6.1: Células y Tejidos Vegetales
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- Marcar las partes de una célula vegetal.
- Enumere los tipos de tejidos en una planta y describa dónde se encuentran y las células especializadas que componen cada uno de estos tejidos.
- Resumir las funciones clave de esos tejidos.
Célula vegetal
Vea este video sobre partes de células vegetales (7:47)
El siguiente gráfico ilustra las partes clave de la célula vegetal.
Pared celular
La cubierta externa de la célula, la pared celular es una membrana rígida que contiene celulosa (un carbohidrato que es indigerible para los humanos). La pared celular protege las partes internas, y las moléculas de celulosa en la pared proporcionan el soporte y la rigidez necesarios para mantener la estructura tridimensional de la célula.
Membrana celular
La membrana celular está compuesta por capas de proteínas y lípidos (las grasas y los aceites son ejemplos de lípidos). La membrana celular es semipermeable, permite la entrada y salida de compuestos seleccionados, pero bloquea otros tipos de compuestos. Si la celda fuera como una llanta de bicicleta, la pared celular sería la banda de rodadura exterior gruesa y protectora y la membrana celular sería el tubo interno.
Cloroplasto
Un orgánulo (“orgánulo” es el nombre genérico de un órgano vegetal) que contiene clorofila. En el cloroplasto se captura la energía lumínica y se dan los primeros pasos en la vía química que convierte la energía en luz en formas de energía que la planta puede transportar y almacenar, como el azúcar y el almidón. Los cloroplastos no se distribuyen uniformemente por toda la planta sino que, como cabría esperar, se concentran en partes de la planta que están expuestas y orientadas hacia el sol. Una célula vegetal en la lámina foliar tendrá muchos cloroplastos, mientras que las células en la mitad del tallo tendrán pocos o ninguno.
Mitocondrias
(Singular = mitocondrias)
La mitocondria es donde los azúcares almacenados de la fotosíntesis se metabolizan para producir formas de energía que la planta puede utilizar para el crecimiento. Este metabolismo se conoce como respiración y utiliza oxígeno para convertir los azúcares (y otros carbohidratos) en energía y dióxido de carbono. Esta es la planta de energía de la célula. Todas las células tienen numerosas mitocondrias.
Núcleo
Un orgánulo que contiene los cromosomas. Los cromosomas contienen el material genético (ácido desoxirribonucleico; ADN) que se transporta dentro de cada célula y que dirige qué reacciones químicas se encienden y apagan en la célula. Los cromosomas son el material hereditario que se transmite a las nuevas células y a las generaciones posteriores. Cada célula tiene un núcleo.
Vacuola
Un orgánulo que contiene diversos fluidos, iones, energía química y productos de desecho de la célula. La vacuola ocupa gran parte del volumen celular y da forma a la celda.
Citoplasma
El fluido dentro de la membrana celular en el que se suspenden los orgánulos y otras partes celulares vegetales.
Lamela media
Un material que contiene pectina que se forma entre las células y canta la pared celular de una célula a la pared celular de una célula adyacente. Si los ladrillos en una pared son como celdas en una planta, la laminilla media en la planta es como el mortero entre ladrillos en la pared.
Las células vegetales también tienen otras partes, pero estas son las claves para conocer y comprender ahora.
- ¿Cuál es la diferencia de función entre la pared celular y la membrana celular?
- ¿Cuál es el mortero que mantiene unidas las células? Si la lechuga se cultiva en un suelo con bajo contenido de calcio, los bordes exteriores de las hojas pueden degenerar y morir, provocando quemaduras en la punta. ¿Podría esto involucrar el mortero que mantiene unidas las células?
- ¿Dónde se captura la energía lumínica?
- ¿Qué sucede en las mitocondrias y cuál es la conexión entre esa función en las mitocondrias y la función de los cloroplastos?
