Fisiolog a Vegetal

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS MANEJ Programa Agroforestal. FISIOLOGIA VEGETAL

1

CURSO DE FISIOLOGA VEGETAL

JAIME FERNNDEZ HERNNDEZ

Ingeniero Agrnomo Esp.

CIENCIAS AGRARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y DISTANCIA

2005


2

que cualquiera que pueda hacer que crezcan dos espigas de cereal o dos hojas de hierba en un suelo donde antes solamente creca una, merecer mayor agradecimiento de la humanidad y har mejor servicio a su pas que toda la raza de polticos juntos JONATHAN SWIFT, 1667-1745.


3

REFLEXIN

Como una forma de organizar el estudio de la fisiologa vegetal, en ste

curso, lo organizamos hacindonos las siguientes preguntas bsicas:

1- Ser que los vegetales tienen que ver con la existencia de la vida en la

tierra?

2- Cuales son los componentes de las clulas vegetales, cuales son sus

funciones?

3- A qu se debe que los iones y las molculas, principalmente el agua,

entren y salgan de la clula, y recorran todo el sistema vegetal?

4- Ser que la vida de los seres est en la interaccin de suelos, plantas,

agua, animales y medio ambiente?

5- Como podemos obtener los mejores alimentos y los medios cotidianos

para vivir mejor en forma sostenible y sustentable?

El autor.


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TABLA DE CONTENIDO

Fase I Reconocimiento......................................................................................... 10 INTRODUCCIN .................................................................................................. 11 OBJETIVOS .............................................................Error! Marcador no definido. METODOLOGIA.......................................................Error! Marcador no definido. UNIDAD I A .......................................................................................................... 15 EXTENSIN DE CONOCIMIENTO SOBRE FISIOLOGIA VEGETAL .................. 15

CAPITULO I....................................................................................................... 15 INTRODUCCIN Y GENERALIDADES ............................................................ 15

1.1 LA FISIOLOGA VEGETAL COMO CIENCIA Y EL CONOCIMIENTO HUMANO ....................................................................................................... 15 1.2 RELACIN DE LA FISIOLOGA VEGETAL CON OTRAS CIENCIAS..... 17 1.3 FACTORES HEREDITARIOS Y AMBIENTALES QUE AFECTAN LA FISIOLOGA DE LAS PLANTAS.................................................................... 18 1.4 INTERRELACIONES DE FACTORES ABITICOS Y ABITICOS EN LA FISIOLOGA DE LAS PLANTAS .............................................................. 19

CAPITULO II...................................................................................................... 20 LA CLULA ....................................................................................................... 20

2.1 GENERALIDADES................................................................................... 20 2.2 HISTORIA DE LA CLULA ...................................................................... 21 2.3 LA CLULA ESTRUCTURA Y FUNCIN................................................ 22

2.3.1 DEFINICIN...................................................................................... 22 2.3.2 ESTRUCTURA CELULAR................................................................ 23 2.3.2.1 Pared celular................................................................................... 23 2.3.2.2 Membrana celular ........................................................................... 24 2.3.2.3 El citoplasma ................................................................................. 26 2.3.2.4 El ncleo........................................................................................ 31

2.4 DIFERENCIA ENTRE LA CLULA VEGETAL Y LA ANIMAL................ 32 2.5 REPRODUCCIN CELULAR .................................................................. 32

2.5.1 REPRODUCCIN CELULAR DIRECTA LA AMITOSIS.................... 33 2.5.2 REPRODUCCIN CELULAR INDIRECTA LA MITOSIS E INTERFASE ............................................................................................... 35 2.5.2.1 La interfase..................................................................................... 35 2.5.2.2 La mitosis ...................................................................................... 35

ACTIVIDAD COMPLEMENTARIA DE PROFUNDIZACIN .......................... 38 1. LABORATORIO...................................................................................... 38 La clula vegetal......................................................................................... 38


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CAPITULO III..................................................................................................... 40 TEJIDOS DE LAS PLANTAS............................................................................. 40

3.1 TEJIDOS SIMPLES O SENCILLOS......................................................... 41 3.2 TEJIDOS COMPUESTOS O COMPLEJOS............................................. 41

3.2.1 TEJIDOS DE PROTECCIN............................................................. 42 3.2.2 TEJIDOS DE CONDUCCIN O VASCULARES ............................... 44 3.2.2.1 El xilema ......................................................................................... 44 3.2.3 TEJIDOS FUNDAMENTALES........................................................... 47 3.2.3.1 Parnquima .................................................................................... 47 3.2.3.2 Colnquima..................................................................................... 48 3.2.3.3 Esclernquima............................................................................... 48

ACTIVIDAD COMPLEMENTARIA DE PROFUNDIZACION. ......................... 52 1. LABORATORIO...................................................................................... 52 Tejidos vegetales........................................................................................ 52

UNIDAD I B .......................................................................................................... 54 FUNCIN DEL AGUA Y LOS DIFERENTES PAPELES QUE DESEMPEA EN LAS PLANTAS ...................................................................................................... 54

CAPITULO IV .................................................................................................... 54 4. IMPORTANCIA DEL AGUA........................................................................... 54

4.1 IMPORTANCIA FISIOLGICA DEL AGUA ............................................. 55

4.1.1 USO DEL AGUA EN LAS PLANTAS................................................ 59 4.2 IMPORTANCIA ECOLGICA DEL AGUA............................................... 61 4.3 RELACIONES DEL AGUA CELULAR...................................................... 62

4.3.1 DISTRIBUCIN DEL AGUA EN LAS CLULAS............................... 63 4.3.2 RETENCIN DEL AGUA EN LAS PAREDES CELULARES ............ 63 4.3.3 CONTENIDO DE AGUA EN EL CITOPLASMA................................. 64 4.3.4 CONTENIDO DE AGUA EN LAS VACUOLAS.................................. 64 4.3.5 CONTENIDO DE AGUA EN EL SISTEMA VASCULAR.................... 65

CAPITULO V ..................................................................................................... 66 RELACIONES HDRICAS EN LAS PLANTAS................................................... 66

5.1 PROPIEDADES FSICO - QUMICAS DEL AGUA................................... 67 5.2 POTENCIAL HDRICO............................................................................ 68

5.2.1 CICLO DEL AGUA............................................................................. 69 5.3 DIFUSIN, OSMOSIS, IMBIBICIN, PLASMOLISIS ............................. 69

5.3.1 OSMOSIS.......................................................................................... 74 5.3.2 IMBIBICIN....................................................................................... 77 5.3.3 PLASMOLISIS................................................................................... 78

5.4 MOVIMIENTO DEL AGUA EN LA PLANTA............................................ 79


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5.4.1 EL SISTEMA CONDUCTOR DE LAS RACES ................................. 80 5.4.2 EL SISTEMA CONDUCTOR DE LOS TALLOS................................. 81 5.4.3 EL SISTEMA CONDUCTOR DE LAS HOJAS................................... 84

5.5 PERDIDA DE AGUA EN LAS PLANTAS ................................................. 87 5.5.1 TRANSPIRACIN ............................................................................. 88 5.5.1.1 Mtodos para medir la transpiracin............................................... 91 5.5.1.2 Importancia de la Transpiracin...................................................... 95 5.5.1.3 Factores que afectan la Transpiracin............................................ 96 5.5.2 GUTACIN........................................................................................ 97

ACTIVIDAD COMPLEMENTARIA DE PROFUNDIZACION. ......................... 98 1. LABORATORIO...................................................................................... 98 Determinacin del potencial hdrico de las vacuolas de un tejido............... 98

UNIDAD II............................................................................................................ 101 FUNCIONES DE LAS PLANTAS ........................................................................ 101

INTRODUCCIN............................................................................................. 101 OBJETIVOS..................................................................................................... 102 CAPITULO I..................................................................................................... 103 LA FOTOSNTESIS ........................................................................................ 103

1.1 GENERALIDADES................................................................................. 103 1.2 NATURALEZA DE LA LUZ SOLAR ....................................................... 106 1.3 FACTORES AMBIENTALES QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD FOTOSINTTICA ........................................................................................ 107

1.3.1 LA INTENSIDAD DE LA LUZ .......................................................... 108 1.3.2 LA CALIDAD DE LA LUZ................................................................. 112 1.3.3 LA DURACIN DE LA LUZ ............................................................ 113 1.3.4 CONCENTRACIN DE DIXIDO DE CARBONO.......................... 113 1.3.5 LA TEMPERATURA ........................................................................ 114 1.3.6 DISPONIBILIDAD DE AGUA........................................................... 117 1.3.7 LOS NUTRIENTES.......................................................................... 119

