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Introducción a la Botánica
Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental
FCEN - UBA
1er. cuatrimestre
21 marzo: Primera clase teórica •Detalles de organización de la materia
•Definiendo nuestro objeto de estudio
• Introducción a la estructura de las plantas superiores
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Teóricas (opcionales): Irene Baroli baroli@bg.fcen.uba.ar Miércoles y viernes 18 -21 hs. Comienzo mier. 21 de marzo, aula ? leer cartelera de Bedelía de Aulas en Planta Baja Pab 2 Trabajos Prácticos (obligatorios): todos son los martes y jueves
Turno mañana: 8:30 a 12:30 hs, JTP: Sonia Rosenfeldt
Turno tarde: 13 a 17 hs, JTP: Pablo Picca
Turno noche: 17:30 a 21:30 hs, JTP: Carlos Vélez
Comienzo TPs martes 27 de marzo, LABORATORIO C, 3er. piso
Bienvenidos a Introducción a la Botánica
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Visita guiada y TP en el Jardín Botánico
Obligatoria: martes 3 de julio en uno de dos turnos, mañana o tarde Si hay mal tiempo pasa al martes 10 de julio
Primera parte: Visita al Jardín e invernaderos con un recorrido evolutivo, guiada por los docentes del Jardín
Segunda parte: Identificación in situ de plantas incógnita usando los conceptos aprendidos en la materia
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Condiciones de aprobación Int. Botánica
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La página de la materia en el Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental FCEN, UBA
http://www.dbbe.fcen.uba.ar/objetos/introduccion-a-la-botanica-1er-cuatrimestre-P120.html
Se publica allí: • información general • novedades • cronograma • programa • guía de TPs • filminas de las
teóricas • notas de exámenes • otros archivos de
interés Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Filminas de las clases teóricas Publicadas en la página de la materia
Se venderán impresas en la fotocopiadora del Centro de Estudiantes, 1er. piso pabellón 2 (al lado de la Biblioteca Central) desde el lunes 19/3
SON UNA GUÍA DE ESTUDIO NO REEMPLAZAN A LOS LIBROS DE TEXTO
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Calendario Estará pegado en la cartelera del aula de TPs y está publicado en la página
continúa
Fechas importantes
• Comienzo clases teóricas: miércoles 21 de marzo
• Comienzo trabajos prácticos: martes 27 de marzo
• Primer examen parcial: martes 22 de mayo
• Visita al Jardín Botánico: martes 3 de julio
• Segundo examen parcial: jueves 5 de julio
• Recuperatorios de parciales: viernes 13 de julio
Elementos necesarios para los Trabajos Prácticos
Guía de trabajos prácticos: Bajarla de la página o comprarla impresa en
fotocopiadora del CECEN (1er. piso) NO ANILLARLA, usar una carpeta con anillos, los informes de TP se entregan con páginas de la guía Desde el primer día traer al laboratorio de TPs: (esta lista está en la guía)
Dinámica de Introducción a la Botánica
Primera parte: Estructura y función de plantas superiores
Morfología y anatomía
Célula vegetal
Procesos metabólicos propios de las plantas
Desarrollo vegetativo de las plantas superiores
Segunda parte: Biodiversidad y evolución
Cianobacterias
Algas
Plantas embriofitas: de musgos a plantas con flores
Desarrollo reproductivo de plantas con semilla
Hongos