Tejidos
Mira este video sobre los tejidos vegetales (6:30)
Un tejido es un grupo de células que comparten una función. Las células dentro de un tejido pueden diferir entre sí, pero todas contribuyen a una función particular. Vamos a ver tres tipos de tejidos: dérmico, córtex y vascular.
Tejido dérmico
Los tejidos dérmicos (derma es griego para “piel”) están en el exterior de la planta y brindan protección a las células vegetales que rodean. Las células que componen los tejidos dérmicos son resistentes para que puedan proteger contra desafíos mecánicos a la planta, como la abrasión. Tienen paredes celulares gruesas. En el brote, las células de la epidermis, que son el tipo celular principal en el tejido dérmico, secretan una sustancia resistente al agua llamada cutina (un polímero ceroso), que recubre la pared de la célula expuesta al ambiente. Este recubrimiento ayuda a limitar la pérdida a la atmósfera de agua que se encuentra dentro de la planta. La cutina está ausente o muy reducida en el tejido radicular porque las raíces necesitan llegar al suelo para absorber agua y nutrientes.
La epidermis es la capa más externa de células de la planta. Normalmente es de sólo una célula de espesor, pero en algunos casos la epidermis puede tener unas pocas células de espesor. Las células de la epidermis suelen tener pocos o ninguno de los cloroplastos. A menudo se les llama celdas de pavimento porque son planas como baldosas o piezas de rompecabezas. Dependiendo de la planta, la epidermis puede tener pelos, o tricomas, que se extienden desde la planta. Algunos de estos tricomas están asociados con glándulas que contienen aceites u otras sustancias secretadas por la planta.
La epidermis contiene pares de células protectoras que se abrirán para formar estomas (estoma griego = boca; una abertura en la superficie foliar) a través de los cuales los gases pueden entrar y salir de las capas celulares más profundas de la hoja. Estas células de guarda se encuentran más abundantemente en la parte inferior de las hojas, pero también pueden estar en la superficie superior de la hoja y en los tallos.
La raíz también tiene tejido dérmico. El tipo celular predominante, como en el brote, también es la epidermis, pero como se señaló anteriormente no hay cutina que cubra la epidermis de la raíz porque la raíz es subterránea y menos propensa a la deshidratación. No hay células guardianas ni tricomas, pero sí hay pelos radiculares. El pelo de la raíz es una extensión de diámetro muy pequeño de la pared celular de la epidermis y la membrana celular que se extiende hacia el medio de crecimiento. El agua y los nutrientes ingresan a la planta por absorción en los pelos de la raíz.
- ¿Qué característica única de la epidermis se encuentra en las raíces y no en los brotes?
- ¿Cuál es la función de la capa de cutina cerosa? ¿Por qué no lo encuentras en la epidermis de la raíz?
- ¿Los estomas se encuentran en raíces, brotes o ambos? ¿Por qué tiene sentido esto?
- ¿Cuál es la diferencia entre una célula y un tejido?
Corteza o tejido meristemo molido
El tejido de la corteza (a veces llamado “meristemo molido “) se encuentra justo dentro de la epidermis y se extiende hacia el interior del tallo y la raíz. Algunos tipos de plantas también contienen tejido córtex en el centro mismo del tallo llamado médula, pero no encontrarás médula en las raíces ni en todos los tallos de las plantas. Las células de la corteza proporcionan soporte estructural para los tallos. En las hojas, este tejido justo dentro de la epidermis se llama mesófilo (“medio de la hoja”). El tejido mesófilo es el sitio de la mayoría de las reacciones de fotosíntesis en la hoja.
Tres tipos de células componen la corteza:
Parénquima
- El tipo de célula cortical más común.
- Tiene paredes celulares delgadas (llamadas pared primaria en el gráfico de abajo).
- La célula madura está viva.
- Tiene la capacidad de comenzar a dividirse para ayudar a curar heridas (cubriendo la herida con tejido vegetal llamado callo).
- También se dividirá para iniciar raíces adventicias en esquejes de tallo.
- Sitio de muchas otras funciones, como la fotosíntesis y el almacenamiento de almidón y otros compuestos químicos.