1.4 FOTOSINTESIS Y REPRODUCTIVIDAD DE LAS PLANTAS ............... 120 1.5 TASAS FOTOSINTETICAS EN DIVERSAS ESPECIES VEGETALES . 122 1.6 ESTRUCTURA DEL APARATO FOTOSINTTICO Y LOS PIGMENTOS RELACIONADOS......................................................................................... 123

1.6.1 ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LA CLOROFILA Y LOS PIGMENTOS FOTOSINTTICOS............................................................ 124 1.6.2 FOTOSISTEMAS............................................................................. 124 1.6.3 ESTRUCTURAS DE LAS HOJAS ................................................... 125 1.6.4 IMPORTANCIA DE LOS ESTOMAS ............................................... 128

1.7 REQUERIMIENTOS ENERGETICOS PARA LA FOTOSINTESIS ........ 130 1.8 CONDICIONES PARA LA PRODUCCION DE CLOROFILA ................. 131

1.8.1 CLOROSIS Y AMARILLAMIENTO ................................................. 132 1.9 NECESIDAD DE LA CLOROFILA EN LA FOTOSNTESIS ................. 132


7

1.10 MEDICIN DE LA FOTOSNTESIS EN DISCOS DE HOJA................ 134 1.10.1 MATERIALES................................................................................ 134

CAPITULO II.................................................................................................... 137 LA RESPIRACIN DE LAS PLANTAS........................................................... 137

2.1 INTRODUCCIN ................................................................................... 137 2.2 FACTORES QUE AFECTAN LA TASA DE RESPIRACIN DE LAS PLANTAS..................................................................................................... 139

2.2.1 TEMPERATURA.............................................................................. 139 2.2.2 INTENSIDAD DE LA LUZ................................................................ 140 2.2.3 CONCENTRACIN DE OXGENO ................................................. 140 2.2.4 CONDICIONES EDFICAS ............................................................ 140

2.3 NATURALEZA DE LA RESPIRACIN Y SU IMPORTANCIA EN LA VIDA DE LA PLANTA............................................................................................ 141

2.3.1 RESPIRACIN ANAERBICA........................................................ 141 2.3.2 RESPIRACIN AERBICA ............................................................ 143 2.3.3 SUSTANCIAS CONSUMIDAS EN LA RESPIRACIN.................... 144 2.3.4 PRODUCCIN DE CO2 EN LA RESPIRACIN (MEDICIN EN LABORATORIO) ...................................................................................... 146

2.4 FERMENTACIONES............................................................................ 149 2.4.1 RELACIONES ENTRE LA FERMENTACIN Y EL PROCESO RESPIRATORIO ...................................................................................... 149 2.4.2 FERMENTACIN ALCOHLICA.................................................... 150 2.4.3 FERMENTACIN DE DIFERENTES CARBOHIDRATOS POR LEVADURA .............................................................................................. 152

2.5 REACCIONES DE LA RESPIRACIN.................................................. 153 2.5.1 GLICLISIS..................................................................................... 153 2.5.2 FOTORESPIRACIN ...................................................................... 155

CAPITULO III................................................................................................... 157 LA NUTRICIN DE LAS PLANTAS ............................................................... 157

3.1 INTRODUCCIN ................................................................................... 157 3.2 OBJETIVO ............................................................................................. 158 3.3 FACTORES QUE AFECTAN LA CONCENTRACIN DE NUTRIMENTOS EN LA SOLUCIN DEL SUELO .................................................................. 159 3.4 FACTORES QUE AFECTAN LA HABILIDAD DE LAS PLANTAS PARA ABSORBER NUTRIMENTOS ...................................................................... 161

3.4.1 CONCENTRACIN DE OXGENO EN LA ATMSFERA DEL SUELO................................................................................................................. 161 3.4.2 TEMPERATURA DEL SUELO......................................................... 161 3.4.3 REACCIONES ANTAGNICAS QUE AFECTAN LA TOMA DE NUTRIMENTOS ....................................................................................... 162 3.4.4 SUSTANCIAS TXICAS ................................................................ 163


8

3.5 ELEMENTOS ESENCIALES PARA EL DESARROLLO DE LAS PLANTAS..................................................................................................... 163

3.5.1 NUTRIENTES PRIMARIOS............................................................. 164 3.5.2 NUTRIENTES SECUNDARIOS...................................................... 166 3.5.3 ELEMENTOS TRAZA O MICROELEMENTOS, SNTOMAS DE DEFICIENCIA O EXCESO ....................................................................... 167

3.6 FUNCIONES DE LA POBLACION BIOLOGICA DEL SUELO. ........... 170 3.6.1 LA MICROFLORA ........................................................................... 170 3.6.1.1 Bacterias....................................................................................... 170 3.6.1.2 Hongos ......................................................................................... 170 3.6.1.3 Algas............................................................................................. 171 3.6.1.4 Actinomicetos ............................................................................... 171 3.6.2 LA FAUNA DEL SUELO .................................................................. 171 3.6.2.1 Lombrices de tierra ....................................................................... 172 3.6.2.2 Colepteros .................................................................................. 172 3.6.2.3 Lombricillas o enquitreidos ........................................................... 172 3.6.2.4 caros o araitas.......................................................................... 173 3.6.2.5 Nemtodos ................................................................................... 173 3.6.2.6 Quelpodos y miripodos ............................................................. 173

3. 7 PREPARACIN DE SOLUCIN NUTRITIVA...................................... 173 3.8 METABOLISMO DEL NITROGENO ..................................................... 174

3.8.1 CICLO DEL NITRGENO ............................................................... 176 3.8.2 FIJACIN DEL NITRGENO Y REDUCCIN DE NITRATOS....... 179

CAPITULO IV .................................................................................................. 180 LA PROPAGACIN DE PLANTAS ................................................................ 180

4.1 INTRODUCCIN ................................................................................... 180 4.2 PROPAGACIN SEXUAL DE LAS PLANTAS ..................................... 182

4.2.1 LA REPRODUCCIN SEXUAL Y LA HERENCIA.......................... 182 4.2.2 INCREMENTO SEXUAL DE LAS PLANTAS ................................. 183 4.2.2.1 Floracin....................................................................................... 184 4.2.3 SELECCIN DE SEMILLAS ........................................................... 185 4.2.4 SIEMBRA DE SEMILLAS ................................................................ 187 4.2.5 PREPARACIN DE SUSTRATOS PARA LA SIEMBRA DE SEMILLA................................................................................................................. 188

4.3 PROPAGACIN ASEXUAL DE LAS PLANTAS .................................... 189 4.3.1 ESQUEJES ..................................................................................... 189 4.3.2 ACODOS ......................................................................................... 190 4.3.2.1 En punta ....................................................................................... 190 4.3.2.2 Simple........................................................................................... 190 4.3.2.3 Compuesto o serpentario ............................................................. 191 4.3.2.4 Acodado areo ............................................................................. 191 4.3.2.5 Banquillo....................................................................................... 191 4.3.2.6 Trinchera ...................................................................................... 191


9

4.3.3 INJERTOS...................................................................................... 192 4.3.3.1 Mtodos de injertos ...................................................................... 193

4.4. CULTIVO DE TEJIDOS VEGETALES O MICROPROPAGACION ...... 195 4.5 DESARROLLO DE FRUTOS Y SEMILLAS .......................................... 197

4.5.1 DESARROLLO DE LA FLOR .......................................................... 197 4.5.2 DESARROLLO DEL FRUTO Y LA SEMILLA .................................. 197

CAPITULO V ................................................................................................... 200 CRECIMIENTO Y DESARROLLO DE PLANTAS........................................... 200

5.1 INTRODUCCIN ................................................................................... 200 5.2 CONCEPTOS DE CRECIMIENTO Y DESARROLLO............................ 202

5.2.1 CINTICA DEL DESARROLLO....................................................... 202 5.2.2 MORFOGNESIS Y DIFERENCIACIN ........................................ 203

5.3 ZONAS DE CRECIMIENTO DE LAS PLANTAS Y FACTORES AMBIENTALES QUE LOS AFECTAN.......................................................... 205

5.3.1 CRECIMIENTO DE LA RAZ ........................................................... 205 5.3.2 CRECIMIENTO DE HOJAS Y TALLOS........................................... 206

5.4 DIRECCIN DEL CRECIMIENTO DE LAS PLANTAS ......................... 208 5.4.1 GEOTROPISMO.............................................................................. 208 5.4.2 FOTOTROPISMO............................................................................ 209 5.4.3 DOMINANCIA APICAL .................................................................... 210

CAPITULO IV .................................................................................................. 211 REGULADORES DE CRECIMIENTO ............................................................. 211

6.1 LAS AUXINAS........................................................................................ 212 6.2 LAS CITOCININAS ................................................................................ 215 6.3 LAS GIBERELINAS................................................................................ 218 6.4 EL ETILENO .......................................................................................... 219 6.5 CIDO ABSCISICO ............................................................................... 220 6.6 INTERACCION HORMONAL................................................................. 222

6.6.1 INTERACCIN AUXINA GIBERALINA ........................................... 222 ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS ........................................................ 223

7. FUENTES DOCUMENTALES ..................................................................... 225

7.1 LIBROS.................................................................................................. 225 7.2 PAGINAS INTERNET ............................................................................ 227


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Fase I Reconocimiento

Para indagar el conocimiento bsico que se tienen sobre los temas de la Unidad

uno. Se propone un cuestionario autoevaluativo previo a la profundizacin y

desarrollo de los temas, para que el estudiante tenga un panorama acerca del

estado de sus nociones y conocimiento.

