Morfología y fisiología de la célula vegetal

 Célula vegetal

La Célula vegetal, contiene plastidios, estructuras rodeadas por una membrana, que sintetizan y almacenan los alimentos de la célula, es un sistema muy complejo que se encarga de intercambios intenso de energía y que presenta áreas extensas de la interfase. Su formas y tamaños suelen ser muy variados.

Teoría celular

Todas las partes de los vegetales están por células. Los vegetales como la levadura, diatomeas, y otros están constituidos por una sola célula capaz de llevar una vida independiente y realizan, por tanto, todas las funciones vitales. Son vegetales unicelulares. Otros están formados por varias células que dependen de su integración con otras células para vivir. Estos vegetales pluricelulares constituyen la mayor parte de las especies existentes.

Formas y tamaños

Cuando las células se desarrollan libres en el medio en que viven, presentan formas más o menos esféricas o poliédricas; pero generalmente están reunidas formando tejidos, presentando entonces formas muy variadas de acuerdo al tejido a que pertenezcan. Las formas más comunes son: cúbicas, cilíndricas, estrelladas, ovoides, fusiformes, discoideas, entre otras. Las células vegetales, generalmente, son microscópicas; para medir su tamaño se ha creado la unidad de medida micra, equivalente a la milésima parte de un milímetro.

En algunos vegetales como el henequén, el ramié y otras plantas textiles, las células que forman sus fibras son muy largas, aunque muy finas, alcanzando algunos centímetros de longitud.

Estructura celular

En la estructura celular de un vegetal se pueden apreciar las siguientes partes:

Una línea brillante que envuelve la célula, la membrana; una sustancia gelatinosa con pequeñas granulaciones, el citoplasma; y, situado en el centro del citoplasma, un corpúsculo esférico y brillante el núcleo. El citoplasma y el núcleo constituyen el protoplasma de la célula vegetal.

• La membrana fundamental o citoplasmática.
• La membrana externa o pared celular.

Membrana citoplasmática

La membrana citoplasmática solo puede ser observada por el microscopio electrónico; e una envoltura fina que rodea el protoplasma celular. Está compuesta de sustancias orgánicas, principalmente lípidos y proteínas que le proporcionan elasticidad y resistencia.

La propiedad más importante de la membrana citoplasmática es su permeabilidad, es decir, permite el paso del agua, oxígeno, dióxido de carbono, sales minerales útiles para la célula, desechando las prejudiciales o inútiles; por eso se dice que son selectivas.

Membrana externa

La pared celular o membrana externa se forma a medida que se desarrolla la célula vegetal. Está formada por varias sustancias, principalmente la celulosa.

Cuando la célula se observa en el microscopio electrónico, la pared celular parece como una red de fibras de celulosa. Esta disposición reticular es la que proporciona una gran resistencia. La pared celular es una parte no viva de la célula, pero le sirve como un soporte mecánico que constituye el es esqueleto vegetal en general.

El agua, el suelo, la temperatura y otros factores son importantes en el ambiente de las plantas y los animales e influyen en sus condiciones de vida.

Cuando se alteran algunos de estos factores las plantas elaboran estructuras que les permiten adaptarse a las nuevas condiciones. La membrana celular sufre modificaciones de acuerdo con las necesidades del medio. Algunas modificaciones importantes son:

Cutinización: El brillo que presentan las hojas, principalmente en su parte superior, se debe a la cutina, sustancia impermeable que se forma frecuentemente en la membrana de las células que están en contacto con el exterior.

La cutina puede extenderse uniformente y formar una capa llamada cutícula que sirve para evitar la desecación. Se observa en las hojas y en los tallos, excepto cuando ha sido remplazada por el corcho.

Lignificación: Las membranas celulares de las partes leñosas de los vegetales están reforzadas por una sustancia orgánica denominada lignina. Esta proporciona dureza y rigidez a las membranas.

Suberificación: La suberina es una sustancia que se encuentra en la membrana de celulosa formando una capa impermeable que protege al vegetal de la excesiva pérdida de agua o daños mecánicos. Se encuentra sustituyendo a las células epidérmicas de algunos órganos del vegetal.

Mineralización: En la pared celular de muchos vegetales se encuentran sustancias minerales tales como el carbonato de calcio y la sílice. La sílice se presenta en las membranas de las gramíneas, principalmente en la pared externa y también los tallos aéreos de la caña de azúcar y en las fibras de las palmeras. Las membranas de las diatomeas representan uno de los tipos más interesantes de silicificación. La mineralización con carbonato de calcio aparece frecuentemente en las membranas de numerosas algas como las Corallinas, Acetabularias y también como concreciones en los ficus.

Cerificación: Si se observan las hojas de la col y el tallo de la caña de azúcar se puede apreciar que las partes externas están cubiertas por una película muy fina de cera que tiene como objeto impermeabilizarlas. La cera puede presentarse en forma de pelos muy finos de polvo.

