DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SECUNDARIA

Explicamos el funcionamiento de las células de las plantas en la descontaminación del suelo

ACTIVIDAD 8

EXPERIENCIA DE APRENDIZAJE INTEGRADA 9

Identificamos nuestros saberesHola, soy Carlos y vivo en la sierra. Al diseñar mi solución tecnológica me enteré de que existen varias plantas fitorremediadoras. Mi maestra me ha dicho que pueden prosperar en ambientes agrestes y terrenos de baja calidad o contaminados. Yo me pregunto por qué y qué tienen estas plantas para tolerar ambientes adversos como los suelos contaminados.

Te invitamos a contestar las interrogantes planteadas por Carlos a partir de tus propios conocimientos.

• ¿Qué características especiales poseen las plantas que puedan representar una ventaja en estos ambientes deteriorados?

• Piensa en todo lo que sabes sobre las plantas. Volvamos a revisar el texto “Contaminación del suelo: una oportunidad para algunas especies vegetales”, que se encuentra en la “Actividad 7” de la sección “Recursos para mi aprendizaje”, que te servirá para complementar tus ideas con la lectura posterior.

¡Hola! En la actividad anterior, diseñaste e implementaste tu alternativa de solución tecnológica. Ahora, vamos a explicar cómo las plantas pueden contribuir a la descontaminación de los suelos y, de esta manera, a la conservación de nuestro patrimonio natural.

| 3.er y 4.° grado

Las raíces de las plantas juegan un papel importante en la absorción de elementos y constituyen una primera estrategia de defensa frente a los contaminantes del suelo.

Tomemos en cuenta que...

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Explicamos el funcionamiento de las células de las plantas en la descontaminación del suelo

Explicamos con base en conocimientos científicosPara responder las interrogantes de Carlos, leamos el texto “Las plantas y los metales pesados”, que se encuentra en la sección “Recursos para mi aprendizaje”. A partir de la lectura, contesta:

• ¿Por qué las plantas han desarrollado mecanismos de acumulación de metales?

• ¿Qué mecanismos poseen las plantas para tolerar contaminantes del suelo?

• ¿Cómo regulan las plantas el ingreso de contaminantes en su interior a nivel de la raíz? Explica.

• ¿En qué estructuras de la planta y, específicamente, de la célula vegetal se almacenan los metales pesados?

Analizamos Es mucho lo que sabemos acerca de las plantas hiperacumuladoras gracias a los avances científicos. Ellos han hecho posible la aplicación de estas plantas en procesos de descontaminación del suelo. Pese a ello, aún faltan muchos estudios para comprender los complejos procesos del funcionamiento de las plantas. ¿De qué manera crees que estos conocimientos puedan seguir ayudando en la descontaminación de suelos u otros procesos? Puedes revisar los textos que se encuentran en la sección “Recursos para mi aprendizaje” (actividades 7 y 8). Escribe tu respuesta en tu cuaderno.

ReflexionamosEn la lectura “Contaminación del agua por minería de pequeña escala” de la “Actividad 2” del área de Comunicación, comprendiste cómo la minería ilegal contamina nuestros recursos, y hay dificultad para fiscalizar debido a que muchas veces estas acciones se desarrollan en lugares aislados a lo largo del territorio nacional. Recordemos:

• ¿Cuáles son los principales contaminantes que resultan de la minería ilegal?

3.er y 4.° grado | SecundariaExperiencia de aprendizaje integrada 9

Anota tus respuestas en tu cuaderno.

Las plantas tienen la capacidad de acumular tanto elementos metálicos esenciales (Cu, Zn, Mn, Fe, Ni, Mo) como no esenciales (Cd, Pb, Hg, Cr), que, dependiendo de la concentración en que se encuentren, pueden ser tóxicos. Esto tiene implicancias en otros campos; no solo puede emplearse en la limpieza de suelos. Por ejemplo, muchos seres humanos tienen deficiencias en metales traza, situación que amenaza su salud.

Tomemos en cuenta que...

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3.er y 4.° grado | SecundariaExperiencia de aprendizaje integrada 9

• ¿Cómo estos contaminantes afectan los suelos de la Amazonía, que son parte del patrimonio natural de nuestro país?

Y si observamos en la comunidad, nos preguntamos:

• ¿Cuáles serán los mayores contaminantes que afectan los suelos de la comunidad?

• ¿En qué situaciones cotidianas las personas contaminamos los suelos?

• Teniendo en cuenta estas situaciones, ¿cómo debe ser nuestra actuación en adelante? Reflexiona en familia para contestar estas interrogantes y regístralas en tu cuaderno.

El contenido del presente documento tiene fines exclusivamente pedagógicos y forma parte de la estrategia de educación a distancia gratuita que imparte el Ministerio de Educación.

Explicamos el funcionamiento de las células de las plantas en la descontaminación del suelo

Es el momento de autoevaluarnos a partir de nuestros avances, logros y dificultades. Coloca una “X” de acuerdo a lo que consideres. Luego, escribe las acciones que tomarás para mejorar tu aprendizaje.

Has concluido esta actividad explicando el funcionamiento de las células de las plantas en la descontaminación del suelo. En la siguiente actividad elaboraremos bombas de semillas esféricas para conservar la biodiversidad del patrimonio natural mediante la reforestación.

Tomemos en cuenta que...

Vamos a la siguiente actividad…

Criterios de evaluación Lo logréEstoy en

proceso de lograrlo

¿Qué puedo hacer para

mejorar mis aprendizajes?