1. Para usted cual es la principal importancia de la fisiologa vegetal en los

programas de Ciencias Agrarias?

2. Colombia es un pas que est en la zona tropical, cree que es importante

saber sobre fisiologa vegetal?

3. Qu funciones tiene la clula en los procesos fisiolgicos de las plantas?

4. Sabe usted cuales son los tejidos vegetales y cual es su importancia?

5. Cual es la funcin del agua en y los diferentes papeles que desempea

en las plantas?

6. Cuales son las funciones de las plantas?

7. Cules son las propiedades fsico-qumicas del agua ?

8. Realice una lista de los elementos esenciales para la nutricin de las

plantas?

9. Explique es transpiracin de las plantas?

10. Qu es osmosis, imbibicin y plasmolisis?


11

INTRODUCCIN El curso de fisiologa vegetal tiene como fin crear en el estudiante las condiciones

adecuadas para la comprensin, reflexin, anlisis y valoracin de la compleja

organizacin de los vegetales, para poder producir y mejorar la produccin

vegetal.

El estudio de la fisiologa vegetal ampliar la compresin de los fenmenos que se

llevan acabo dentro de las plantas.

El agua y los materiales disueltos que se desplazan por toda la planta, a travs de

las vas de transporte especiales tales como son: el agua del suelo va por las

races a tallos y hojas hasta la atmsfera; las sales inorgnicas y molculas

orgnicas en muchas direcciones en el interior de la planta.

De tal manera que se suceden miles de reacciones qumicas diferentes, qu

acaecen continuamente en las clulas vivas, transformando el agua, las sales

minerales y los gases del medio ambiente en tejidos y rganos de las plantas, todo

este proceso ocurre desde la fecundacin hasta la muerte del vegetal.

Las plantas como seres vivos tienen funciones que desarrollar dentro de los

procesos de germinacin, crecimiento, maduracin y reproduccin, por tanto, es

necesario que en ellas se sucedan en el de transcurso de la fotosntesis, la

respiracin, la nutricin, la propagacin y germinacin, el crecimiento y desarrollo

de los vegetales.

Al finalizar el estudio del modulo de Fisiologa vegetal el estudiante estar en

capacidad de:


12

Estudiar y comprender el proceso de desarrollo de las plantas.

Entender y comprender los fenmenos fisiolgicos que rigen crecimiento de los diferentes sistemas de las plantas.

Interpretacin de las relaciones suelo planta y ecosistema, con el fin de aplicar las mejores tcnicas para obtener las mximas producciones.

Adquirir las bases cientficas para integrar y articular la aplicacin de los conceptos tericos de la fisiologa vegetal

Aplicar los conocimientos que desarrollan cotidianamente los biotecnlogos en la poca adecuada de los estados fenlogicos de las plantas, para mejorar

la calidad y rendimiento de los cultivos.

Interrelacin de factores biticos con abiticos para el crecimiento de las plantas.


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METODOLOGA

La metodologa consiste en el diseo de los procedimientos y estrategias que se

utilizan para que produzcan evidencias entorno a los enunciados de las

intencionalidades formativas (propsitos, objetivos, competencias y metas) en sus

vnculos y articulaciones con los aprendizajes que se constituyen en objeto del

curso.

Esta metodologa es de doble carcter la que corresponde a la elaboracin del

material didctico que es por captulos o unidades y la metodologa del trabajo

acadmico.1

Es importante que una los propsitos con el aprendizaje y desarrollo de

competencias que estn implcitas en el marco general de la teora y en segundo

lugar en la aplicacin de los ejercicios para adquirir los conocimientos de las

funciones de las plantas interrelacionadas con el medio ambiente y el hombre para

que haya un equilibrio en sostenibilidad de las generaciones presentes y

venideras.

Igualmente, se propagar de lo local o lo comunitario a travs de textos de

conocimientos obtenidos y a un de experiencias vividas en el laboratorio y en visita

a cultivos, que sern comunicados a nivel nacional, para promocionar desde lo

regional y nacional para alcanzar una mayor rea que es lo global, esta es una

metodologa.

El curso lo estudiaremos usando la siguiente metodologa:

1 SALAZAR RAMOS. R.


14

1. Estudiar los textos que le son enviados, se revisar cada capitulo con sus

aplicaciones formativas de evidencias, a la vez al finalizarlo se realizar una

autoevalucin en grupo y se aplicar unos ejercicios prcticos de

laboratorio y campo en lo posible.

2. Los textos que le llegan por Internet con los cuales trabajar los ejercicios,

previamente sern ledos como tambin las palabras claves. Es

conveniente realizar resmenes o mapas conceptuales, que a la vez sern

discutidos con los compaeros de grupo y el aprendizaje se debe

multiplicar y resolver las dudas en acompaamiento con su tutor, como

tambin ampliar sus conocimientos escudriando otros autores en

bibliotecas, seminarios, va Internet.

Dentro de la explicitacin del tema se utilizaran medios didcticos y

recursos educativos como son: retroproyectores, videobeam, Cd ROM,

videocasetes, marcadores, carteleras, papelgrafo, Bibliografa sobre las

unidades didcticas, laboratorios, estrategias de aprendizaje, trabajo en

equipo.

Se usaran medios impresos. Modulo de formacin de frutales, guas de

aprendizaje, afiches, folletos, plegables, correos electrnicos. En

audiovisuales videos, presentacin de diapositivas, presentacin de

acetatos. En teleinformticas. Software, multimedia.


15

UNIDAD I A

EXTENSIN DE CONOCIMIENTO SOBRE FISIOLOGA VEGETAL

CAPITULO I

INTRODUCCIN Y GENERALIDADES

1.1 LA FISIOLOGA VEGETAL COMO CIENCIA Y EL CONOCIMIENTO HUMANO

La fisiologa vegetal trata sobre la actividad de las plantas a nivel celular y a nivel

de territorio, estudia los procesos y funciones que rige el crecimiento y desarrollo

de los vegetales influenciados de acuerdo a las condiciones ambientales en que

se desarrollan.

Los procesos son eventos que se suceden en las plantas en forma consecutiva y continua por naturaleza, tales como: crecimiento, fotosntesis, transpiracin,

respiracin, absorcin de iones, apertura y cierre de estomas, toma de agua y

nutrientes, floracin, fructificacin, y produccin de semillas y otros. Las

funciones son actividades naturales que desarrollan las clulas, tejidos y rganos o cualquier otro organismo de la planta.

La fisiologa vegetal es muy importante para el estudiante de ciencias agrarias, y

agricultores progresistas porque describe, identifica y explica las funciones de

cada clula, rgano, tejido, estados fenolgico, as como de los constituyentes

qumicos y fsicos que intervienen en la vida de las plantas. Tambin describe


16

como los procesos y funciones estn interrelacionados y son modificados por

factores externos como la humedad, la luz y la temperatura.

Los mtodos de estudio de la fisiologa vegetal son dependientes de la fsica y de

la qumica. La bioqumica analiza y estudia las sustancias y reacciones qumicas

de los seres vivos y la termodinmica estudia la energa y como se transfiere a la

actividad de los vegetales. Los instrumentos y herramientas usados para los

estudios fisiolgicos son entre otros: Los microscopios electrnicos, psicrmetros,

electroforesis, materiales radioactivos, analizadores infrarrojos de gases,

tensiometros cmaras de presin, cromatgrafos de gases, balanzas electrnicas.

La fisiologa vegetal ayuda al hombre a conocer la funcin que tienen las plantas

en la vida del equilibrio del sistema bitico del mundo terrestre y como parte

fundamental de los conocimientos y de los avances que cada da los cientficos

obtienen en la agricultura, fitopatologa, silvicultura, Agroforestera, farmacologa,

microbiologa, biotecnologa y otras ciencias que tienen que ver con la vida de los

vegetales.