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Bibliografía recomendada Bibliografía básica disponible en la Biblioteca Central: •Nabors, MW, 2006. Introducción a la Botánica, Ed. Pearson Educación •Raven, PH; RF Evert y SE Eichhorn, 1992. Biología de las Plantas. Ed. Reverté, Tomos I y II. •Raven, PH; RF Evert y SE Eichhorn, 2005. Biology of plants. Ed. WH Freeman & Co
(edición 2013 en pdf, consultar). •Valla, JJ, 1979. Botánica: Morfología de las plantas superiores. Ed. Hemisferio Sur
Otros textos para consulta: Alexopoulos, CJ et al., 1996, Introductory Micology. Ed Wiley Azcón –Bieto, J y Talón, M, 2013. Fundamentos de Fisiología Vegetal. Ed. McGraw-Hill Bold, HC et al., 1980, Morphology of Plants and Fungi Evert, RF, 2006. Esau Anatomía Vegetal. 3ra. edición. Ed. Omega Judd, WS et al., 2002. Plant Systematics: A phylogenetic approach. Ed. Sinauer Taiz, L y Zeiger, E, 2006. Plant Physiology. Ed. Sinauer Assoc. Una página web excelente para morfología y anatomía de plantas superiores:
http://www.biologia.edu.ar/botanica/index.html
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
La importancia de las plantas
O2
madera
biocombustibles
textiles: fibras y tinturas
fotosíntesis alimento combustibles fósiles
refugio de animales
formadoras de suelos
fármacos
aceites industriales
colonización de ambientes
captura de CO2
especias, fragancias formadoras de clima
Las plantas y la vida en la tierra R
ave
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lan
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01
3
La aparición de la fotosíntesis hizo posible la vida tal como la conocemos
El “reloj” de la vida en la Tierra
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
La clasificación clásica de los seres vivos
Cinco REINOS en base a características morfológicas: •Monera (Bacteria, Archaea) •Protista •Plantae •Fungi •Animalia Nabors, MW, 2006. Introducción
a la Botánica Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
La clasificación de los seres vivos “evoluciona”
Archaea
Bacteria
Eukarya
Tres DOMINIOS (Carl Woese)
Cinco REINOS: • Monera • Protista • Plantae • Fungi • Animalia
Nabors, MW, 2006. Introducción a la Botánica
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Eucariontes
Procariontes
El árbol filogenético de la vida
linajes = parentescos
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La clasificación de los organismos eucariontes
Adl SM et al. 2012.The revised classification of eukaryotes. Journal of Eukaryotic Microbiology 59: 429-514.
SAR = Stramenopila, Alveolata y Rhizaria Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
La clasificación de los seres vivos “evoluciona”…
pero mientras que las relaciones evolutivas (de parentesco) están en continuo debate…
…las características morfológicas, fisiológicas y ecológicas son las mismas
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Definiendo nuestro material de estudio
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Archaea
Bacteria
Eukarya
Tres dominios (Carl Woese, 1970´s) ORGANISMOS FOTOSINTÉTICOS
Dominio Bacteria: División Cyanobacteria
(bacterias fotosintéticas aerobias)
Dominio Eukarya: Reino Protista: Algas
Dominio Eukarya: Reino Plantae
Dominio Eukarya: Reino Fungi
Definiendo nuestro material de estudio
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Jon
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013)
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r lif
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un alga una planta con flor
¿Qué características comunes tienen?
