CAMPUS CIENTÍFICORABANALES 2010

Eloísa Agüera Buendía y Casimiro Jesús Barbado López

Estudio de la viabilidad de semillas y de la influencia de los factores ambientales en su germinación.

Experiencia I: Influencia de los factores ambientales en la germinación de las semillas.

METODOLOGÍA CIENTÍFICA: OBSERVACIÓN

Describe lo que observas en esta diapositiva.

METODOLOGÍA CIENTÍFICA: RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN

¿QUE ES LA SEMILLA?Es una estructura vegetal en estado de reposo, que

tras su germinación, origina un nuevo individuo.

Características:

Altamente deshidratada.

Con tejido de reserva.

Con cubierta impermeable.

Con sus procesos metabólicos detenidos por falta de agua y oxígeno

• El embrión • Una cubierta protectora.• Tejido almacén de sustancias de reserva: endospermo y cotiledones.

¿QUÉ CONTIENE UNA SEMILLA?

Semilla de judía vista con la lupa binocular (x20). Proyecto 3/ Grupo 2 Campus Científico UCO I.

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1. Plúmula2. Epicótilo3. Radícula4. Cotiledón5. Testa

Semilla de maíz teñida con lugol y vista con la lupa binocular (x20). Proyecto 3/ Grupo 1 Campus Científico UCO II.

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8

1. Plúmula2. Epicótilo3. Radícula4. Cotiledón5. Testa6. Endospermo7. Coleóptilo8. Coleorriza

¿CUÁL ES SU FUNCIÓN?

– La semilla sirve para la dispersión de la planta en el espacio y en el tiempo, debido:

• A su morfología especial.

• A las reservas nutritivas almacenadas.

¿CÓMO SE ORIGINA LA SEMILLA?• A partir de un óvulo, tras su fecundación por el grano de

polen (Ver animación www.hiperbotánica.net).• El ovario, que contiene los óvulos transformados en

semillas, madura y se convierte en fruto.

http://almez.pntic.mec.es/

•La germinación es el proceso de recuperación de la actividad biológica de la semilla.

•Se inicia con la toma de agua por parte de la semilla seca y termina cuando una parte de ésta, generalmente la radícula, se extiende y atraviesa la estructura que la rodea.

GERMINACIÓN DE LAS SEMILLAS

FASES DE LA GERMINACIÓN • Hidratación: Dicho incremento va acompañado de un aumento

proporcional en la actividad respiratoria. • Germinación: En ella se producen las transformaciones

metabólicas, necesarias para el correcto desarrollo de la plántula.

• Crecimiento: Emergencia de la radícula.

Ver animación sobre germinación de cereales (www.euita.upv.es)

Gráfica: Azcón­­Bieto, J. y Talón, M. 1993. “Fisiología y Bioquímica Vegetal”. Interamericana/ McGraw­Hill.

TIPOS DE GERMINACIÓN

Crece el hipocótilo

Rost, Th. et al. 1997. “Plant Biology”.

DESCRIPCIÓN DE LA G. EPIGEA

Los cotiledones emergen del suelo debido a un considerable crecimiento del hipocótilo (porción comprendida entre la radícula y el punto de inserción de los cotiledones). Posteriormente, se diferencian en éstos los cloroplastos y se transforman en órganos fotosintéticos, comenzando así a funcionar como si fueran las primeras hojas de la planta. Finalmente, comienza el desarrollo del epicótilo (porción del eje comprendida entre el punto de inserción de los cotiledones y las primeras hojas). Presentan este tipo de germinación muchas semillas de dicotiledóneas, como la judía y la lechuga.

Ver animación: Germinación semilla de pino (http://www.biologia.edu.ar)

Germinación bellota de encina

http://farm4.static.flickr.com

Crece el epicótilo

Rost, Th. et al. 1997. “Plant Biology”.

DESCRIPCIÓN DE LA G. HIPOGEA

Los cotiledones permanecen enterrados; únicamente la plúmula (hojas embrionarias) atraviesa el suelo. El hipocótilo es muy corto, prácticamente nulo. A continuación, el epicótilo se alarga, apareciendo las primeras hojas, que serán los primeros órganos fotosintetizadores de la plántula. Este tipo de germinación lo presentan las semillas de las monocotiledóneas, como los cereales (trigo, maíz, cebada, etc.), así como muchas dicotiledóneas, como el guisante, haba, roble, etc.

http://www.biologia.edu.ar

MCI: PLANTEAMIENTO DE UN PROBLEMA CIENTÍFICO

¿Qué factores ambientales influyen en la germinación de las semillas?

METODOLOGÍA CIENTÍFICA: FORMULACIÓN DE UNA HIPÓTESIS

Responde con una suposición al problema científico planteado:

¿Qué factores ambientales influyen en la germinación de las semillas?