La poblacin mundial crece cada da en alto porcentaje, por tanto es muy

importante producir alimentos para asegurar la paz y la supervivencia de los

pueblos y el equilibrio ecolgico. Por cada da son muy importantes los programas

de investigacin y experimentacin en las ciencias agrcolas Es por esto que las

empresas agrcolas requieren profesionales especialistas en fisiologa vegetal,

quienes debelan obtener conocimientos bsicos de cmo y porqu las vegetales

crecen, y multiplican sus rendimientos productivos para la humanidad y la

sostenibilidad del medio ambiente. Esta ciencia cada da busca como producir

mejores sistemas para el mejoramiento continuo de la agricultura, como se maneja

la temperatura, la luz, los activadores de crecimiento, el manejo de las especies

mejoraras, el manejo de microorganismos fijadores de nutrientes, controles

biolgicos y alelopaticos a problemas fitosanitarios.


17

1.2 RELACIN DE LA FISIOLOGA VEGETAL CON OTRAS CIENCIAS

La fisiologa vegetal se apoya en otras ciencias de la biologa como son la

Citologa que estudia la estructura y organizacin, funciones y metabolismo de la

clula. Histologa se encarga de la estructura y la disposicin de los tejidos en los

rganos de las plantas. Taxonoma estudia descripcin y clasificacin de los

vegetales. Morfologa estudia las formas, estructuras y las relaciones entre las

diversas partes de la planta. Ecologa estudia las relaciones de los vegetales con

el medio ambiente. Gentica estudia los genes y la transmisin de los caracteres

hereditarios, interrelacionando el comportamiento de las plantas con los factores

biticos y abiticos y sus relaciones con los dems seres vivos.

Figura 1. Relacin de la fisiologa con otras ciencias biolgicas.

Fisiologa vegetal

Anatoma (Citologa - Histologa)

Morfologa)

Taxonoma

Ecologa

Gentica


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1.3 FACTORES HEREDITARIOS Y AMBIENTALES QUE AFECTAN LA FISIOLOGA DE LAS PLANTAS

Dentro de los principios de la fisiologa vegetal est reconocer que la herencia y el

medio ambiente son factores que regulan los procesos internos y las condiciones

vida de la planta, que al final van a determinar el crecimiento y desarrollo, forma y

rendimiento agronmico, resultante de una compleja serie de interacciones entre

la composicin gentica del vegetal y el medio ambiente en la cual crecen las

plantas.

Es muy importante que el estudiante de ciencias agrarias o productor

agropecuario, conozca las caractersticas genticas de las plantas como son: las

morfolgicas tales como el tamao y el tipo de raz, clase de hojas y de estomas,

tipo de crecimiento de tallos, resistencia a plagas y enfermedades, precocidad,

desarrollo de estados fenlogicos, rusticidad, rendimientos de produccin, as

como caractersticas fisiolgicas y qumicas de las plantas adems de los

relacionados con el medio ambiente en donde se desarrolla la planta, los cuales

tienen que ver con el clima, altura sobre el nivel del mar, luminosidad,

temperatura, humedad relativa, pH del suelo, respuesta a caractersticas fsicas y

qumicas de los suelos, vientos y alelopata con otras especies de vegetales que

crecen en conjunto.

Todos stos componentes son responsables del tamao de las clulas, rganos y

rea foliar que a su vez, influirn en la cantidad de biomasa producida y en la

calidad del producto obtenido.


19

1.4 INTERRELACIONES DE FACTORES ABITICOS Y ABITICOS EN LA FISIOLOGA DE LAS PLANTAS

Las interacciones entre los factores abiticos y abiticos ms importantes que

regulan y modifican la respuesta fisiolgica de las plantas segn el ambiente en

que se desarrollan2.

En el ambiente interactan los factores abiticos como la temperatura, la radiacin

global total y la humedad relativa, estos factores afectan la transpiracin y el

balance energtico de las plantas. De otra lado, las propiedades fsicas de los

suelos como son: textura, estructura, su potencial total de agua y la temperatura,

clase de suelos, influyen grandemente en la disponibilidad de agua y nutrientes

para la planta, ya que en funcin de stos factores se lleva acabo la disfuncin de

aguas a las races, y la absorcin y traslocacin de nutrientes a travs del tejido

conductivo del tallo y las hojas.

Con relacin a los factores biticos estn relacionadas las caractersticas

morfofisiolgicas de las plantas, como son: la estructura y forma del tallo, de la

raz y de las hojas, partes fundamentales en todos los procesos de absorcin,

transporte de agua y transpiracin, que incide directamente en la respuesta

fisiolgica y su comportamiento, que tendrn como resultado final el rendimiento

agronmico del cultivo o planta a producir tanto para las actividades humanas

cotidianas o recuperacin de suelos, cuencas hidrogrficas y propagacin de

plantas en va de extincin.

2 Lira Saldvar Ricardo H.


20

CAPITULO II

LA CLULA

Figura 2 Estructura de una clula vegetal

2.1 GENERALIDADES

Los seres vivos estn compuestos de varios elementos que forman niveles de

organizacin de la vida, as: los tomos forman molculas complejas tales como

las protenas y los cidos nucleicos, stas molculas se organizan para conformar

organelos y los organelos constituyen clulas. En el caso de las plantas

generalmente estn formadas por raz, tallo, hojas, flores, frutos y semillas, que a

la vez cada parte de la planta est formado por tejidos y los tejidos por clulas.


21

Existen algunos organismos que se componen de una sola clula, otros como los

animales y las plantas, estn formados por muchas clulas. Los organismos

multicelulares, se agrupan en clulas similares para formar tejidos, y stos a la vez

se organizan diferentes tipos de tejidos para formar rganos y stos forman

sistemas. Los sistemas permiten a los seres vivos realizar funciones como

respirar, reproducirse, producir frutos y semillas.

2.2 HISTORIA DE LA CLULA

Robert Hooke en 1665, observ con un microscopio un delgado corte de corcho.

Hooke not que el material era poroso. Esos poros, en su conjunto, formaban

cavidades poco profundas a modo de cajas a las que llam clulas. Hooke haba

observado clulas muertas. Unos aos ms tarde, Marcelo Malpighi, anatomista y

bilogo italiano, observ clulas vivas. Fue el primero en estudiar tejidos vivos al

microscopio.

En 1838 el bilogo alemn Mathias Jakob Schleiden afirm que todos los

organismos vivos estn constituidos por clulas.

Theodor Schwann y Mathias Jakob Schleiden en 1839 fueron los primeros en

lanzar la teora celular. A partir de 1900, los investigadores de la clula enfocaron

sus trabajos en dos direcciones fundamentalmente distintas:

Los bilogos celulares, dotados de microscopios cada vez ms potentes procedieron a describir la anatoma de la clula. Con la llegada del

microscopio electrnico, se consigui adentrarse cada vez en la estructura fina

de la clula hasta llegar a discernir las estructuras moleculares.


22

Los bioqumicos, cuyos estudios se dirigieron a dilucidar los caminos por los cuales la clula lleva a cabo las reacciones bioqumicas que sustentan los

procesos de la vida, incluyendo la fabricacin de los materiales que

constituyen la misma clula.

Ambas direcciones han convergido hoy da, de tal forma que para el estudio de la

estructura celular y de su funcin se aplican tanto tcnicas bioqumicas como de

biologa molecular.

2.3 LA CLULA ESTRUCTURA Y FUNCIN

2.3.1 DEFINICIN La clula se puede definir como:

Estructuras altamente organizadas en su interior, constituidas por diferentes orgnulos implicados, cada uno de ellos en diferentes funciones.

La unidad anatmica, fisiolgica y que da origen a los seres vivos.

La principal caracterstica que tienen los vegetales es la capacidad fotosinttica,

que utilizan para elaborar el alimento que necesitan transformando la energa de

la luz en energa qumica: este proceso tiene lugar en los plastos (orgnulos

celulares) verdes que contienen clorofila y se llaman cloroplastos.3

Existen dos tipos de clulas:

3 PARDO VELOSA JAIME ARTURO


23

Las clulas Procariticas son las que no tienen un verdadero ncleo y no poseen organelos encerrados por membranas, las encontramos las bacterias y

cianobacterias (Algas verdes y azules) correspondientes al reino Mnera. El

ADN en estas clulas es una molcula circular.

Las eucariticas se presentan en los reinos: en las plantas Protistos, en los animales y en los hongos. Estas tienen un ncleo, limitado por una membrana

y membranas internas que conforman diferentes organelos y cada uno tienen

una funcin especfica. En estas clulas el ADN esta separado y asociado a

protenas y forma cromosomas separados.4

Las clulas presentan formas y tamaos variados. Las clulas bacterianas ms

pequeas tienen forma cilndrica de menos de una micra o m (1 m es igual a

una millonsima de un metro) de longitud. Casi todas las clulas vegetales tienen

entre 20 y 30 m de longitud, forma poligonal y pared celular rgida.

