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1. Nutrición mineral
Fisiología Vegetal. Grupos A y B
Curso 2012-
Minerales
Nutrición minera l
Las plantas son organismos autótrofos capaces de emplear la energía del sol para sintetizar todos sus componentes a partir de CO 2 , agua y elementos minerales.
1. Elementos esenciales
Deben cumplir 3 requisitos:
- indispensable para que la planta complete su ciclo vital,
- insustituible, y
- estar implicado directamente en el metabolismo.
Nutriente= forma química en que el elemento mineral esencial está disponible para la planta u organismo vegetal.
Cultivo hidropónico: cultivo de las plantas en medios artificiales. Sustrato inerte que sirve de soporte físico o agua. Nutrientes suministrados mediante solución nutritiva.
Clasificación de los elementos esenciales:
- Concentración
- Función
- Movilidad
Elementos beneficiosos:
- estimulan el crecimiento sin cumplir los requisitos de esencialidad o
- son esenciales para un número reducido de especies.
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Fisiología Vegetal. Grupos A y B
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Movimiento de iones en la raíz
2. Movimiento de iones a través de la planta
Las plantas intercambian solutos y agua con el medio y entre sus tejidos y órganos. Los procesos de transporte están controlados por las membranas celulares. Cuando un ion entra en la raíz, puede:
- ser incorporado al citoplasma de una célula epidérmica
- Moverse a través del apoplasto a la endodermis, entra en el simplasto
- desde el simplasto, el ion es cargado al xilema y transportado al vástago.
Esquema de la ruta de nitrógeno en la planta
Un nutriente que se introduce en la planta puede ser: transportado metabolizado e incorporado a alguna molécula permanecer en el citosol almacenado en la vacuola
Asimilación de nutrientes minerales: los nutrientes son incorporados por las planta a los constituyentes carbonados necesarios para su crecimiento y desarrollo.
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3. Factores que influyen en la absorción mineral
3.1. Factores endógenos i) Genotipo o tipo de planta: los vegetales difieren en su capacidad de absorción. ii) Crecimiento de la raíz: permite que la planta pueda explorar nuevos volúmenes de suelo. iii) Interacciones planta-organismos del suelo: Son fundamentales para lograr una agricultura sostenible. Las raíces segregan sustancias que varían las condiciones de vida de los microorganismos.
a) Bacterias
. Favorecen la disponibilidad de nutrientes. . Realizan la fijación biológica del nitrógeno: N 2 → NH 3 , mediante el complejo enzimático Nitrogenasa. Se encuentra exclusivamente en los procariotas fijadores de nitrógeno. . Originan entre el 80-90 % del nitrógeno disponible para las plantas. . La mayoría son bacterias de vida libre que viven en el suelo. . Algunas forman asociaciones simbióticas con plantas superiores. . La más conocida es la de leguminosas con rizobios 3. Las bacterias penetran, a través de los pelos curvados, se invagina el plasmalema, y crean un filamento o cordón de infección que se dirige a la zona en división que continúa creciendo (4). 1. Las raíces secretan señales químicas, en general, flavonoides. 2. Los rizobios, en respuesta, segregan sustancias, factores Nod, que entre otros efectos curvan los pelos radicales y promueven la división celular en el sistema fundamental, donde se va a formar el nódulo.
Etapas de la fijación biológica del nitrógeno con rizobium
5. a. Cuando el cordón de infección entra en las células nodulares, los rizobios son liberados. mediante un proceso similar a la endocitosis.
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5.c. El nódulo continúa creciendo y se crean conexiones con el sistema vascular que facilitan el aporte de nutrientes al nódulo, sacarosa, y la exportación de compuestos nitrogenadados: Amidas o ureidos.
A) Liberación de las bacterias del filamento de infección. B) Ureidos. C) Nódulos radicales de soja
5. b. Los rizobios quedan englobados en una vesícula: simbiosoma. Las bacterias incrementan de tamaño y expresan los genes de la fijación de nitrógeno: bacteroides. En el citosol de las células corticales el NH 3 → N orgánico.
A (^) C
B
Asimilación del amonio: Vía glutamina sintetasa-glutamato sintasa
NH 3 → N orgánico Mediante el ciclo glutamina sintetasa -glutamato sintasa:
- utiliza energía (ATP y poder reductor), y produce 2 glutamatos.
- Uno de los dos glutamatos continua el ciclo y el otro puede utilizarse para sintetizar otros compuestos.
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1. Nutrición mineral
Fisiología Vegetal. Grupos A y B
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En terrenos cultivados es necesario añadir nutrientes minerales mediante los fertilizantes o abonos porque con cada cosecha se retira del sistema una cantidad considerable de sustancias minerales. La supervivencia de las plantas en algunos suelos implica la tolerancia a niveles excesivos de algunos elementos minerales.
Excreción de sales por glándulas secretoras (hidatodos) en las hojas, como sucede en el género Tamaris
a) Salinidad La adición de agua de riego puede incrementar la acumulación de sales en suelos agrícolas. Hay plantas que viven en terrenos salinos: halófitas. Algunas de las estrategias para vivir en estos suelos:
- Osmorregulación
- Excreción de sales por glándulas secretoras (hidatodos) de las hoja. …
b) Metales pesados Las plantas que viven en suelos procedentes de la actividad minera e industrial y que presentan contenidos excesivos de uno o más elementos minerales (cinc, cobre, plomo, etc.) presentan fundamentalmente dos tipos de mecanismos:
- Limitación de entrada
- Acumulación en la vacuola
Los mecanismos de tolerancia a los metales se basan en limitar su entrada en la planta o en la formación de complejos que generalmente almacena en la vacuola
Fitoquelatinas: péptidos de bajo peso molecular. Son sintetizadas a partir del glutatión, G-SH. Metalotioneínas: proteínas de bajo peso molecular con un alto contenido en cisteína.
Previamente puede unir el elemento a sustancias como:
