Respiración de las plantas

Las plantas respiran por todos sus órganos: raíz, tallo y hojas. La respiración es un fenómeno en el que se establece un intercambio de gases, se absorbe oxígeno y se desprende anhídrido carbónico. Durante el día la cantidad de anhídrido carbónico que desprenden como consecuencia de la respiración es menor que la que absorben para realizar la fotosíntesis, y el oxígeno que adquieren también es menor que el que se desprende. Por eso, las plantas favorecen el equilibrio que tiene que existir entre el oxígeno y el anhídrido carbónico de la atmósfera, y la presencia de vegetación en las ciudades limpia la atmósfera y la hace más respirable. Categoría:Botánica

Planta

- Algas verdes
- Embryophyta
- Embryophyta no vasculares
- Hepatophyta
- Anthocerophyta
- Bryophyta (musgos)
- Tracheophyta
- Tracheophyta sin semillas
- Lycopodiophyta
- Equisetophyta
- Pteridophyta
- Psilotophyta
- Ophioglossophyta
- Spermatophyta
- †Pteridospermatophyta
- Pinophyta
- Cycadophyta
- Ginkgophyta
- Gnetophyta
- Magnoliophyta El reino Plantae (Plantas) incluye a los organismos pluricelulares autótrofos que presentan células con núcleo, paredes celulares engrosadas, estando dichas células agrupadas en tejidos con especialización funcional.

Caracteres diferenciales de las plantas

- Nivel celular: Eucariontes
- Nutrición: Fotosíntesis, respiración y transpiración.
- Metabolismo del oxígeno: Necesario
- Reproducción y desarrollo: Asexual. Sexual, con gametos y zigoto, y con esporas haploides (haplo-diploides)
- Tipo de vida: Pluricelulares con y sin tejidos. Inmóviles.
- Estructura y funciones: Con plasmodesmos. Con tejidos celulares variados. Pared celular con celulosa. Con movimiento intracelular. Se forman compuestos secundarios metabólicos: autocianos, flavionas.

Clasificación de las plantas

Las plantas son eucariotas que evolucionaron a partir de algas verdes del grupo Chlorophyta durante el Paleozoico, estas algas colonizaron las zonas emergidas, gracias a una serie de adaptaciones a la xerofilia que originaron el grupo de los Embriófitos. Los embriófitos presentan alternancia de generaciones heterofásica y heteromorfa, son plantas adaptadas a la vida terrestre con órganos apendiculares, también llamados cormobiontes.
- Protocormófitos o briófitos (división Bryophyta), musgos, licopodios y hepáticas. Los briófitos son pequeñas plantas confinadas a ambientes húmedos, además necesitan agua líquida para la fecundación. En el Silúrico aparecieron nuevas formas de embriófitos, con mejores adaptaciones a la xericidad, lo que les permitió la conquista de amplios espacios. Esta mejora permitió una radiación masiva en el Devónico lo que les hizo dominar el paisaje. Este grupo presenta, típicamente, cutículas resistentes a la desecación y tejidos vasculares, que transportan el agua a través del organismo, lo que da origen al termino plantas vasculares. El esporófito funciona como un individuo separado.
- Cormófitos o plantas vasculares.
- Pteridófitos (división Pteridophyta). Las plantas vasculares incluyen, como subgrupo, a los espermatófitos o plantas con semillas, que se diversificaron al final del Paleozoico. En estos organismos el gametófito está completamente reducido y el esporófito comienza su vida confinado en una estructura especial: la semilla.
- Plantas con semillas.
- Espermatófitos (división Spermatophyta). ::Progimnospermas (subdivisión Progimnospermophytina). ::Cicadofitinos (subdivisión Cycadice, Cycadophytina es un sinónimo) o gimnospermas de hoja pinnada. ::Coniferofitinos (subdivisión Pinicae, Coniferophytina es un sinónimo) o gimnospermas de hoja dicótoma. ::Gnetofitinos (subdivisión Gneticae, Gnetophytina es un sinónimo). ::Angiospermas (subdivisión Magnoliophytina). Estos grupos también se denominan Gimnospermas, excepto las plantas con flores, que se denominan Angiospermas. Éste, es el grupo más numeroso de plantas, aparecieron durante el Jurásico y han llegado a ser completamente dominantes. ---- Árbol filogenético: ,____________________________________________ Ulvophyceae ,___| | |___________________________________________ Chlorophyeae | __|_________________________________________ Micromonadophyceae | | ,_______________________________________________ Charales |___| | ,_____________________________________ Coleochaetales | | |___| ,____________________________________ Hepatophyta | | | |_________________________________ Anthocerophyta |___| | ,__________________________________ Bryophyta | | |___| ,_________________________ Rhynophyta (†) | | | | ,_________ Zosterophyllophyta (†) |___| | | ,___| ,___________________ Lycopoda | | | | | | |___| ,________ Selaginellaceae | | |___| | | |______________ Isoetales |___| | ,_______________ Trimerophyta (†) | | | |_____________________ Psilophyta | | | |____________________ Sphenophyta |___| |_____________________ Pterophyta | | ,________ Progimnospermas (†) | | | | ,____________ Cycadophyta |___| | | |____________ Ginkgophyta | | |___|______________ Pinophyta | | ,_Cycadeoidophyta (†) | | |___|_________ Gnetophyta | |_______ Angiospermae (†): Grupo extinto.