Las clulas guardan informacin gentica codificada almacenada en las

molculas de cido desoxirribonucleico (DNA).

2.3.2 ESTRUCTURA CELULAR

La clula tanto vegetal como animal consta de las partes fundamentales: La

pared celular, membrana plasmtica, el citoplasma y l ncleo.

2.3.2.1 Pared celular

Es una envoltura porosa, protectora, gruesa constituida principalmente por

celulosa y de soporte no viviente, formada por el protoplasto, de la parte viviente

4 SALDIVAR LIRA RICARDO HUGO.


24

de las plantas celulares. La pared celular no funciona como barrera fisiolgica, la

funcin principal es mecnica. Sirve tambin como soporte de la clula e impide la

ruptura de las membranas externas, provocaba por las presiones hidrostticas en

el interior de la clula, principalmente por la accin del agua. Adems sirve como

proteccin frente a organismos invasores patgenos.5 Y las protege de daos

fsicos.

En la pared celular se encuentra las estructuras siguientes: La lamina media, el

plasmodesma y plasma membrana.

La lamina media esta constituida por una capa delgada de calcio cementante,

entre clulas adyacentes permitindoles permanecer unidas entre si.

El plasmodesma esta constituido por pequesimos poros que atraviesan la pared

celular y permiten una interconexin entre los protoplasmas, haciendo que los

contenidos de clulas adyacentes pueden estar en contacto.

La proteccin la realiza mediante las paredes celulares, relativamente

impenetrables, las microfibrillas de celulosa constituyentes principales elementos

de rigidez de las clulas.

2.3.2.2 Membrana celular

Segn Danielli y Davson, la membrana celular est constituida por dos capas de

protenas separadas por una capa intermedia de lpidos o grasas.

El paso de pequeas de sustancias o pequeas molculas a travs de la

membrana ocurre por tres mecanismos diferentes: difusin, smosis y transporte

activo.

5 Ibid


25

Las clulas vegetales, adems de al membrana plasmtica, estn por una pared

celular gruesa constituida principalmente por celulosa, que les permite mantener

su forma y los protege de daos fsicos.

Las funciones de la membrana celular:

Controla en forma selectiva la entrada y salida de sustancias. Sostiene y protege la materia viva de al clula. Facilita la absorcin de nutrientes mediante procesos de fagocitosis

(captura de partculas slidas).

En la membrana celular se realizan dos procesos:

Endocitosis: es cuando la clula toma molculas grandes del medio que la rodea.

Exocitosis: Ocurre cuando la clula saca o secreta molculas grandes.

Todos los organelos subcelulares estn formados o circundados por membranas o

partes de stas.

Es de gran importancia, estudiar las plantas, conocer los procesos mediante los

cuales los materiales qumicos se distribuyen dentro de la clula. El proceso

bsico de transporte de materiales es la transferencia fsica de partculas de una

regin de mayor concentracin a otra de menor concentracin. Los materiales son

transferidos por difusin simple, an cuando se interponga en la trayectoria una

membrana.

El transporte de alimentos a la clula y la eliminacin de productos resultantes del

metabolismo estn regidos por la ley de la difusin. La difusin es la penetracin


26

de las molculas de un cuerpo en las molculas de otro. Esta difusin depende de

la facilidad con que las molculas de un soluto se desplazan en un solvente.

Las paredes celulares se comportan como membrana de permeabilidad

diferencial, y puede haber paso de sustancias hacia dentro y hacia fuera de las

clulas, por tanto las clulas tienen un mecanismo osmo-regulador para que estas

no se estalle.

Las membranas biolgicas son permeables al agua pero no a las sustancias

disueltas en el agua. As, por ejemplo, si a un lado de la membrana hay agua pura

y al otro lado hay una solucin de material no permeable, el agua pasa del

compartimiento donde hay agua pura hacia la solucin. Si son dos soluciones las

que estn separadas por una membrana, el agua pasa de la solucin ms diluida

a la ms concentrada.

En este caso, ha ocurrido un proceso de smosis, es decir, el movimiento de un

solvente de una solucin diluida a otra ms concentrada a travs de una

membrana semipermeable.

Existen otros casos en los cuales el movimiento de las molculas se presenta en

contra de un gradiente de concentraciones y hay un gasto de energa por parte de

la clula, es lo que se conoce como transporte activo.

2.3.2.3 El citoplasma

Es la parte de la clula comprendida entre la membrana plasmtica y la membrana

nuclear. Esta constituido por una sustancia liquida y viscosa gelatinosa llamada

citosol, constituido principalmente por agua, iones ( K+, C l-, Na+), aminocidos,

protenas, azcares, lpidos y cidos orgnicos, la cual se encuentran los


27

organelos. Los organelos tienen formas muy diversas y cada uno cumple una

funcin especial.

En el citoplasma tiene la funcin principal de de desarrollar las principales

actividades metablicas celulares.

Entre los organelos estn: el sistema de endomembranas, de donde se origina el

retculo endoplasmtico liso y rugoso. Los organelos celulares, las mitocondrias,

los plstidios, cloroplastos, aparato de Golgi, lisosomas, vacuola y vesculas,

citoesqueleto, los ribosomas y peroxisomas.

A continuacin se hace una descripcin de las estructuras del citoplasma:

1. Citoesqueleto: est conformado por una rede de filamentos de proteicos del citosol que componen el interior de las clulas vegetales. La funcin es como

armador de la organizacin de la clula y la fijacin de orgnulos y enzimas,

a la vez es responsable de muchos de los movimientos celulares.

Los movimientos asociados con la divisin celular dependen en plantas y

animales de los filamentos de actina y microtbulos, que distribuyen los

cromosomas y otros compuestos celulares entre las dos clulas hijas en fase

de segregacin.

2. Retculo endoplasmtico: Esta formado por un laberinto de membranas que proceden de la membrana nuclear.

El retculo endoplasmtico es de dos tipos y van a continuacin uno del otro:

El retculo endoplasmtico rugoso, llamado as porque presenta ribosomas unidos a l, se presenta en todas las clulas eucariticas y predomina en

aquellas que hacen grandes cantidades de protena para exportar. Las


28

funciones son ensamblar protenas que son secretadas luego, fuera de la

clula a travs de los ribosomas.

El retculo endoplasmtico liso, carece de ribosomas unidos a l, y sus funciones son: sintetizar o producir lpidos, metabolizar los carbohidratos

transformndolos para poderlos utilizar, otra es transformar sustancias

txicas, como el alcohol, algunos medicamentos y venenos, para que puedan

ser eliminados del organismo.

3. Aparato de Golgi: consiste en un conjunto de membranas en forma de bolsas aplanadas, se pueden observar en el microscopio de luz. La funcin

del aparato de Golgi es aceptar vesculas del retculo endoplasmtico,

modificar membranas y los contenidos de las mismas e incorporar productos

terminados en las vesculas de transporte que los llevan a otras partes de la

clula y especialmente a la superficie celular, secretar sustancias como

mucus en las clulas calciformes que revisten el tubo digestivo o celulosa en

las clulas vegetal.

4. Ribosomas: Son pequeos organelos de forma esfrica que se encuentran libres en el citoplasma o adheridos a membranas como el retculo

endoplasmtico. Estn compuestos de protenas y de cido ribonucleico

(ARN). La funcin que presentan es la elaboracin y sntesis de protenas

para el crecimiento y para actividades celulares intrnsecas. Cuanto ms

protena esta produciendo una clula, ms ribosomas tendr.

5. Lisosomas: Son organelos vesiculares cuya funcin es digerir las grandes molculas de protenas, grasas y cidos nucleicos. Los lisosomas son

organelos que contienen enzimas hidrolticas, aislndolas por tanto el resto

de la clula. Las enzimas actan en la degradacin de protenas,


29

polisacridos y lpidos. Si las membranas del lisosoma se rompieran en el

citoplasma, sus enzimas produciran autlisis o destruccin celular.

6. Vacuolas: Son organelos esfricos de diferente tamao encerrados por una por una membrana llamada tonoplasto, llenos de liquido, con funcin

digestiva, de almacenamiento y de excrecin de sustancias, regulando en

esta forma el contenido celular. Testas reciben diferentes nombres segn su

funcin:

Vacuola contrctil: se forma para expulsar el exceso de agua fuera de la clula, como sucede en algunos protistos de agua dulce. de

diferente tamao.

