VEGETAL

FISIOLOGA VEGETAL

De acuerdo a Salisbury (1994), la fisiologa vegetal debe ser entendida a partir de postulados bsicos:1. El funcionamiento de las plantas debe ser entendido a partir de los principios de la fsica y de la qumica.2. La clula es la unidad fundamental de la vida.3. Las clulas eucariotas contienen organelos delimitados o no por membranas.4. Las clulas tienden a acumular macromolculas especiales (protenas, enzimas, carbohidratos, etc.)5. Los organismos multicelulares, se organizan en tejidos y rganos, por el cual distintas clulas tiene diferentes estructuras y funciones.6. Los organismos crecen y se desarrollan en ambientes e interactan con otros organismos de varias formas.Plantas y ambienteMediante la plasticidad, los individuos vegetales pueden acomodarse en su forma y funcin para ajustarse a condiciones ambientales particulares. Emplea la plasticidad en trminos de cambios fenotpicos a corto plazo. En contraste, emplea la adaptabilidad en trminos de cambios fenotpicos a largo plazo en respuesta al entorno y son caracteres transmisibles a la descendencia.

Plantas y ecologaMas all de jugar un rol crtico en el flujo de energa y reciclaje de nutrientes, las plantas interactan e impactan su ambiente de otras formas.Las plantas proveen no slo de alimento sino tambin de hbitat para otros organismos.Las plantas pueden determinar cambios en la temperatura y otros aspectos del clima.Las plantas compiten entre ellas por la toma de recursos en el ambiente.

LA CELULA VEGETAL Y SUSTANCIAS ERGSTICAS

LA CELULA VEGETAL Y SUSTANCIAS ERGASTICAS

1. Clula vegetal constitutiva: A continuacin se representa una clula de hoja de una planta superior con sus estructuras subcelulares principales, enumeradas a continuacin:Protoplasto: Material celular vivo de la celula, excepto por la pared celular, pero rodeada por ella.Pared celular: Cubierta exterior permeable a solutos y solvente constituida de celulosa y polisacaridosDe alto contenido celulsico que le confiere a la clula una forma estable y rgida.Puede haber otras sustancias como la lignina, pectinas, hemicelulosas. Consta de tres capas fundamentales:1. Lmina media: Compuesta por pectinas a base de sales de calcio, magnesio y en los tejidos leosos por lignina. Se localiza entre la membrana primaria de las clulas contiguas.2. Membrana primaria: A base de celulosa, hemicelulosa y pectinas.3. Membrana secundaria: Se halla en la parte interna de la membrana primaria, compuesta por celulosa, hemicelulosa y lignina .

c. Membrana plasmtica Recubre al citoplasma.Separa el contenido celular del medio externo.Presenta numerosos poros de gran poder selectivo, que permite el ingreso y salida de determinadas sustancias (permeabilidad), an en contra de un gradiente de concentracin manteniendo estable el medio intracelular.El modelo ms aceptado es el modelo en mosaico y fluido de Singer y Nicolson (1972)12Las membranas biolgicas son fluidos bidimensionalesUna propiedad importante es que se comportan como cristales lquidos : las molculas de fosfolpidos forman una disposicin ordenada, con las cabezas de fsforo en el exterior y las cadenas de cidos grasos en el interior, se parecen a los lquidos en que sus cadenas de hidrocarburo estn en movimiento constante, pese a la disposicin ordenada de sus molculas.

As, estas pueden girar y moverse en direccin lateral dentro de cada clula13

14Estructura de la membranaProtenas de membrana: Protenas Integrales de membrana: Estn firmemente unidas a las membranas. Atraviesan todo el espesor de la membranaProtenas transmembrana (transmembranosas): Protenas integrales que no atraviesan todo el espesor de la membrana.Protenas perifricas de membrana: No estn embebidas en la bicapa lipidica. Se localizan en la superficie interna o externa de la membrana y unidas a las protenas integrales mediante interacciones no covalentes.FUNCIONES: Diferentes protenas de membrana desempean funciones distintas; algunas son enzimas, otras son receptores y otras son protenas de transporte y transferencia de informacin.

15Lpidos de membrana:Esteroles: El mas comn es el colesterol y son casi exclusivas de la membrana de los mamferos. Se intercala entre los fosfolpidos de la membrana. FUNCION: Acta como amortiguador de fluidez a la membrana a bajas temperaturas. Son espaciadores.Fosfolpidos: Dentro de este grupo, los fosfogliceridos son los mas comunes. Tambien se encuentran las esfingomielinas, abundantes en las vainas de mielina de las neuronas. FUNCION: Da fluidez a bajas temperaturas.Glucoesfingolipidos: Lipidos que contienen azucares derivado de la esfingosina.FUNCION: Da fluidez a bajas temperaturas.