Crecimiento

Las plantas con flor suelen ser anuales. También existe otro tipo de plantas anuales como, por ejemplo:
- Centeno (Secale cereale)
- Mijo (Panicum miliaceum)
- Trigo (Triticum aestivum) Hay plantas de crecimiento bienal, necesitan dos años para completar su ciclo vital. Son de este tipo:
- Acelgas (Beta vulgaris)
- Rábanos (Raphanus sativus)
- Zanahorias (Daucus carota) Existen plantas que viven más de dos años y, a diferencia de las anuales y las bienales, florecen durante bastantes años. Se encuentran en este grupo: árboles, arbustos, matas, lianas y muchas hierbas. Ejemplos de ello son:
- Abeto (Abies alba)
- Encina (Quercus ilex)
- Melisa (Melissa officinalis)
- Romero (Rosmarinus officinalis)

Órganos de las plantas superiores

Los órganos de las plantas superiores son:
- Raíz
- Tallo
- Hoja
- Flor
- Fruto

Véase también

- Botánica

Enlaces externos

- [http://www.botanical-online.com Estudio de las plantas] Categoría:Botánica ja:植物 ko:식물 ms:Tumbuhan simple:Plant th:พืช zh-min-nan:Si̍t-bu̍t

Fotosíntesis

La fotosíntesis es la base de la vida actual en la tierra. Consiste en una serie de procesos mediante los cuales las plantas, algas y algunas bacterias captan y utilizan la energía de la luz para transformar la materia inorgánica de su medio externo en materia orgánica que utilizarán para su crecimiento y desarrollo. Los organismos capaces de llevar a cabo este proceso se denominan fotoautótrofos. Salvo en algunas bacterias fotoautótrofas, el proceso de fotosíntesis produce liberación de oxígeno ( proveniente de moléculas de H₂O) hacia la atmósfera (fotosíntesis oxigénica). Es ampliamente admitido, que el contenido actual de oxígeno en la atmósfera se ha generado a partir de la aparición y actividad de dichos organismos fotosintéticos. Esto ha permitido la aparición evolutiva y el desarrollo de organismos aerobios, capaces de mantener una alta tasa metabolica (un metabolismo muy eficaz desde el punto de vista energético). En algas eucarióticas y en plantas, la fotosíntesis se lleva a cabo en un orgánulo especializado denominado cloroplasto. Este orgánulo está delimitado por dos membranas (envueltas de los cloroplastos)que lo separan del citoplasma circundante. En su interior se encuentra una fase acuosa con un elevado contenido en proteínas e hidratos de carbono (estroma del cloroplasto) y una serie de membranas denominadas tilacoides.Los tilacoides contienen los pigmentos (sustancias coloreadas)fotosintéticos y proteínas necesarios para captar la energía de la luz. El principal de esos pigmentos es la clorofila, de color verde, de la que existen varios tipos (bacterioclorofilas y clorofilas a, b, c y d). Además de las clorofilas, otros pigmentos presentes en todos los organismos eucarióticos son los carotenoides (carotenos y xantofilas), de color amarillo o anaranjado y que tienen un papel auxiliar en la captación de la luz, además de un papel protector. En cianobacterias (que no poseen cloroplastos) los carotenoides son sustituidos por otro tipo de pigmentos denominados ficobilinas, de naturaleza química diferente a los anteriores. En las plantas vasculares el mayor número de cloroplastos se encuentra dentro de las células del mesófilo de las hojas, lo cual les confiere su caracerístico color verde. La fotosíntesis se divide en dos fases. En la primera ocurre en los tilacoides, en donde se capta la energía de la luz y esta es almacenada en dos moléculas orgánicas sencillas (ATP y NADPH). La segunda tiene lugar en los estromas y las dos moléculas producidas en la fase anterior son utilizadas en la asimilación del CO₂ atmosférico para producir hidratos de carbono e indirectamente el resto de las moléculas orgánicas que componen los seres vivos (aminoácidos, lípidos, nucleótidos, etc). Tradicionalmente, a la primera fase se le denominaba fase luminosa y a la segunda fase oscura de la fotosíntesis. Sin embargo, la denominación como "fase oscura" de la segunda etapa es incorrecta, porque actualmente se conoce que los procesos que la llevan a cabo solo ocurren en condiciones de iluminación. Es más preciso referirse a ella como fase de fijación del dióxido de carbono (ciclo de Calvin) y a la primera como "fase fotoquímica" o reacción de Hill. En la fase luminosa o fotoquímica, la energía de la luz captada por los pigmentos fotosintéticos unidos a proteínas y organizados en los denominados "fotosistemas" (ver más adelante), produce la descomposición del agua, liberando electrones que circulan a través de moléculas transportadoras para llegar hasta un aceptor final (NADP⁺) capaz de mediar en la transformación del CO₂ atmosférico (o disuelto en el agua en sistemas acuáticos) en materia orgánica. Este proceso luminoso está también acoplado a la formación de moléculas que funcionan como intercambiadores de energía en las células (ATP). La formación de ATP es necesaria también para la fijación del CO₂. Mirar también: [http://www.life.uiuc.edu/govindjee/paper/gov.html#10]