Vacuola alimenticia: Son las que se forman para ingerir una partcula alimenticia, por endocitosis.

Vacuola central: Se encuentra ocupando el 80% o ms de clula. En ella se llevan acabo las funciones como almacenamiento,

acumulacin y eliminacin de desechos, digestin de alimentos, reserva

de aire, absorcin de agua para colaborar en el crecimiento de la clula.

7. Plastdios: Son organelos que se presentan nicamente en las clulas vegetales, que tienen misiones especiales as: los amiloplastos almacenan

almidn, los cromoplastos contienen pigmentos, los cloroplastos es un

plastidio clsico que imparte el color verde a las plantas y captura la energa

solar, Algunos anatomistas reservan el trmino cloroplasto para pigmentos

de cualquier color, excepto los cloroplastos. Los cloroplastos estn

conformados por estructuras llamadas tilacoides, que son estructuras de

forma aplanada esparcidos en el estroma o sustancia fundamental. Cada

tilakoide est limitado por una sola membrana, llamadas lmelas. Las


30

molculas de clorofila y las estructuras que atrapa la energa lumnica se

localizan en los tilacoides, principalmente en la grana o granum ver Figura.

6O 2 + 6H2 O + Energa solar C6 H12 + 6 O 2 Dixido + agua + energa de luz solar glucosa + oxigeno

8. Mitocondrias: Son estructuras u orgnulos grandes cilndricos ovalados, que forman la maquinaria metablica celular, productores de energa que

necesita la clula para crecer y multiplicarse. Las mitocondrias aportan casi

toda esta energa realizando las ltimas etapas de la descomposicin de los

alimentos6.

Estas se encuentran en casi todas las clulas eucariticas. Se presentan en

grandes cantidades en clulas jvenes y activas, pero abundan en las seniles

o en reposo. La funcin de ste organelo es liberar energa de materiales

elaborados para ser usados en la respiracin celular, que consiste en el

consumo de oxigeno y la produccin de dixido de carbono (proceso de

respiracin).

C6H12 O2 + 6 O2 6CO2 + 6H2O + energa.

Glucosa + oxigeno dixido de carbono + agua + energa

Sin las mitocondrias los animales y los hongos no serian capaces de utilizar

oxigeno para extraer toda la energa de los alimentos y mantener con ella el

crecimiento y la capacidad de reproducirse.

9. Tonoplasto: se le llama a la membrana simple que rodea las vacuolas y est formada por una solucin acuosa en la cual se disuelven muchas

sustancias. 6 PARDO VELOSA JAIME ARTURO.


31

10. Cristal: algunas sustancias producidas por las clulas son retenidas en forma de cristales, compuestos de almidn o azcares.

2.3.2.4 El ncleo

Es la estructura ms grande y notable de las clulas eucariticas, contiene el

cdigo gentico que controlan todas las funciones y estructura de cada clula.

Los genes contienen la informacin gentica de cada organismo y dirigen la

sntesis de protenas en los ribosomas. El ncleo generalmente tiene forma de

ovoide u ovalado y hay algunas clulas con ncleos alargados y polimorfos. El

ncleo esta constituido por:

1. Membrana nuclear: Es la que encierra el ncleo, separando el contenido del citoplasma, doble membrana que posee numerosos poros pequeos,

grandes molculas, como los ribonucleoprotenas, pueden atravesarlos

permitiendo as la salida de material informativo desde el ncleo al

citoplasma.

2. Cromosomas: Son estructuras que contienen una molcula de ADN y protenas. Estos estn conformados por genes y cada gen es una porcin de

la molcula de ADN., que son los encargados de la transmisin de las

caractersticas hereditarias. El nmero de cromosomas en cada especie es

siempre el mismo

3. El nuclolo: Es la estructura ms visible dentro del ncleo, formados por grnulos densos redondeados constituidos por ARN, protenas y enzimas. La

funcin es la de producir ribosomas, que son los encargados de la sntesis de

propinas. Los nuclolos desaparecen durante la divisin celular.


32

2.4 DIFERENCIA ENTRE LA CLULA VEGETAL Y LA ANIMAL

Las clulas vegetales son diferentes a las animales en que las vegetales:

Presentan pared celular que las protege, les da forma y las hace ms rgidas.

Estn constituidas por cloroplastos que les permiten realizar fotosntesis. Poseen vacuolas. Las clulas animales carecen de cloroplastos y de pared celular, no pueden

realizar fotosntesis y son menos rgidas que las clulas vegetales.

2.5 REPRODUCCIN CELULAR

Como producto del metabolismo de los seres vivos uno de los procesos es la

construccin de nuevas partes del cuerpo, es decir la divisin de celular para

producir otras.

El proceso mediante el cual las clulas se reproducen, manteniendo la constancia

en el nmero de cromosomas de una generacin a otra , se denomina citognesis.

En los organismos unicelulares la citognesis constituye el mtodo de

reproduccin. En los organismos multicelulares este proceso permite el desarrollo,

el crecimiento y la reposicin de los tejidos desgastados.

Se presentan dos tipos de citognesis o reproduccin celular: directa o indirecta,

ambas estn controladas por el ADN, siempre que una clula se va a dividir,

duplica su material gentico para que las clulas hijas contengan exactamente la

misma informacin gentica que la clula madre.


33

2.5.1 REPRODUCCIN CELULAR DIRECTA LA AMITOSIS Es propia de organismos del reino Mnera, algunos del reino Protista, Hongos

La amitosis es de tres tipos gemacin, biparticin y esporulacin. (Figura 4 A).

La gemacin: Esta reproduccin es tipa de las levaduras: A la clula madre le empieza a salir un botn o gema, que gradualmente se va

desprendiendo. Esta clula hija es ms pequea que la que dio origen;

luego, crece y alcanza el tamao de la original.

La biparticin: Esta sucede en la reproduccin de losa procariotas (bacterias y cianobacterias), puede presentarse en algunos ciliados del

reino Protista como el Paramecium. En este proceso la clula duplica su

material gentico, cada copia se adhiere a la membrana plasmtica en los

lados opuestos de la clula. La membrana comienza a crecer, y al alcanzar

el doble del tamao inicial, se produce un estrechamiento central que se

acenta hasta que se produce la divisin en dos clulas hijas (Figura 3).

La esporulacin: Esta reproduccin de algunos hongos como el moho del pan. El ncleo de la clula madre se divide en varios ncleos. Cada uno de

estos atrapa para s una porcin del citoplasma existente, que luego se

rodea de una membrana celular. En este momento, la clula madre se

rompe, liberando as varias clulas hijas.


34

Figura 3 Biparticin de clula bacterial.

A- AMITOSIS B- MITOSIS Figura 4 Clases de clulas del proceso de multiplicacin de plantas

Cromosomas

Duplicacin de cromosomas


35

2.5.2 REPRODUCCIN CELULAR INDIRECTA LA MITOSIS E INTERFASE

El espacio de tiempo que ocurre cuando una clula se reproduce, para lo cual

tiene que dividirse en dos clulas hijas, y esas clulas hijas se vuelven a dividir, se

presentan una serie de actos a los que se les da el nombre de ciclo celular, que

comprende dos fases, la interfase y la mitosis. El ciclo celular varia segn el tipo

de clula, as la clula de un determinado tejido se puede dividir en dos horas, otra

de un diferente tejido se puede demorar dos das ( Figura 4 B).

2.5.2.1 La interfase Es la fase de preparacin para la mitosis, en la cual se presentan muchos cambios

qumicos en la clula. Es la fase ms larga. Inter significa entre, es el tiempo que

ocurre entre una y otra divisin. ste proceso ocupa el 90% del ciclo celular. En

esta fase la clula crece y fabrica protenas.

Los cromosomas se duplican, pero an se observan la cromatina.

2.5.2.2 La mitosis

En sta fase ocurre el proceso de la divisin del ncleo, y la divisin del

citoplasma o sea la citoquinesis. Comprende cuatro fases: la profase, la metafase,

la anafase y la telofase. En esta fase se inicia la divisin del citoplasma, entre el

final de la anafase y durante la telofase, proceso que se conoce como citoquinesis.

La mitosis es el mtodo de divisin por medio de la cual se forman nuevas clulas

en el crecimiento y la diferenciacin normales de una planta. Es la nica forma de

divisin celular asociada con la reproduccin asexual. En esta fase el ncleo

gemelo recibe normalmente duplicados de cada cromosoma originalmente

presente en el ncleo de la clula progenitora.


36

La fase de la mitosis se caracteriza por:

La duplicacin longitudinal de cada cromosoma para formar las cromtidas. La desaparicin de la membrana nuclear, y la formacin de husos de fibras. El movimiento de los cromosomas hacia el ecuador de dichos husos. La migracin de las cromtidas a los polos opuestos de los husos. La formacin de dos ncleos gemelos cada uno, con su complemento

cromosmico, similar al del ncleo progenitor.