Citoplasma

Si la célula es joven, el citoplasma es muy abundante, pero a medida que envejece aparecen en él diversas cavidades llamadas vacuólos, cada vez mayores hasta ocupar, en la célula adulta, la mayor parte de la cavidad celular.

La célula adulta puede reconocerse en microscopio, porque el citoplasma y el núcleo aparecen adosados a la pared celular.

En el citoplasma de la célula se encuentran las sustancias orgánicas e inorgánicas. Entre las inorgánicas aparecen el H2O, CO2 y sales minerales. Los compuestos orgánicos más comunes son los carbohidratos, lípidos, proteínas y los ácidos neucleico.

Orgánulos celulares

En el citoplasma celular se encuentran orgánulos de varias clases: plastidios, mitocondrios, aparato de Golgi, centrosomas entre otros.

Plastidios

Son formaciones fácilmente visibles en el citoplasma celular. De acuerdo con la sustancia que elaboran se reconocen:

Leucoplastos: Son incoloros y se encuentran en las partes vegetales a las cuales no llega la luz.

Amiloplastos: Son los plastidios que almacenan almidón y por esa razón reciben su nombre.

Cloroplastos: Son plastidios sensibles a la luz y se originan frecuentemente a partir de pequeños leucoplastos. Son de gran importancia vegetal debido a la presencia en ellos del pigmento verde llamado clorofila, la cual interviene en el proceso de la fotosíntesis.

En el cloroplasto, junto a la clorofila, se encuentran pequeñas cantidades de xantofila, que es un pigmento amarillo característico de los plastidios. La clorofila puede extraerse de las hojas sin cambiar su composición. Se presenta bajo el aspecto de una disolución verde formada por una mezcla de varios pigmentos: la clorofila, los carotenos y la xantofila.

Los cloroplastos de las plantas más evolucionadas son orgánulos pequeños, esféricos, ovoides o en forma de discos. En la spirogyra, que es un alga, el cloroplasto tiene forma de espiral. Los cloroplasto, son plastos que elaboran pigmentos. Puede suceder que ciertos que ciertos cloroplastos; esto es lo que sucede, esto es lo que sucede en el tomate pasa de verde a rojo al madurar.

Mitocondrios

Los mitocondrios son pequeños orgánulos que se encuentran en el citoplasma celular. En algunas células tienen forma de bastones cortos; en otras, son filamentos largos y frecuentemente tienen el aspecto de gránulos. Con el microscopio electrónico se puede observar que tienen una pared doble, muy fina, cuya capa interior se repliega formando las crestas. La función de los mitocondrios es suministrar energía a la célula, la cual utiliza en la realización de sus actividades.

Ribosomas

El citoplasma también contiene pequeños orgánulos llamados ribosomas, tan pequeños que sólo se observan con el microscopio electrónico. Los ribosomas son indispensables en el proceso de elaboración de proteínas en la célula.

Aparato de Golgi

Cerca del núcleo, en el citoplasma, se presenta el aparato de Golgi formado por pequeños vacuólos relacionados con la formación y almacenamiento de secreciones.

Centrosoma

Es un corpúsculo pequeño que se observa cerca del núcleo. No se aprecia en todas las células vegetales, pero sí aparece en las células de las plantas menos evolucionadas. Cuando está presente, interviene en la reproducción.

Núcleo

Es un corpúsculo esférico que aparece en el citoplasma: Puede tener forma redonda u ovoide, pero generalmente su forma varía en relación con la forma de la célula. En algunas células ocupa una posición bastante fija, si la célula es joven se encuentra en el centro o cerca de él. Está constituido por:

Membrana nuclear

Lo rodea y separa del resto de la célula. La membrana está compuesta por dos capas con poros que permiten el intercambio entre el núcleo y el citoplasma. Contiene una sustancia fundamental semilíquida, el jugo nuclear, donde se hallan una red de filamentos o gránulos que constitiyen la cromatina, constituida por ácidos nucleicos y proteínas. Inmediatamente antes de la división nuclear, estos filamentos se condensan en cromosomas compactos en forma de bastoncillos.

Los cromosomas contienen los genes, factores de la herencia. El número de cromosomas es constante para todas las células de un vegetal determinado. El núcleo es un centro de control importante: mantiene y trasmite los caracteres hereditarios y dirige gran parte de la actividad celular.

Nucleolo

En el núcleo de la célula vegetal se encuentran una o varias esferitas que no se colorean. Son los nucleolos, importantes en la síntesis de proteínas.

Fisiología celular

La célula vegetal, como toda sustancia viviente, realiza diferentes funciones celulares. Las funciones son: nutrición, movimiento y reproducción.