Descubrimiento

Durante el s. XVIII comienzan a surgir trabajos que relacionan los incipientes conocimientos de la Química con los de la Biología. Así, con los trabajos de Priestley, se llega a la conclusión de que las partes verdes de las plantas fijan el aire ‘impuro’ (anhídrido carbónico), que actuaría como un nutriente, y liberan oxígeno. Posteriormente Ingenhousz, amplía los estudios de Priestley, describiendo la emisión de CO2 por las plantas en oscuridad y estableciendo que esta emisión era menor que su asimilación en condiciones de iluminación. Ingeshousz también supone que la emisión de oxígeno por parte de las plantas procede, en último término, del agua, aunque no sabe encontrar una explicación para este fenómeno y habla de una ‘transmutación’ (se debe añadir que en esta época no se conocía aún la naturaleza química del agua). En la misma línea de los autores anteriores, Jean Senebier, ginebrino, realiza nuevos experimentos que establecen la necesidad de la luz para que se produzca la asimilación de anhídrido carbónico y el desprendimiento de oxígeno. También establece, que aún en condiciones de iluminación, si no se suministra CO2, no se registra desprendimiento de oxígeno. J. Senebier sin embargo opinaba, en contra de las teorías desarrolladas y confirmadas más adelante, que la fuente de anhídrido carbónico para la planta provenía del agua y no del aire. Otro autor suizo, Th. de Saussure, demostraría experimentalmente que el aumento de biomasa depende de la fijación de anhídrido carbónico (que puede ser tomado directamente del aire por las hojas) y del agua. También realiza estudios sobre la respiración en plantas y concluye que, junto con la emisión de anhídrido carbónico, hay una pérdida de agua y una generación de calor. Finalmente, de Saussure describe la necesidad de la nutrición mineral de las plantas. El químico alemán J. von Liebig, es uno de los grandes promotores tanto del conocimiento actual sobre Química Orgánica, como sobre Fisiología Vegetal, imponiendo el punto de vista de los organismos como entidades compuestas por productos químicos y la importancia de las reacciones químicas en los procesos vitales. Confirma las teorías expuestas previamente por de Saussure, matizando que si bien la fuente de carbono procede del CO2 atmosférico, el resto de los nutrientes provienen del suelo. La denominación como clorofila de los pigmentos fotosintéticos fue acuñada por Pelletier y Caventou a comienzos del s. XIX. Dutrochet, describe la entrada de CO2 en la planta a través de los estomas y determina que solo las células que contienen clorofila son productoras de oxígeno. H. von Mohl, más tarde, asociaría la presencia de almidón con la de clorofilas y describiría la estructura de los estomas. Sachs, a su vez, relacionó la presencia de clorofila con cuerpos subcelulares que se pueden alargar y dividir, así como que la formación de almidón está asociada