La formacin de paredes celulares divisorias entre los dos ncleos gemelos.

El otro tipo de divisin nuclear es la Meiosis esta asociada con la reproduccin

sexual de las plantas. Esta ocurre cuando las clulas esporas madres se dividen

para formar las esporas consiste en dos divisiones sucesivas, la primera reductora

y la segunda ecuacional.

La meiosis se caracteriza por:

Duplicacin longitudinal de cada cromosoma para formar dos cromtidas. Apareamiento de cromosomas homlogos: Los que contienen genes que

determinan caractersticas hereditarias similares.

Movimiento hacia el ecuador del huso de los cromosomas homlogos con sus cromtidas aun unidas en puntos conocidos como centrmeros.

Separacin de los cromosomas homlogos, en la cual uno de par se mueve hacia los polos opuestos con sus cromtidas an unidas.

La formacin de nuevos usos en cada extremo de la clula con las cromtidas unidas distribuyndose en el ecuador de cada uno de los husos.

La divisin de los centrmeros y la migracin de las cromtidas a los polos de sus respectivos husos.


37

La formacin de paredes celulares para dar origen a cuatro esporas, cada una de las cuales, contiene la mitad de los cromosomas de la clula

progenitora.

La caracterstica muy importante de la meiosis es la reduccin del nmero de

cromosomas de diploide (2n) en las clulas progenitoras al nmero haploide (n) en

las esporas. Porque los gametos se forman de esporas por divisiones mitticas

sucesivas, tambin contienen el nmero haploide de cromosomas.7

El nmero de cromosomas en las plantas, tanto el haploide- diplode de

cromosomas para cualquier especie de plantas es esencialmente constante.

Tabla 1 Nmeros diploides de cromosomas de algunas especies de cultivos.

CULTIVO ESPECIE Nmero diploide de cromosomas (2n = )

Cebada Hordeum vulgare 14

Trbol rojo Trifolium pratense 14

Trbol blanco Trifolium repens 32

Maz Zea mays 20

Avena blanca Avena sativa 42

Arroz Oryza sativa 24

Sorgo Sorghum vulgare 20

Caa azcar Saccharum offinarum 80

Algodn Gossypium hirsutum 52

Trigo duro Triticum durom 28

Trigo comn Triticum vulgare 42

7 POEHLMAN, JOHN MILTON.


38

ACTIVIDAD COMPLEMENTARIA DE PROFUNDIZACIN

1. LABORATORIO Realice estas actividades en gran grupo, pequeos grupos o individual

La clula vegetal 2. Objetivos

Conocer la estructura de la clula vegetal: Observar algunas estructuras celulares: ncleos, vacuolas, cromoplastos,

membranas celulares.

Clases de reproduccin de las plantas. Importancia de los tejidos vegetales en las plantas. Clases de tejidos vegetales.

3. Procedimiento 3.1 Elementos Utilice un microscopio electrnico, hojas y tallos vegetales, corcho, bistur, lamina

de portaobjetos, laminilla cubreobjetos, gotero, aguja, papel, papel secante, lpiz,

laminas fotogrficas de clulas con estructuras vegetales, hojas para apuntes y

dibujos.

3.2 Proceso 3.2.1 Tomar una hoja o tallo de cualquier vegetal, realice cortes muy delgados y

laminas completas con el bistur, colquelo sobre el portaobjetos, deposite una


39

gota de agua, luego con la punta de la cuchilla, coloca el corte sobre la gota de

agua, despus tapa el corte con una laminilla cubreobjetos, evitando que quede

burbujas de aire. Luego llvela al microscopio y obsrvelo. Por ultimo en tu

elemento de apuntes dibuja lo que observas en el microscopio, identifica y

colcale los nombres a los organelos que observas y compara con las

ilustraciones de clulas vegetales

3.2.2 Haga un corte de papa lo ms delgado posible y lvelo para retirarle el

almidn, obsrvelo al microscopio primero con agua y luego adicinele una gota

de lugol. Qu cambios observan?, que estructuras identifica?.

3.2.3 Coloque dos gotas de jugo de tomate sin semillas, obsrvelo al microscopio,

primero en fresco y luego con azul de metileno. Que diferencia se presentan se

presentan entre las dos?.

3.2.4 Haga un corte de la cscara de tomate y realice la observacin en el

microscopio, primero observe con una gota de agua y luego adicinele una gota

de azul de metileno, Qu cambios se observan?, Qu estructuras se

observan?. Qu estructuras identifica?, Qu colores observan en la muestra,

Por qu hay diferencia de colores?, Qu hay dentro de las clulas?.

4. Realice un mapa de conceptos

Relacionando los siguientes trminos entre s como usted crea posible, trazando

lneas o flechas entre aquellos que se considere ms conectados, escribiendo en

la flecha una descripcin indicativa de la naturaleza de esa relacin.

Mitocondrias/ plastillos/ ncleo / citosol / retculo endoplasmtico / cromosomas /

lisosomas / citoesqueleto / pared celular/ ribosomas genes / mitosis / meiosis./

plantas. (Observe que estn en desorden)


40

CAPITULO III

TEJIDOS DE LAS PLANTAS

Figura 5 Esquema de anillos de crecimiento de un rbol, cada anillo corresponde a un ao de crecimiento.

Las plantas estn constituidas por clulas similares que forman tejidos, existen

diferentes tejidos que forman rganos y estos rganos forman sistemas, los

sistemas permiten realizar funciones como nutricin, respiracin, reproduccin y

otros.


41

Se denomina tejido a la agrupacin de clulas similares, estrechamente

asociadas, de constitucin qumica anloga las cuales forman unidades

funcionales y / o estructurales. Dentro de un tejido es posible encontrar tambin

clulas diferentes. La anatoma vegetal estudia la estructura de las plantas y de

los tejidos vegetales.

Los tejidos en las plantas son de dos tipos:

3.1 TEJIDOS SIMPLES O SENCILLOS

Estos estn constituidos por un solo tipo de clulas, dentro stos pertenecen los

tejidos: parnquima, Colnquima y el esclerenquima.

3.2 TEJIDOS COMPUESTOS O COMPLEJOS

Los compuestos por diferentes tipos de clulas, dentro los cuales se conocen dos

tipos:

El floema: compuestos por fibra, tubos cribosos, clulas acompaantes y parnquima floematoso.

El xilema: Parnquima, traqueadas, vasos y fibras leosas. Los tejidos vegetales se agrupan en tres grupos:

1. tejidos de proteccin o epidermis.

2. Tejidos conduccin: Xilema y el floema.

3. Tejidos fundamentales: Parnquima, el Colnquima y esclerenquima.


42

Los tejidos anteriormente nombrados se encuentran en los principales rganos de

la planta, raz, tallo y hojas. Adems de estos tejidos las plantas presentan otro

tejido denominado meristemtico, que es el que le permite crecer durante toda la vida de la planta.

A continuacin se hace una descripcin de cada uno de los tejidos:.

3.2.1 TEJIDOS DE PROTECCIN

Este tejido recibe el nombre de epidermis, ver figura 6, esta constituido por una sola capa de clulas que cubren y protegen toda la planta, otra funcin que

cumple la epidermis es proteger las partes areas de las plantas con cutina,

formando la cutcula, cuya funcin es evitar la prdida de agua y protegerlas del

ataque de hongos.

En la parte inferior de las hojas se presenta unos orificios denominados estomas,

que permiten el intercambio de oxigeno y dixido de carbono entre el aire que

rodea la planta y las clulas fotosintticas de la hoja y que tambin permiten la

salida de vapor de agua.

En otras plantas en la epidermis de la hoja o del tallo se transforma en unos

pelillos a veces fuertes llamados tricomas como en la calabaza que le sirven de

defensa. En la races se presentan otras modificaciones llamados pelos radicales

que sirven para la absorcin de agua y de minerales.

Los pelos intervienen en una misin especifica de la epidermis, as los

revestimientos sedosos formados por pelos vivientes, se hallan en las hojas muy

jvenes, al aumentar la superficie, contribuyen y favorecen la transpiracin, en

cambio un denso indumento blanquecino de pelos muertos tienen una funcin


43

contraria de reducir la perdida de agua, al crear un espacio en donde se dificulta la

entrada de viento, en el que se acumula vapor de aguay al mismo tiempo protegen

contra la radiacin solar directa.