- El tejido mesófilo foliar es un tipo de parénquima que está lleno de cloroplastos.
Collenquima
- Una célula viva en la madurez.
- Las paredes celulares son más gruesas que las delgadas paredes celulares del parénquima, lo que le da fuerza al collenquima. No obstante, estas células siguen siendo algo flexibles en comparación con el esclerénquima, del que leerás a continuación.
- Las células pueden conectarse entre sí para formar hebras resilientes, como las hebras de un tallo de apio. Estas hebras proporcionan soporte para los tejidos jóvenes.
- Debido a que las células están vivas, pueden responder a estímulos externos. Si la planta es sacudida regularmente por el viento, por ejemplo, las células del collenquima responderán produciendo paredes celulares más gruesas para un mayor soporte del tallo de la planta para que pueda permanecer erguida.
Esclerénquima
- Este tipo de célula tiene una pared celular primaria y secundaria. La pared celular primaria, en el exterior de la célula, es rica en celulosa, al igual que otras paredes celulares vegetales. Una vez que la célula ha alcanzado su tamaño final, se deposita una pared celular secundaria justo dentro de la pared primaria. La pared secundaria tiene una alta concentración de lignina que le da rigidez a la célula. Esta pared celular secundaria rígida y lignificada es responsable de las propiedades de dureza y fortalecimiento del esclerénquima. El esclerénquima viene en dos tipos:
- Fibras (ver abajo) formadas a partir de largas hebras de esclerénquima. Estas fibras resistentes le dan rigidez a la planta. Extraemos estas fibras de las plantas y las usamos en telas, alfombras y cuerdas. Ejemplos de fibras vegetales compuestas por células de esclerénquima incluyen yute, cáñamo y lino (la tela hecha de fibras de lino se llama lino). El algodón no está en esta lista; es una fibra epidérmica producida por las capas de semillas de la planta.
- Los esclereidos son células con paredes celulares duras y duras. Las células esclereideas pueden unirse y cubrir otras partes de la planta. Por ejemplo, forman la cubierta dura alrededor de las semillas (el endocarpio) de frutas de hueso como las cerezas, la cáscara dura alrededor de las nueces y la cubierta dura del coco. Las esclereidas también conforman el grano que cruje entre tus dientes cuando comes una pera.
- Las células del esclerénquima están muertas en la madurez. No se espesan en respuesta a estímulos externos como lo puede hacer el collenquima.
- ¿Qué células de la corteza están vivas y cuáles están muertas cuando maduran?
- ¿Qué celdas conforman las fibras duras de las que se pueden hacer cuerdas y telas?
- ¿Qué células se dividen para iniciar raíces adventicias?
- ¿Qué tejido en la hoja corresponde a la corteza en el tallo?
Tejido vascular
Los tejidos vasculares forman el sistema de plomería en la planta a través del cual fluyen agua, nutrientes, azúcares y otros compuestos. Estas tuberías de plomería y las células asociadas se agrupan en la planta en una estructura llamada haz vascular. Hay tres tipos principales de tejido vascular: xilema, floema y cambium vascular. El xilema y el floema están compuestos por diferentes tipos de células, que se enumeran a continuación.
Xilema
- Mueve el agua en la planta.
- El flujo de agua es unidireccional. El agua en las cabezas de xilema de raíz a tallo a hoja y luego fuera de la planta estoma a través de un proceso llamado transpiración.
- La parte del árbol que llamamos “madera” está conformada por xilema.
- Estas células están muertas en la madurez, y son huecas.
El tejido del xilema está compuesto por cuatro tipos diferentes de células:
Buques
Celdas alargadas que conectan extremo a extremo para formar tubos. Las células están muertas en la madurez. Las paredes finales de los recipientes están perforadas, por lo que el agua puede moverse libremente a través de los orificios y fluir de celda a celda. Los vasos tienen un diámetro relativamente grande en comparación con otras células de xilema y permiten un mayor movimiento del agua.