Expliqué con conceptos científicos el funcionamiento de la célula de las plantas en el proceso de descontaminación del suelo.

Planteé mi posición basada en argumentos científicos sobre las actividades humanas que alteran la composición del suelo.

Competencia: Explica el mundo físico basándose en conocimientos sobre los seres vivos, materia y energía, biodiversidad, Tierra y universo.

DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SECUNDARIA

Solemos prestar poca atención a las plantas, quizá porque son seres que no se pueden mover, y no las vemos expresarse ni comunicarse con otros seres. No obstante, existen plantas asombrosas que viven en ambientes extremos de los que no pueden huir; un ejemplo de ello son las plantas que acumulan los metales pesados que estamos estudiando.

Para lograrlo, estas plantas han desarrollado dos estrategias: excluir los metales o acumularlos en sus tejidos aéreos. La mayor parte de las especies que toleran la presencia de metales impiden su entrada por la raíz y su transporte a los tejidos fotosintéticos1. ¿Cómo logran esto? Es necesario, en este punto, hablar de la estructura de la raíz y las características de sus células. Observa con atención el esquema de la raíz.

Actividad 8 | Recurso 1 | 3.er y 4.° grado

Las plantas y los metales pesados

Fig. 1. Esquema de la raíz de una planta monocotiledónea, como el maíz, en el que se muestra la función de la banda de Caspari en el ingreso de materiales a la planta (elaboración propia).

1 Becerril, J., Barrutia, O., García Plazaola, J., Hernández, A., Olano, J. y Garbisu, C. (2007). Especies nativas de suelos contaminados por metales: aspectos ecofisiológicos y su uso en fitorremediación. Ecosistemas, 16 (2). Recuperado de https://www.revistaecosistemas.net/index.php/ecosistemas/article/view/128

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3.er y 4.° grado | SecundariaExperiencia de aprendizaje integrada 9Las plantas y los metales pesados

El contenido del presente documento tiene fines exclusivamente pedagógicos y forma parte de la estrategia de educación a distancia gratuita que imparte el Ministerio de Educación.

Las raíces de las plantas están formadas por capas. Veamos cada una de ellas, empezando por la capa más externa2.

La capa más externa de la raíz está formada por la epidermis, la cual forma los pelos radiculares. La epidermis transporta activamente minerales que la planta necesita, desde el suelo hacia las células epidérmicas. La elevada concentración de minerales disueltos (solutos) atrae agua hacia las células por ósmosis. Se define como ósmosis a la difusión de moléculas de agua a través de una membrana semipermeable, desde la solución más diluida a la más concentrada.

A continuación, se ubica la corteza que permite el flujo del agua en masa debido a la porosidad de las paredes celulares de las células vegetales.

Por debajo de la corteza está la endodermis que rodea al cilindro vascular. La pared celular de cada célula endodérmica contiene una banda de material seroso e impermeable llamada banda de Caspari, que obliga pasar al agua, por ósmosis, a través de la membrana celular y no de las porosidades de las paredes celulares, como ocurre en la corteza. Por consiguiente, las células de la endodermis regulan qué sustancias entran al cilindro vascular, excluyendo aquellas que pudieran resultar dañinas para la planta. Este es el mecanismo que emplean las plantas exclusoras para impedir el ingreso de metales pesados al cilindro vascular y, por tanto, el transporte de estas sustancias a los tejidos aéreos.

Continúa el periciclo, que es la capa que rodea el exterior del cilindro vascular. Recibe el agua y los minerales que la endodermis ha dejado pasar y transporta activamente los minerales al interior del cilindro vascular, formado por el floema y el xilema. En este punto, la banda de Caspari tiene un papel fundamental, pues evita que los minerales necesarios escapen de la planta.

En cuanto a las plantas acumuladoras, se sabe que la tolerancia a los metales se basa en múltiples mecanismos, como la unión a la pared celular, el transporte activo de iones hacia la vacuola y la formación de complejos con ácidos orgánicos o péptidos. Uno de los mecanismos más importantes para la desintoxicación de metales en plantas parece ser la quelación de metales por proteínas de bajo peso molecular, como las metalotioneínas y los ligandos peptídicos, las fitoquelatinas3. La quelación es el proceso por el cual un compuesto químico se une con firmeza a los iones metálicos.

Recordemos

Tres cuartas partes o más del volumen de muchas células vegetales están ocupadas por una gran vacuola central, que está llena principalmente de agua. Esta vacuola central participa en el equilibrio hídrico de la célula. También sirve como almacén de los desechos peligrosos que en muchos casos las células vegetales no pueden excretar. Algunas células vegetales acumulan en sus vacuolas sustancias sumamente tóxicas4.

2 Adaptado de David R. (2012). Localización de la Banda de Caspari. Recuperado el 6 de mayo de 2021 de https://es.wikipedia.org/wiki/Banda_de_Caspary#/media/Archivo:Cadres_de_Caspary.JPG

3 Memon, A. R. y Schröder, P. (2009). Implicaciones de los mecanismos de acumulación de metales para la fitorremediación. Environ Sci Pollut Res (16), pp. 162-175. https://doi.org/10.1007/s11356-008-0079-z

4 Audesirk, T., Audesirk, G. y Byers, B. (2008). Biología: La vida en la Tierra. Octava edición. Pearson Educación, México. Recuperado de https://morebiology.files.wordpress.com/2017/11/biologia_la_vida_en_la_tierra_sexta_parte-jb-decrypted.pdf