con la iluminación y que esta sustancia desaparece en oscuridad o cuando los estomas son ocluidos. A Sachs se debe la formulación de la ecuación básica de la fotosíntesis: 6 CO₂ + 6 H₂O --> C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ Schimper daría el nombre de cloroplastos a los cuerpos coloreados de Sachs y describiría los aspectos básicos de su estructura, tal como se podía detectar con microscopía óptica. En el último tercio del siglo XIX se sucederían los esfuerzos por establecer las propiedades fisico-químicas de las clorofilas y se comienzan a estudiar los aspectos ecofisiológicos de la fotosíntesis. En el campo de la fotosíntesis se produce desde entonces un progreso continuo hasta nuestros días. Entre los hitos fundamentales en el avance obtenido en este terreno durante la primera mitad del siglo XX se encuentran el descubrimiento por Blackman de la existencia de dos fases en la fotosíntesis (1905); los experimentos de Hill sobre el transporte electrónico fotosintético (1937); y el descubrimiento del ciclo de Calvin en la década de 1941-50. Ya en la segunda mitad del siglo pasado se han podido establecer los mecanismos alternativos de fotosíntesis C4 y CAM, el papel del agua como donador de electrones y fuente del oxígeno desprendido en este proceso, el papel del NADP+ como aceptor final de electrones, el mecanismo de fotofosforilación y, en fin, el esquema del transporte electrónico fotosintético y la identificación de los transportadores.

Entrada del dióxido de carbono en las plantas

Reacciones fotoquímicas de la fotosíntesis

Bioquímica y Biología Molecular de la fotosíntesis

Factores ambientales que afectan a la fotosíntesis

Fotosíntesis bacteriana

Bibliografía básica

J. Azcón-Bieto, M. Talón (eds.). Fundamentos de Fisiología Vegetal. Madrid: McGraw-Hill/Interamericana, Edicions Universitat de Barcelona, 2000. B.B. Buchanan, W. Gruissem, R. Jones. Biochemistry and Molecular Biology of plants. Rockville (USA): American Society of Plant Physiologists, 2000. D. T. Dennis and D.H. Turpin (eds). Plant metabolism. Plant physiology, Biochemistry, and Molecular Biology. Orlando, USA: Academic Press, 1998. H.W. Heldt. Plant Biochemistry and Molecular Biology. Oxford (U.K.): Oxford University Press, 2004. Frank B. Salisbury, Cleon W. Ross. Fisiología Vegetal. México: Grupo Editorial Iberoamericana, 1994. (traducción de la 4ª edición original en inglés: Plant Physiology. Wadsworth, 1992; existe también una reedición de la versión española en tres volúmenes: Madrid: Paraninfo, 2000). L. Taiz, E. Zeiger. Plant Physiology. Sunderland, Massachussets: Sinauer Associates Inc., 2002.

Véase también

- Ciclo de Calvin
- Quimiosíntesis
- Fase oscura
- Fase luminosa o fotoquímica Categoría:Fotosíntesis Categoría:Fisiología vegetal ja:光合成 ko:광합성 ms:Fotosintesis simple:Photosynthesis th:การสังเคราะห์ด้วยแสง

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