Eucariontes fotosintéticos
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Ambiente acuático ALGAS:
Talófitos Talo: cuerpo sin (o con bajo) grado de complejidad anatómica
Plantas terrestres:
Cormófitos Cormo: cuerpo con alto grado de diferenciación tisular y anatómica órganos con funciones específicas
En cuanto a su citología: Son eucariontes: poseen un núcleo que contiene el ADN celular, rodeado
de envoltura nuclear, poseen organelas rodeadas de membranas Poseen paredes celulares semirígidas formadas principalmente por
celulosa En cuanto a su modalidad de nutrición: Son autótrofas: capaces de alimentarse a sí mismas a partir de moléculas
inorgánicas (FOTOSÍNTESIS) En cuanto a su forma de movimiento: Están ancladas al sustrato, el “movimiento” es pasivo o por crecimiento En cuanto a su modo de reproducción: Presentan alternancia de dos generaciones adultas, una que produce
gametas y otra que produce esporas La cigota se desarrolla en un embrión protegido por la planta madre Muchas se reproducen asexualmente En cuanto a su patrón de desarrollo: Crecen a lo largo de todo el ciclo vital: crecimiento indeterminado Las divisiones mitóticas se dan en zonas específicas, los meristemas
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Comparando a las plantas (terrestres) con otros organismos
Nabors, MW, 2006. Introducción a la Botánica, Ed. Pearson Educación
Comparando a las plantas (terrestres) con otros organismos
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Características que distinguen a las plantas de otros organismos
Nabors, MW, 2006. Introducción a la Botánica, Ed. Pearson Educación
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Las plantas en un contexto filogenético
cloroplasto verde
embrión gametangios pluricelulares
tejidos de conducción
semillas
flores y frutos
ALGAS VERDES
BRIOFITAS HELECHOS GIMNOSPERMAS ANGIOSPERMAS
ANCESTRO COMÚN
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Una planta angiosperma idealizada
hoja
tallo
raíz
una planta con flor (angiosperma)
Cormófitas
órganos con funciones específicas
• raíz • tallo • hojas • flores
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Morfología, anatomía y fisiología
Morfología:
Forma de las partes del cuerpo de la planta, los órganos: raíz, tallo, hojas, flores, sin considerar la estructura interna
Anatomía:
distribución de los tejidos en los distintos órganos de la planta con respecto a su estructura y considerando su función
¿Qué es un tejido?
Y la fisiología ¿qué es?
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Relaciones entre estructura y función
células
tejidos
órganos
organismo
estructura función
FISIOLOGÍA
ANATOMÍA MORFOLOGÍA
ECOLOGÍA
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Organización del cuerpo de una planta vascular
• Embriofitas sin semilla (helechos)
• Embriofitas con semilla desnuda (Gimnospermas)
• Embriofitas con flor y semilla protegida en un fruto(Angiospermas)
• Embriofitas no vasculares (musgos)
Plantas VASCULARES =
tienen tejidos de conducción bien
diferenciados
Las plantas vasculares son EMBRIOFITAS:
Plantas con embrión
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Desarrollo en las plantas
•Desarrollo vegetativo: crecimiento en tamaño, aumento del número de órganos vegetativos: raíces, ramas, hojas, reproducción asexual
embrión planta adulta
•Desarrollo reproductivo: formación de estructuras específicas para la reproducción sexual (flores, frutos). El pasaje de estado vegetativo a reproductivo se
llama cambio de fase
planta adulta planta adulta con flores
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El embrión
Embriofitas: plantas con embrión La organización básica de las plantas terrestres ya está presente en el embrión
embrión
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El embrión
Desarrollo del embrión durante la maduración de la semilla Desarrollo de la plántula luego de
la germinación de la semilla
El embrión presenta polaridad: tiene un eje principal de desarrollo longitudinal (basal-apical), cada polo con un patrón de desarrollo específico:
• La parte basal origina el sistema radical • La parte apical origina el sistema del vástago
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cotiledones = hojas embrionarias
hipocótile
meristema apical del tallo
meristema (sub)apical de la raíz
El embrión
dos sistemas originados en el embrión: • del vástago (tallo) • radical (raíz)
• El embrión contiene los precursores de los órganos y tejidos de la planta adulta
• Las zonas de división celular están confinadas a los meristemas