Figura 6 Sistemas de tejidos: Epidrmicos, vasculares y fundamental8

8 ARIAS PEREZ. Maria del C. 2002.


44

3.2.2 TEJIDOS DE CONDUCCIN O VASCULARES

Son los que le sirven a la planta para el transporte del agua y los nutrientes a sus

diferentes partes., una manera de observar es colocando en un balde agua

coloreada e introducir cartuchos, se observa como sube el agua coloreada por los

conductos de los tallos del cartucho. Estos conductos son el floema y xilema.

3.2.2.1 El xilema

Es el tejido encargado del transporte del agua y materiales disueltos. El xilema

est constituido por traqueadas y elementos de vaso, por el parnquima y fibras

leosas. Las traqueadas son clulas alargadas con paredes gruesas, se

encuentran principalmente en la Gimnospermas, sus paredes estn endurecidas

por la sustancia llamada lignina, que le sirve para darle soporte a la planta, la

acumulacin del xilema con el tiempo constituye la madera.

Los vasos son filas de clulas individuales denominadas elementos de vaso, se

encuentran de un extremo a otro de las plantas Angiospermas. Las traqueadas

estn formadas por celulosa, hemicelulosa y lignina en sus paredes, en su

desarrollo inicial se observan anillos, hlices y bandas. Estas clulas cuando

alcanzan la madurez funcional, se degenera el ncleo y el citoplasma y mueren

quedando la pared celular para cumplir su funcin de conducir agua.

Los elementos vaso son ms cortos, el dimetro es mayor que las traqueadas, no

presentan ncleo ni citoplasma y a la etapa final de la maduracin se forman

aberturas reales, perforaciones en las paredes terminales de estos elementos

La forma que toman las plantas el agua est dada por la teora Dixon de la

cohesin del asenso de la savia.


45

3.2.2 El floema

Este tejido conduce los alimentos que procesan las hojas, como las protenas,

azucares a todas las partes de la planta, se les llama tambin vasos liberianos.

Las clulas del floema se diferencian de las del xilema porque son clulas vivas

que carecen de ncleo, de ribosomas y vacuolas. En el floema los extremos de la

clula se comunican formando canales de conduccin.

Las del floema estn siempre comunicadas y acompaadas con otras clulas que

tienen organelos completos para poder cumplir las funciones del desarrollo de las

plantas.

La accin de estos dos tejidos permite el crecimiento de plantas y rboles. Para

entender este proceso los cientficos describen las teoras:

Teora de Dixon de la cohesin del agua Tiene su soporte en dos aspectos:

la tendencia que tienen las molculas de agua a permanecer unidas la influencia de las hojas de las plantas.

Una forma de explicar esta teora es que las gotas de agua limpia tienen forma

redonda lo que hace que permanezcan unidas dentro de los vasos de conduccin

de la planta.

La otra forma es que las hojas chupan el agua y cuando las hojas pierden el agua

por evapotranspiracin, el pequeo vaci que deja el agua perdida, succiona el

agua que se encuentra en los vasos del xilema haciendo que suba, entonces

como las molculas estn fuertemente unidas por cohesin toda el agua que se


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encuentran dentro del xilema se mover hacia arriba, esta es la forma como sube

el agua a las partes mas altas de las plantas y es la teora ms aceptada.

Figura 7 Absorcin de agua por al raz 9

Teora de la capilaridad El tejido de la conduccin de las plantas tiene un dimetro pequeo, por tanto el

desplazamiento del agua dentro de l se facilita, sin necesidad de usar fuerzas

exteriores que funcionen como bombas.

Las plantas vasculares tienen un sistema vascular. El agua y los minerales

suministrados por las races. El extremo de cada raz presenta varias zonas: el

9 http://www.biosci.uga.edu/almanac/bio_104/notes/apr_10.html


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pice donde se encuentra el meristemo apical radicular, responsable del

crecimiento en longitud de la misma, se halla cubierto por la caliptra que lo

protege de las partculas del suelo. A continuacin se observa una zona de

alargamiento, generada por la actividad mittica del meristemo. Se contina una

zona de los pelos absorbentes ver figura 7.

3.2.3 TEJIDOS FUNDAMENTALES

A estos corresponde el parnquima, Colnquima y esclernquima.

3.2.3.1 Parnquima Este sistema es el ms comn de todos los tejidos vegetales, y se ubica en el

interior de la planta en sitios que no estn ocupados por el sistema vascular, debajo de la epidermis en races, tallos y hojas, principalmente en la parte central de races y tallos, bordeados del tejido conductor.

Estos tejidos por capas de clulas de paredes delgadas y flexibles, estas clulas

generalmente no se dividen, pero cuando alguna planta sufre algn dao, las

clulas del parnquima se dividen y reemplazan a las clulas daadas.

En las dicotiledneas (figura 8), la corteza (entre la epidermis y el tejido vascular) y

la mdula (a dentro del sistema vascular del centro) pertenecen a este sistema

fundamental. En las monocotiledneas los haces vasculares estn dispersos.

La funcin principal del parnquima es la produccin y reserva de alimento, de agua y de aire. En las hojas se encuentra en forma de empalizada, en donde

estn los cloroplastos para realizar la fotosntesis, y como parnquima esponjoso,

con amplios espacios de aire entre sus clulas, paras permitir la circulacin de

oxigeno y del dixido de carbono.


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Se encuentran en las races, tallos y frutos, en donde las clulas presentan gran

cantidad de plastillos en donde almacenan almidn. En las races permiten la

absorcin de minerales.

En las plantas acuticas, existen unos conductos formados por tejidos que

almacenan el aire, permitiendo la flotabilidad y la transfusin de gases en el

interior de las clulas de las plantas se les llamas aernquimas.

3.2.3.2 Colnquima

Este tejido se encuentra en las partes jvenes y en crecimiento de las clulas,

generalmente en tallos herbceos por debajo de la epidermis, en los pecolos y en

las venas centrales de las hojas.

Est formado por clulas vivas un poco ms gruesas que las del parnquima, pero

carece de lignina. Por tal motivo es dar soporte sin impedir el crecimiento del

vegetal. El Colnquima es el principal tejido de sostn de las plantas herbceas

como el pasto.

3.2.3.3 Esclernquima

Este tejido se encuentra en las plantas que han cesado su crecimiento longitudinal

y esta constituido por clulas vivas o muertas de paredes muy gruesas y

endurecidas debido a la secrecin de lignina dentro de la pared original de

celulosa.


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En l se presentan dos funciones: dar soporte como el Colnquima y proteccin a

la planta. El esclerenquima es el principal tejido de sostn en las plantas leosas,

junto con el xilema acumulado.

Ejemplo de este tejido lo encontramos en las fibras de camo y el lino, en la fruta

del corozo y del durazno.

Se presentan dos clases de esclernquima:

1. Esclereidas:

Algunas provienen de clulas parenquemticas por engrosamiento de las

paredes celulares, otras proceden clulas meristemticas separadas, se

presentan en tres formas:

Clulas ptreas: de formas isodiamtricas, que pueden ser aisladas o en grupo, como sucede en algunas frutas y semillas, ejemplo en la

cscara de las nueces y en los ndulos duros de las peras.

Clulas con muchas ramificaciones: se presentan en estrellas irregulares, son frecuentes en las hojas o terminacin de las venas.

Canales huecos: Avanzan hacia a fuera a travs de paredes gruesa y se separan por medio de paredes primarias de los extremos de los

canales similares en paredes de clulas vecinas.


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Figura 8 Corte transversal de un tallo joven

2. Fibras:

Son clulas muy alargadas, de paredes gruesas de extremos puntiagudos.

Las fibras del esclerenquima son clulas muertas, son fibras muy elsticas,

pueden estirar en forma exageradas y no pierden la capacidad para volver

a su forma original, como ejemplo el camo y el lino.


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Tabla 2 cuadro resumen y comparativo de las funciones de los tejidos de las plantas

Grupos

Tejido Funcin

Tejido de

proteccin

Epidermis Proteccin: protegen a la planta contra daos fsicos, defensa de microorganismos y

ambientales, presentan en las hojas y tallos,

cutina o cerumen que les da resistencia a la

sequa, otros tienen pelillos que les sirven

para defensa de animales y conservan mejor

la toma de agua en caso de zonas xerofticas.

Tejidos de

crecimiento

Meristemos Crecimiento: Son los responsables del crecimiento de las plantas. Tienen clulas

indiferenciadas que ms tarde se

especializan, crecimiento lateral y vertical

Xilema Conduccin y sostn: Transporta agua y minerales de la raz a toda la planta y da

soporte a todo el vegetal.

Tejidos de

conduccin o

vasculares

Floema Conduccin: Conduce los alimentos o sustancias orgnicas elaboradas por las

hojas al resto de la planta.

Parnquima Produccin de alimento en las hojas a partir de

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