FACTOR HIPÓTESIS12

MCI: DISEÑO DE UN EXPERIMENTO

Una vez emitida la hipótesis, vamos a diseñar un experimento para comprobarla. Para ello, debes tener en cuenta que:•Las variables (factores ambientales en este caso) deben ser estudiadas de forma independiente. Es decir, si vamos a estudiar dos variables, tienes que realizar un montaje experimental que incluya todas las combinaciones posibles.•Los materiales a utilizar han de adaptarse a las posibilidades reales del laboratorio en el que se realiza la investigación.

MCI: EXPERIMENTACIÓN

1.Lava las semillas durante 10 min con hipoclorito de sodio.2.Embebe (2) en agua destilada las semillas durante una hora.3.Prepara las placas para los tratamientos siguientes:

•Tratamiento de germinación 1 (TG1)= 3 placas con 15 semillas a 5º C + oscuridad (3).•Tratamiento de germinación 2 (TG2)= 3 placas con 15 semillas a 5º C + luz(3).•Tratamiento de germinación 3 (TG3)= 3 placas con 15 semillas a 30º C + oscuridad.•Tratamiento de germinación 4 (TG4)= 3 placas con 15 semillas a 30º C + luz.

•Cuenta el número de semillas germinadas y anota los resultados en una tabla, a las 24 h, 48 h y 72 h. El criterio para decidir si una semilla está germinada es que su radícula haya crecido > 3 mm.

MCI: EXPERIMENTACIÓN

METODOLOGÍA CIENTÍFICA: RESULTADOS (TABLA)JUDÍA MAÍZ TRIGO GIRASOL

TTOPLAC

A24 h 48 h 72 h 24 h 48 h 72 h 24 h 48 h 72 h 24 h 48 h 72 h

TG1

123

Total

TG2

123

Total

TG3

123

Total

TG4

123

Total

METODOLOGÍA CIENTÍFICA: RESULTADOS (GRÁFICA/ GLOBAL)

METODOLOGÍA CIENTÍFICA: RESULTADOS (GRÁFICAS/ ESPECIES)

Resultados T en TTOS 3 y 4, 23 ºC. Proyecto 3/ Grupo 2 Campus Científico UCO I.

METODOLOGÍA CIENTÍFICA: RESULTADOS (FOTOGRAFÍAS)

maíz girasol trigo judía

30 ºC

METODOLOGÍA CIENTÍFICA : INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS

•¿Cómo afecta la temperatura al proceso de germinación? ¿En todas las semillas afecta de la misma manera?

•¿Cómo afecta la luz al proceso de germinación? ¿En todas las semillas afecta de la misma manera?

METODOLOGÍA CIENTÍFICA : CONCLUSIONES

¿SE ACEPTA LA HIPÓTESIS INICIAL?

FACTOR HIPÓTESIS

TEMPERATURA

LUZ

INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA

Para que el proceso de germinación tenga lugar es necesario que se den una serie de condiciones ambientales favorables:

•Un sustrato húmedo.

•Suficiente disponibilidad de oxígeno que permita la respiración aerobia.

•Temperatura adecuada para los distintos procesos metabólicos y para el desarrollo de la plántula.

HUMEDAD

•La absorción de agua es el primer paso, y el más importante, porque para que la semilla recupere su metabolismo es necesaria la rehidratación de sus tejidos.

•Un exceso de agua actuaría desfavorablemente para la germinación, pues dificultaría la llegada de oxígeno al embrión.

TEMPERATURA

La temperatura es un factor decisivo en el proceso de la germinación, ya que influye sobre las enzimas que regulan la velocidad de las reacciones bioquímicas que ocurren en la semilla después de la rehidratación.

http://www.forest.ula.ve

GASES

La mayor parte de las semillas requieren para su germinación un medio suficientemente aireado que permita una adecuada disponibilidad de O2 para respirar. De esta forma el embrión obtiene la energía imprescindible para mantener sus actividades metabólicas.

Azcón­­Bieto, J. y Talón, M. 1993. “Fisiología y Bioquímica Vegetal”. Interamericana/ McGraw­Hill.

LUZMuchas especies requieren de una exposición a la luz para

germinar. En algunos casos basta una breve exposición (Lechuga

var. Grand Rapids), en otros tratamientos intermitentes (plantas

carnosas del género Kalanchoe), en otros son necesarios periodos

más largos de exposición e incluso fotoperiodos de una longitud

determinada. Otras semillas, como la de la cebolla, son inhibidas

por la luz.

Eloísa Agüera Buendía y Casimiro Jesús Barbado López

Julio 2010

CAMPUS CIENTÍFICORABANALES 2010