• Los meristemas apicales se encuentran en los ápices del tallo y de la raíz
radícula
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Nabors, MW, 2006. Introducción a la Botánica, Ed. Pearson Educación
ramificación
hoja
Organización del cuerpo de una planta angiosperma
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Dos grupos principales de angiospermas Diferencias muy generalizadas en la morfología vegetativa de la planta adulta
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
El vástago = sistema caulinar
http://webs.uvigo.es/
Funciones:
•Sostén de órganos fotosintéticos y de reproducción
•Transporte de agua y sales desde la raíz al resto de la planta
•Transporte de productos de la fotosíntesis desde las hojas al resto de la planta
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En general es un órgano aéreo
Geotropismo negativo, fototropismo positivo
El crecimiento vertical está dado por la actividad del meristema (yema) apical
Los nudos se disponen a intervalos regulares
Las ramificaciones se originan de manera exógena (en los tejidos más próximos a la superficie del tallo) yemas laterales
El vástago = sistema caulinar
http://webs.uvigo.es/
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Las ramificaciones del vástago se originan en yemas axilares ubicadas en los nudos (en las axilas de las hojas) El patrón de desarrollo del vástago se repite en las ramificaciones
Origen de las ramificaciones del vástago
Nabors, MW, 2006. Introducción a la Botánica
hoja axilante o tectriz
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Unidades repetitivas: fitómeros
• El cuerpo de la planta está formado por módulos estructurales repetitivos
• En el vástago esas unidades se denominan fitómeros
• Las yemas axilares y las raíces laterales repiten ese desarrollo modular
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ramificación dicotómica
Dicotómica: la yema apical se divide en dos y las dos ramificaciones resultantes son equivalentes
Tipos de ramificación del eje del vástago
Hyphaene tebaica
1
2 2
3 3
En general, en plantas primitivas
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Lateral: con un claro un eje central y ramas laterales • Monopodial: el vástago principal mantiene su yema apical mientras produce
brotes laterales de segundo orden crece de forma indefinida manteniendo siempre su predominio y posición central.
• Simpodial: el vástago principal produce uno o más brotes laterales y deja de
crecer. Su función es sustituída por alguno de los brotes laterales, y así sucesivamente, de forma que el "tronco" o eje principal está formado por una sucesión de ejes de distinto orden de ramificación.
Tipos de ramificación del eje del vástago
simpodial monopodial
Los números corresponden a órdenes de ramificación
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Ejemplos de ramificación monopodial y simpodial
simpodial en un tallo rastrero
monopodial en un pino
simpodial en jacarandá
simpodial en Vitis vinifera (vid)
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Modificaciones de los tallos
Tallos rastreros: crecen en posición horizontal, generan brotes y raíces adventicias
estolón rizoma
ejemplo: frutillas, trébol blanco ejemplo: jengibre, lirio
En el rizoma se acumulan sustancias de reserva
Ventaja adaptativa frente a la herbivoría
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Modificaciones de los tallos
tubérculo: rizoma de reserva, genera brotes y raíces adventicias ejemplo: papa (tienen tallos aéreos, estolones y tubérculos)
cormo: tallo subterráneo que acumula reservas ejemplo: tulipán
Tallos no fotosintéticos que acumulan reservas
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Modificaciones de los tallos
bulbos: tienen un pequeño tallo disciforme y las sustancias de reserva se acumulan en las bases foliares ejemplo: cebolla
en los cactus: tallo fotosintético aplanado con tejido que acumula agua (las espinas son hojas modificadas)
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La raíz es un órgano en general subterráneo
Geotropismo positivo, fototropismo negativo
El crecimiento vertical está dado por la actividad del meristema, que es subapical
No existen nudos Las ramificaciones se originan a intervalos irregulares…
…y de manera endógena (en los tejidos más próximos al cilindro vascular central)
El sistema radical
meristema
http://www.biologia.edu.ar/botanica/
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El sistema radical Funciones:
•Fijación de la planta al sustrato
•Absorción de agua y minerales del suelo y su transporte hacia el tallo
•Asociación con microorganismos benéficos del suelo
