Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-810

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776 Capítulo 36 
¿Cómo los biólogos determinan si un elemento es esencial?
Es imposible realizar experimentos de nutrición mineral al cultivar plan-
tas en el suelo, porque el suelo es muy complejo y contiene demasiados 
elementos. Por lo tanto, los estudios nutricionales requieren métodos 
especiales. Una de las técnicas más útiles para poner a prueba si un ele-
mento es esencial es la hidroponía, que es el cultivo de plantas en agua 
aireada a la que se agregan sales minerales (FIGURA 36-17). La hidroponía 
tiene aplicaciones comerciales además de su uso científi co. La lechuga es 
uno de los muchos cultivos que se producen hidropónicamente.
Si los biólogos sospechan que un elemento particular es esencial 
para el crecimiento vegetal, cultivan plantas en una solución nutriente 
que contenga todos los elementos esenciales conocidos excepto el que 
está en cuestión. Si las plantas que crecen en ausencia de dicho elemento 
no pueden desarrollarse con normalidad o completar su ciclo de vida, el 
elemento puede ser esencial. Para confi rmar si un elemento es esencial 
se usan criterios adicionales. Por ejemplo, debe demostrarse que el ele-
mento tiene un efecto directo sobre el metabolismo de la planta y que el 
elemento es esencial para una gran variedad de plantas.
El suelo puede dañarse por 
el mal manejo de los humanos
El suelo es un valioso recurso natural del cual dependen los humanos 
para su alimentación. Muchas actividades humanas generan o agravan 
los problemas del suelo, incluidos agotamiento de minerales, erosión del 
suelo y acumulación de sal.
clave en el mantenimiento de la turgencia de las células porque es osmó-
ticamente activo. La presencia de K+ en el citoplasma hace que el agua 
pase a través de la membrana plasmática hacia la célula por ósmosis. El 
potasio también está involucrado en la apertura de estomas.
El calcio tiene un papel estructural clave como componente de la 
capa intercelular (la capa de pegamento entre las paredes celulares de 
células vegetales adyacentes). Los iones calcio (Ca2+) también son im-
portantes en papeles fi siológicos en plantas, como en la alteración de 
la permeabilidad de membrana y como segundo mensajero en varias 
respuestas de señalización celular (vea el capítulo 6).
El magnesio es crucial para las plantas porque es parte de la molécula 
de clorofi la. El fósforo es un componente de los ácidos nucleicos, fos-
folípidos (parte de las membranas celulares) y moléculas de transferen-
cia de energía como el ATP. El azufre es esencial porque se encuentra 
en ciertos aminoácidos y vitaminas. Muchas plantas acumulan silicio en 
sus paredes celulares y espacios intercelulares. El silicio mejora el creci-
miento y la fertilidad de algunas especies y puede ayudar a reforzar las 
paredes celulares.
Cloro y sodio son micronutrientes que ayudan a mantener la tur-
gencia celular. Además de este papel osmótico, los iones de cloro (Cl–) 
y sodio (Na+) son esenciales para la fotosíntesis. Seis de los micronu-
trientes (hierro, manganeso, cinc, cobre, níquel y molibdeno) se asocian 
con varias enzimas vegetales, con frecuencia como cofactores, y están 
involucrados en ciertas reacciones enzimáticas. El boro, presente en las 
paredes celulares, también está involucrado en el metabolismo de los áci-
dos nucleicos y en el crecimiento celular.
Funciones de los elementos requeridos por la mayoría de las plantas
Elemento Ingerido como Principales funciones
Macronutrientes
 Carbono CO2 Componente de moléculas de carbohidrato, lípido, proteína y ácido nucleico
 Hidrógeno H2O Componente de moléculas de carbohidrato, lípido, proteína y ácido nucleico
 Oxígeno O2, H2O Componente de moléculas de carbohidrato, lípido, proteína y ácido nucleico
 Nitrógeno NO3
−, NH4
+ Componente de proteínas, ácidos nucleicos, clorofi la y ciertas coenzimas
 Potasio K+ Equilibrio osmótico y iónico; apertura de estomas; activador enzimático (para 40+ enzimas)
 Calcio Ca2+ En paredes celulares; involucrado en permeabilidad de membrana; activador enzimático; segundo 
 mensajero en metabolismo
 Magnesio Mg2+ En clorofi la; activador enzimático en metabolismo de carbohidratos (transferencia de fosfatos)
 Fósforo HPO4
2−, H2PO4
− En ácidos nucleicos, fosfolípidos, ATP (compuesto de transferencia de energía) y coenzimas
 Azufre SO4
2− En ciertos aminoácidos y vitaminas
 Silicio SiO3
2− En paredes celulares; aumenta resistencia a plagas y enfermedades; importante principalmente 
 en céspedes y juncias
Micronutrientes
 Cloro Cl− Equilibrio iónico; involucrado en fotosíntesis (producción de oxígeno)
 Hierro Fe2+, Fe3+ En enzimas y moléculas de transporte de electrones involucradas en fotosíntesis, respiración y 
 fi jación de nitrógeno
 Boro H2BO3
− En paredes celulares; involucrado en metabolismo de ácido nucleico y en elongación celular
 Manganeso Mn2+ En enzimas involucradas en respiración y metabolismo de nitrógeno; requerido para fotosíntesis 
 (producción de oxígeno)
 Sodio Na+ Involucrado en fotosíntesis (en C4 y plantas CAM); sustituto de potasio en equilibrio osmótico y iónico
 Cinc Zn2+ En enzimas involucradas en respiración y metabolismo de nitrógeno
 Cobre Cu+, Cu2+ En enzimas involucradas en fotosíntesis
 Níquel Ni2+ En enzimas (ureasa) involucradas en metabolismo de nitrógeno; requerido por las bacterias fi jadoras 
 de nitrógeno
 Molibdeno MoO4
2− En enzimas involucradas en metabolismo de nitrógeno
TABLA 36-1
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	Parte 6 Estructura y procesos vitales en plantas 
	36 Raíces y nutrición mineral
	36.3 El ambiente del suelo
	El suelo proporciona la mayoría de los minerales que se encuentran en las plantas
	Tablas 36-1 Funciones de los elementos requeridos por la mayoría de las plantas
	¿Cómo los biólogos determinan si un elemento es esencial?
	El suelo puede dañarse por el mal manejo de los humanos