Traqueidas
Estas células son alargadas y más estrechas que los vasos, y se conectan superponiéndose en sus extremos. Estas células también están muertas en la madurez y contienen fosas a través de las cuales el agua puede moverse. Las traqueidas aparecen más temprano en el registro paleontológico del desarrollo evolutivo de las plantas que los vasos y, por lo tanto, se consideran “primitivas” (no inferiores, pero apareciendo antes en el tiempo evolutivo). Los vasos son una adaptación evolutiva posterior que permiten un mayor flujo de agua debido a su mayor diámetro.
Fibras de xilema
Células de esclerénquima que se encuentran cerca de los vasos y traqueides, y así parte del haz vascular. Están ensartados de extremo a extremo como los vasos y las traqueidas, pero a diferencia de esos portadores de agua no tienen hoyos ni perforaciones y en cambio tienen paredes celulares primarias y secundarias gruesas. Proporcionan soporte flexible para la planta desde dentro de los haces vasculares.
Parénquima del xilema
En las plantas leñosas hay células de parénquima alrededor de los haces vasculares que se extienden horizontalmente a través del xilema (la parte leñosa de la planta) y se desarrollan en rayos que se mueven lateralmente desde el centro hacia el exterior de la planta. La mayoría de los tipos de células vasculares están dispuestos de manera lineal paralela al eje largo del tallo, pero los rayos del parénquima están dispuestos lateralmente desde la mitad del tallo hacia la epidermis. Funcionan para conducir el agua a través de la madera (xilema). Muebles de roble por ejemplo, tendrá un “grano” que es causado por los anillos anuales de xilema, y tendrá rayos que, en el borde, parecerán pequeños hoyos en la madera. Esto lo veremos en conferencias posteriores cuando tratemos más extensamente sobre la madera y el crecimiento secundario. Como puedes ver en la foto de la derecha, algunas de las marcas naturales que ves en la madera de un instrumento son de rayos de parénquima.
floema
- Mueve algunos nutrientes absortos por las raíces a otras partes de la planta.
- Mueve los azúcares fabricados en las hojas por fotosíntesis, y otros compuestos vegetales como las hormonas vegetales como la auxina, a otras partes de la planta.
- El flujo en el floema es multidireccional entre la hoja, el tallo y la raíz.
El tejido del floema también tiene cuatro tipos de células:
Miembros de tubo de tamiz
Celdas alargadas que se unen extremo a extremo para formar tubos para el paso de líquidos. Las paredes de los extremos tienen poros. A diferencia de las células del xilema, estas células siguen vivas. Tienen una membrana celular delgada que contiene una capa de protoplasma vivo que abraza la pared de la célula.
Células de compañía
Asociado con miembros de tubo de tamiz. Contienen un núcleo, pueden dirigir el metabolismo del miembro del tubo de tamiz, y están vivos.
Fibras de floema (células de esclerénquima)
Brindar soporte, igual que para xilema.
Células del parénquima del floema
Colinda con las celdas del tubo de tamiz, igual que para el xilema.
Cambium vascular
Este tercer tipo de tejido vascular es una región meristemática (es decir, que las células pueden dividirse activamente para formar un nuevo crecimiento) donde se originan nuevos tejidos vasculares en plantas con crecimiento secundario, como árboles. Estudiaremos el crecimiento secundario en el Capítulo 6.2.
- ¿Qué sustancia fluye en el xilema? ¿Fluye en ambas direcciones o solo hacia arriba desde las raíces hasta las hojas?
- ¿Cuáles son los ejemplos de sustancias que fluyen en el floema? ¿Estos fluyen en ambas direcciones o solo de las raíces a las hojas?
- ¿Qué células vasculares están muertas y cuáles están vivas en la madurez?
- Mira un mueble de madera cerca de donde estás sentado. ¿Qué tipo de tejido vegetal y célula ves? Mira las marcas naturales en la madera. ¿Qué son esos tejidos y células?