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d. Matriz citoplasmticaEs el verdadero medio interno de la clula.En el se realizan reacciones de tipo metablica, gluclisis, biosntesis de sustancias, fermentaciones.Presenta una trama citoesqueltica y los organelos citoplasmticos.18Organoides u organelos citoplasmticosSon estructuras celulares con funciones especificas para cada tipo celular, pueden tener la forma de grnulos, bastoncitos o filamentos.Se dividen en:Organelos sin membrana: RibosomasOrganelo con membrana nica: Lisosomas, peroxisomas, glioxisomasOrganelos con membrana doble: Mitocondrias, plastos o plastidios, vacuolas.19Sistema de endomembranas o sistemas de membranas internas: Son grupos de estructuras membranosas que interactan a a travs de conexiones directas o por medio de vesculas en clulas eucariticas. Estas incluyen:Retculo endoplasmatico liso y rugosoComplejo de golgi o dictiosomasVesculasLisosomasVacuolasMembrana externa de la envoltura nuclear

Organelos sin membrana1. Ribosomas: Son partculas de 170-230 A de dimetro, visibles solo con microscopio electrnico. Aqu ocurre la sntesis de protenas a partir de aminocidos en procariotes y eucariotes. La informacin necesaria para la sntesis de protenas est en el ADN, que tiene la capacidad de duplicarse y de actuar como matriz para sntesis del ARN (transcripcin ). El ARN formado pasa al citoplasma y se asocia a los ribosomas donde se sintetizan las protenas. Los ribosomas pueden estar libre en el citoplasma o sobre membranas del RE.

21DIBUJO DE LA PAG. 276

22Organelos con membrana nica1. Lisosomas:Caractersticas: Se presentan como vesculas esfricas u ovales, limitadas por una unidad de membrana. Sus tamaos son muy variables, y pueden tener dimetros muy grandes.En el interior de estos organelos se encuentran enzimas hidrolticas o hidrolasas, es decir, con capacidad para catalizar la degradacin o digestin de diversas sustancias. Entre otras enzimas lisosomales se pueden citar: Fosfatasas: Interviene en la hidrlisis de fosfatos de molculas orgnicas; Lipasas y fosfolipasas: Intervienen en la hidrlisis de lpidos y fosfolpidos; Glucosidasas: Intervienen en la hidrlisis de polisacridos simples y complejos; Catepsinas y otras proteasas: Intervienen en la hidrlisis de protenas; Nucleasas: Intervienen en la hidrlisis de cidos nucleicos. Las hidrolasas lisosomales slo actan en presencia de las sustancias a digerir.Funciones: Los lisosomas intervienen en la digestin intercelular. Las sustancias a digerir pueden provenir de la misma clula o pueden ser incorporadas desde el exterior por fago o pinocitosis. 23

242. Peroxisomas: Son de forma granular, rodeado por una sola membrana.Contiene enzimas catalasa, oxidasa y perxidasas, relacionadas con la oxidacin o degradacin de perxidos de hidrogeno, por lo tanto, cumplen funcin protectora en la clula.Se localizan en el hgado, rin , protozoarios, levaduras y plantas superiores3. Glioxisomas: Son peroxisomas especializados ubicados en semillas de vegetales, que convierten las grasas almacenadas en azucares, emplendolas como fuente de energa y componente necesario en la sntesis de otras sustancias.Las clulas animales carecen de glioxisomas y no pueden convertir los cidos grasos en azcares25Dibujo pag 93

26Organelos con membrana doble1. Mitocondrias: Son organelos citoplasmticos membranosos caractersticos de las clulas eucariticas. En ellas se realizan una serie de reacciones de xido-reduccin que permiten el sustento energtico de la clula. Las mitocondrias estn formadas por una doble membrana de naturaleza lipdico-proteica: La membrana mitocondrial externa y la membrana mitocondrial interna. Ambas definen dos compartimientos submitocondriales: El espacio intermembranoso y la matriz, de acuerdo al siguiente esquema:27

