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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 [email protected] 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


mailto:[email protected]

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


Condiciones de aprobación Int. Botánica


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


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


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


http://www.biologia.edu.ar/botanica/index.html

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

n B

iolo

gy o

f P

lan

ts 2

01

3

La aparición de la fotosíntesis hizo posible la vida tal como la conocemos

El “reloj” de la vida en la Tierra


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


Eucariontes

Procariontes

El árbol filogenético de la vida

linajes = parentescos


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


http://www.algaebase.org/_mediafiles/algaebase/5B7BE95A076ca2989DWwJ2C116A1/gjGGqx19nCpr.jpg

http://www.algaebase.org/_mediafiles/algaebase/3EE735B10772e01714qMo309F102/KV4p8V8Y2Set.jpg

http://cfb.unh.edu/phycokey/Choices/Cyanobacteria/cyano_colonies/cyano_colony_page/cyano_colony_key.html

http://cfb.unh.edu/phycokey/Choices/Cyanobacteria/cyano_colonies/GLOEOCAPSA/Gloeocapsa_Image_page.html

Definiendo nuestro material de estudio


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


Jon

es e

t a

l. (2

013)

Th

e m

ole

cula

r lif

e o

f p

lan

ts

un alga una planta con flor

¿Qué características comunes tienen?

Eucariontes fotosintéticos


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


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


Características que distinguen a las plantas de otros organismos



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


Una planta angiosperma idealizada

hoja

tallo

raíz

una planta con flor (angiosperma)

Cormófitas

órganos con funciones específicas

• raíz • tallo • hojas • flores


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?


Relaciones entre estructura y función

células

tejidos

órganos

organismo

estructura función

FISIOLOGÍA

ANATOMÍA MORFOLOGÍA

ECOLOGÍA


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


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


El embrión

Embriofitas: plantas con embrión La organización básica de las plantas terrestres ya está presente en el embrión

embrión


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


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



ramificación

hoja

Organización del cuerpo de una planta angiosperma


Dos grupos principales de angiospermas Diferencias muy generalizadas en la morfología vegetativa de la planta adulta


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


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/


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


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


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


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


Ejemplos de ramificación monopodial y simpodial

simpodial en un tallo rastrero

monopodial en un pino

simpodial en jacarandá

simpodial en Vitis vinifera (vid)


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



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



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)


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/


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


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


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


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


Órganos generalmente aplanados, situados lateralmente sobre el tallo En conjunto con el tallo constituyen el vástago


Morfología de las hojas

Según la estructura de la lámina o limbo •Simple: lámina

entera •Compuesta: Lámina

dividida en folíolos

folíolo

raquis

pecíolo

lámina


¿Cómo distinguimos hojas compuestas de ramas?

Modificaciones de la base foliar


La base foliar puede o no estar desarrollada

El pecíolo puede o no estar presente

Hoja sésil (sin pecíolo) del clavel

peciolada


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


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


Según la forma del ápice de la lámina




Según la morfología del margen


Las hojas durante el desarrollo de la planta: sucesión foliar



Sucesión foliar en Delonix regia

Filotaxis: disposición de las hojas en el tallo


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


Filotaxis: disposición de las hojas en el tallo


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


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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