•Almacenamiento de sustancias de reserva
meristema
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Dos sistemas radicales básicos
http://www.efn.uncor.edu/
Sistema alorrizo = sistema radical primario = raíz pivotante
•Se origina a partir de la radícula embrionaria
•Morfología axial: una raíz principal con ramificaciones laterales (secundarias)
raíz principal
raíz lateral
En gimnospermas y dicotiledóneas
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Dos sistemas radicales básicos
http://www.efn.uncor.edu/
Sistema homorrizo = sistema fasciculado = raíz fibrosa o en cabellera
•No se desarrolla a partir de la radícula embrionaria, que muere raíces adventicias
•Pueden tener o no ramificaciones que son equivalentes En gramíneas y
helechos
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Adaptaciones de las raíces
Raíz tabular en árboles tropicales: estabilidad en suelos poco profundos
Raíz aérea en una orquídea epífita: absorbe agua del aire
Raíz fúlcrea (zancos) en el maíz: colabora en la fijación al sustrato (son adventicias)
Raíz aérea en la hiedra: colabora en la fijación al sustrato Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Se originan en el meristema apical del vástago o de las yemas laterales
Funciones: • Fotosíntesis • Transpiración
Las hojas
http://www.biologia.edu.ar/botanica/
Órganos generalmente aplanados, situados lateralmente sobre el tallo En conjunto con el tallo constituyen el vástago
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Morfología de las hojas
Según la estructura de la lámina o limbo •Simple: lámina
entera •Compuesta: Lámina
dividida en folíolos
folíolo
raquis
pecíolo
lámina
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¿Cómo distinguimos hojas compuestas de ramas?
Modificaciones de la base foliar
http://www.biologia.edu.ar/botanica/
La base foliar puede o no estar desarrollada
El pecíolo puede o no estar presente
Hoja sésil (sin pecíolo) del clavel
peciolada
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Venación de las hojas
Según la disposición de las nervaduras (tejido vascular que se continúa con el del tallo) •Uninervadas •Plurinervadas
paralelinervada
palmatinervada
retinervada
plurinervadas
uninervadas Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Morfología de las hojas
Según la forma de la lámina o limbo
http://www.biologia.edu.ar/botanica/ Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Morfología de las hojas Según la forma de la base de la lámina
http://www.biologia.edu.ar/botanica/
Según la forma del ápice de la lámina
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Morfología de las hojas
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Según la morfología del margen
http://www.biologia.edu.ar/botanica/
Las hojas durante el desarrollo de la planta: sucesión foliar
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http://www.biologia.edu.ar/botanica/
Sucesión foliar en Delonix regia
Filotaxis: disposición de las hojas en el tallo
http://www.biologia.edu.ar/botanica/
filotaxis dística
Las hojas se insertan en los nudos del tallo El conjunto de hojas inserto en cada nudo constituye un verticilo foliar
Hay dos tipos de disposición: alterna y verticilada ALTERNA: en cada nudo se inserta una hoja • dística: las hojas se insertan sobre el tallo, a largo de dos líneas
opuestas • helicoidal: las hojas están esparcidas sobre el tallo, ordenadas
regularmente sobre una espiral
filotaxis helicoidal
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Filotaxis: disposición de las hojas en el tallo
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Disposición VERTICILADA: dos o más hojas se insertan simultáneamente en cada nudo del tallo De acuerdo al número de hojas por nudo se denomina: • decusada u opuesta: dos hojas por nudo • verticilada: tres hojas o más en cada nudo
http://www.biologia.edu.ar/botanica/
filotaxis decusada
filotaxis verticilada
Preguntas de repaso: Morfología vegetal
1. ¿En qué se diferencian las clasificaciones de los organismos en cinco reinos y la de tres dominios?
2. ¿Cuáles son las diferencias fundamentales entre un organismo vegetal y uno animal?
3. ¿Qué diferencia hay entre desarrollo vegetativo y desarrollo reproductivo?
4. ¿Qué es un embrión vegetal?
5. ¿Cómo se organiza en cuerpo de una planta superior? ¿Qué son los fitómeros?
6. ¿Es verdad que las raíces en las plantas siempre tienen el mismo origen ? ¿Por qué?
7. ¿Qué características morfológicas de los tallos, las raíces y las hojas usaría para describir una planta y diferenciarla de otra?
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