Funciones de nutrición de la célula

Las células vegetales toman del medio en que viven las sustancias necesarias para su sostenimiento y desarrollo. A través de sus membranas absorben el agua, las sales minerales y el CO2, mediante los procesos de ósmosis y difusión, convirtiéndolos en materias orgánicas gracias a la fotosíntesis y otros procesos relacionados con ella. Dentro de la célula se establecen corrientes de sustancias, que después de sufrir transformaciones son asimiladas por el protoplasma.

Respiración de la célula vegetal

Para mantener los procesos vitales de la células necesitan energía, la cual obtienen de la descomposición de las materias orgánicas por medio dela respiración.

Movimientos

En el interior del protoplasma celular existen corrientes circulares llamadas ciclosis. Al observar las células de las plantas acuáticas, como la Elodea, es fácil apreciar el movimiento de los cloroplastos hacia la luz.

Las células reproductoras de las algas, musgos y helechos se trasladan en el agua en el momento da ella reproducción.

Multiplicación celular

División directa o bipartición celular Se observa en algunos organismos como las algas verde-azules unicelulares, las bacterias y otros. El material genético se separa mientras se forma un estrechamiento en la parte media del citoplasma, dando origen a dos células.

Gemación Consiste en el desarrollo de nuevos organismos a partir de yemas o brotes del progenitor. Es una de la forma de reproducción de las levaduras y de otras plantas unicelulares. El núcleo se divide una o más veces y los fragmentos se unen a la periferia, rodeándose de citoplasma produciendo protuberancias que permanecen unidas a la célula que les ha dado origen mediante

Esporulación Es común en los mohos del género Penicillium, Aspergillius y otros. El núcleo celular se fragmenta dentro de la membrana celular; el plasma nuclear se reparte entre estos núcleos y cada porción así formada se separa para formar una célula independiente o espora, que al romperse la membrana celular es lanzada al exterior.

Mitosis

Es otro tipo de reproducción celular frecuente en las células de las plantas más evolucionadas. Se distinguen en ella varias fases:

• Profase.

La profase empieza por la desaparición de los nucléolos. La red de cromatina del núcleo se altera, organizándose en unos pequeños filamentos alargados llamados cromosomas. Los cromosomas están siempre en número constante en todas las células de una determinada especie animal o vegetal. Al terminar la profase, los cromosomas se dividen en sentido longitudinal.

• Metafase

Comienza al desaparecer la membrana nuclear. Un conjunto de filamentos no coloreables por los colorantes se disponen formando una especie de huso hinchado en la parte media. Es el huso acromático cuyas extremidades indican los dos polos de la célula. Los cromosomas se agrupan hacia la parte central del huso, formando la placa ecuatorial.

• Anafase

Cada cromosoma se separa en dos partes iguales. Después, cada una de ellas parece sentirse atraída hacia uno de los dos polos del huso.

• Telofase

Los nuevos cromosomas se reúnen en los dos polos del huso. Alrededor de cada uno de estos grupos aparece una membrana. Se trata de una membrana nuclear, en el interior de la cual se constituyen los núcleos. Aparece la membrana citoplasmática la cual s inicia unas veces en el centro y otras en la periferia, dividiendo la célula en dos.

Observaciones del plasmólisis y turgencia

Si se coloca la epidermis de una cebolla en una disolución concentrada, el citoplasma se separa de la pared celular. Esto se debe a la diferencia de concentración en sales de la disolución con el jugo celular. Al ser más concentrada la disolución externa, provoca que el agua del jugo celular saliera de la célula con mayor velocidad que la de entrada, separándose el citoplasma de la pared celular. Cuando esto ocurre se dice que la célula está plasmolizada.

Al introducir la célula en el agua pura, que tiene una concentración en sales menor que la del jugo celular, la célula, a través de sus membranas absorbe agua por ósmosis; la membrana se estira por la elástica y el citoplasma se aplica a la pared celular; la célula está turgente.

Otros elementos celulares

Vacuólos (Vacuola)

El citoplasma puede contener vacuólos, cavidades parecidas a burbujas, de tamaños variados y formas más o menos irregulares rodeados de membrana vacuolar de estructura análoga a la membrana citoplasmática. En las células jóvenes son pequeños y numerosos, pero a medida que la célula envejece, los vacuólos aumentan en volumen, se fusionan y terminan por constituir uno solo, que ocupa la cavidad celular.

Están llenos de un líquido, el jugo vacuolar, que puede tener en disolución un gran número de sustancias que son sales minerales y compuestos orgánicos.

Los vacúolos tienen gran importancia para el vegetal, por:

1. Mantener la turgencia de las células dándole a las plantas herbáceas cierta rigidez.
2. Acumular sustancias de reserva.
3. Acumular sustancias tóxicas que el citoplasma elabora y no pueden permanecer en él.

Fuente: ECURED

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