282. Plastos o plastidios: Son organelos limitadas por membrana y se encuentran slo en los organismos fotosintticos. Estn rodeados por dos membranas concntricas, al igual que las mitocondrias, y tienen un sistema de membranas internas que pueden estar intrincadamente plegadas. Los plstidos maduros son de tres tipos: Cloroplastos, cromoplastos, leucoplastos.292.1. Cloroplasto (Gr. chloros, verde + plastos, formado)Organelo limitado por una doble membrana en el que tiene lugar la fotosntesis en los organismos eucariotas (algas y plantas).Al igual que la mitocondria, estn limitadas por membranas interna y externa. La membrana interna envuelve una regin liquida llamada estroma, que contiene la mayor parte de la enzimas para la sntesis de carbohidratos.Suspendido en el estroma se encuentra un tercer sistema de membranas el cual crea un conjunto interconectado de sacos aplanados en forma de discos, llamados tilacoides. La membrana tilacoidal tiene un espacio interior lleno de liquido, el espacio interior tilacoidal o espacio tilacoidal.Los sacos tilacoidales se disponen a manera de pilas, cada una de las cuales constituyen un granum (plural grana).La clorofila y otros pigmentos fotosintticos son parte de las membranas mitocondriales que, al igual que la membrana mitocondrial interna, participan en la sntesis de ATP

30DIBUJO PAGINA 179

312.2. Cromoplastos: Contiene pigmentos carotenoides (xantofila, amarillo; caroteno, anaranjado; licopeno, rojo) que confieren sus colores caractersticos a flores, frutos y races.32

2.3. Leucoplastos: Son plastidios no pigmentados, entre los que estn los amiloplastos que almacenan almidn en muchas semillas, races y tubrculos

Dibujo pagina 54

35Sistema de endomembranasRetculo endoplsmico:

Es un complejo sistema de membranas plegadas exclusivo del citoplasma de clulas eucariticas, visible slo con microscopio electrnico.

Determina un notable aumento de las superficies de reaccin intracelulares en las que se realizan los procesos bioqumicos de intercambio y sntesis y participa en el transporte intracelular de compuestos. 36Fig pag. 90

372. Aparato de Golgi: Dictiosomas + vesiculasSon orgnulos compuestos por 2-8 cisternas circulares aplanadas de 0.5-4 m de dimetro, cada una limitada por una membrana simple. Los dictiosomas muestran una polaridad en su funcionamiento. El margen de cada cisterna a menudo aparece perforado por el desprendimiento de vesculas. Cuando la perforacin es extensiva, la porcin correspondiente de la cisterna aparece como una red, lo que se refleja en el nombre del orgnulo (diction = red).Las vesculas dictiosmicas sintetizan en parte productos del metabolismo y los transportan a los lugares de excrecin o acumulacin.

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Fig pag 91

403. Vacuolas y vesculas: Las vacuolas son organelas rodeadas por una sola membrana, que son usadas generalmente como sitios de almacenamiento, en las clulas vegetales suelen ser muy grandes y la membrana que lo rodea toma el nombre de tonoplasto (del griego tonos = tensin; plastos = modelado, formado).Hasta el 90% del volumen de las clulas vegetales puede estar ocupado por una gran vacuola central, que contiene agua, depsitos de alimentos, sales, pigmentos y desechosTambin sirven como compartimentos para almacenar compuestos inorgnicos en vegetales y para molculas de almacenamiento, como las protenas en las semillas. Las plantas carecen de sistemas de rganos para eliminar los productos de desecho metablicos txicos, y se reciclan en la vacuola o se agregan en pequeos cristales en su interior.Las vesculas son mucho ms pequeas que las vacuolas y a veces resultantes de la fusin de muchas vesculas.Funcionan en el transporte de sustancias desde y hacia el exterior de la clula.

41Dibujo 4-10 pag 86

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43Interaccin de los ribosomas, el retculo endoplsmico y el complejo de Golgi y sus vesculas: Los ribosomas, el retculo endoplsmico y el complejo de Golgi y sus vesculas cooperan en la sntesis, procesamiento qumico, empaquetamiento y distribucin de macromolculas y nuevo material de membrana.

44Inclusiones citoplasmticas(Sustancias ergsticas)Son productos de reserva o de desecho resultantes de la actividad celular. No son constantes ni fundamentales para la clula.Son sustancias inertes o no protoplasmticas debido a que son poco activas en el metabolismo; sin embargo en algunos momentos, pueden pasar a ser metabolitos celulares.Se les conoce como productos del metabolismo secundario de la planta. Tenemos:Grnulos de almidnGrnulos de aleuronaGrasas y sustancias afinesAceites esencialesTaninos y flavonoidesSustancias amargas: AlcaloidesCristales de oxalato de calcioPigmentos

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