Metafitas con flor_Estructura y organizaciónCRÉDITOS

Autoría de la presentación en Power Point: Juan Ignacio Noriega Iglesias

Texto (con modificaciones) e imágenes procedentes de:– Biología y Geología – 1Bachillerato– Autores del texto: Natividad Ferrer Marí, Miguel García Vicente,

Manuel Medina Martínez.– Editorial: Bruño– Madrid, 2002– ISBN 84-216-4329-0

• Excepto las siguientes fotos, propiedad de Juan Ignacio Noriega Iglesias: – Diapositiva 11 (inferior derecha), 14 (inf. Izquierda) 19 (inf.

Izquierda).• El resto de las imágenes procede de diversas fuentes en Internet.

Las plantas con flor: estructura y funciónEl ciclo de vida de una planta

La germinación de la semilla (I)

• Al germinar la semilla, comienza el crecimiento y desarrollo del esporofito

• Período de latencia: importancia de la alternancia de períodos fríos y templados (“año de nieves, año de bienes”)

• Condiciones para germinación:– Humedad: entrada de agua al interior

de la semilla aumento de tamaño y rotura testa y tegmen

– Temperatura: activación enzimas para reacciones de hidrólisis (almidón glucosa)

– Aireación: suministro de oxígeno para reacciones de catabolismo (C6H12O6 + O2 CO2 + H2O + ATP)

– Control hormonal (UD 8, pag. 185) Radícula protegida por la caliptra o cofia

Zona de meristemo apical

Testa

Testa y tegmen rasgados

Las plantas con flor: estructura y funciónEl ciclo de vida de una planta

La germinación de la semilla (II)

4 estadios en el desarrollo del embrión de Capsella bursa-pastoris

Cotiledones

Hipocotilo

Endospermo

Embrión El embrión crece, sus cotiledones también

Primeras hojas verdaderas

El embrión y los cotiledones han consumido el endospermo

Las primeras hojas verdaderas

Raíz

• Tipos de germinación:– Epígea: hipocotilo (zona por

debajo de los cotiledones) sitúa por encima de suelo a los cotiledones y a la yema apical (zona de meristemo apical). Los cotiledones son las primeras estructuras fotosintéticas (son como hojas falsas). La yema apical produce las primeras hojas. Cebolla, faba

– Hipógea: Cotiledones permanecen enterrados. Coleoptilo (zona inicial de crecimiento por encima del cotiledón) es el que, al crecer, sitúa la yema apical por encima del suelo. La yema apical produce las primeras hojas. Maíz, trigo, guisante

Las plantas con flor: estructura y funciónEl ciclo de vida de una planta

La germinación de la semilla (III)

Las plantas con flor: estructura y funciónEl ciclo de vida de una planta

La germinación de la semilla (IV) y la fase juvenil

guisante

maíz

coleoptilo

radícula

rRaíces adventicias

coleoptilo

Estas dos germinaciones son hipógeas, de modo que la semilla permanece en el suelo

24 horas

48 horas

Las plantas con flor: estructura y funciónEl ciclo de vida de una planta

Madurez, senescencia y muerte del esporofitoFormación de yemas

apicales (ramificación)

Tipos de Espermatofitas por su senescencia

Tipos de Espermatofitas por su floración y

fructificación

Formación de flores (disminuye el crecimiento

por desviación de recursos hormonales a la formación de estructuras

reproductivas)

Perennes (alternancia durante varios años de fases reproductivas y

vegetativas)

Anuales y bienalesPerennes leñosas:

mantienen su estructura durante

años

Perennes herbáceas: pérdida de la parte aérea,

pero rebrote en primavera

Anuales y bienales: muerte

tras floración y fructificación

Las plantas con flor: estructura y funciónEl ciclo de vida de una planta

Crecimiento y diferenciación celular

• Cigoto embrión (en semilla) plántula (fase juvenil) planta (fase de madurez)

• Crecimiento: incremento de biomasa y biovolumen por:

– Mitosis (ciclo celular)• Zona de Mitosis en meristemo

apical de la raíz o del tallo• Zona de división en cambium del

tallo– Dilatación (incremento de volumen

vacuolar por procesos osmóticos) (zona de alargamiento radicular)

• Diferenciación celular tejidos– En meristemos primarios y

secundarios hay M! y diferenciación a la par

El agua difunde al interior de la célula hipertónica

El agua sigue difundiendo al interior celular

o caliptra

Las plantas con flor: estructura y funciónEl ciclo de vida de una planta

Tipos de crecimiento

• Crecimiento primario: El vegetal crece en longitud

– Meristemos apicales• En yema apical (primordio foliar) del

tallo se forma nuevo brote• En extremo de raíces (por encima de la

caliptra)

– Meristemos intercalares• En los entrenudos

• Crecimiento secundario: El vegetal (sólo gimnospermas y angiospermas dicotiledóneas leñosas) crece en grosor

– Meristemos laterales• Cambium: forma Xma y Fma.• Felógeno: Parénquima y Súber.

entrenudo

CT de tallo de dicotiledónea

súber

floema

xilema

Caliptra

Las plantas con flor: estructura y funciónHistología vegetal (I)

• Tejidos simples: formados por una sola clase de células– Parénquima– Esclerénquima– Colénquima

• Tejidos compuestos: formados por varias clases de células– Xilema (= leño o vasos leñosos)– Floema (=líber o vasos liberianos)– Epidermis– Peridermis

Sistema dérmico

Sistema fundamental

Sistema vascular

Las plantas con flor: estructura y funciónHistología vegetal (II)

• Epidermis: protege raíz, tallo y hojas de desequilibrios hídricos y de agresiones mecánicas

– Células aplanadas– Cutícula (lípidos: ceras)– Estomas

• Células oclusivas (sujetas a procesos osmóticos, que inducen en ellas cambios de volumen)

• Ostiolo (apertura o cierre en función de hipertonía o hipotonía de las células oclusivas)

– Tricomas (pelos)• Pelos radicales (unicelulares): absorción de

agua y sales minerales del suelo• Pelos glandulares: pelos urticantes (ortiga)

• Peridermis: Corteza de plantas leñosas– Súber (corcho) (células muertas con suberina)

con o sin lenticelas para intercambio gaseoso– Felógeno (meristemo lateral)– Felodermis: parénquima

Células oclusivas

Ostiolo

Epidermis de la raíz

Estoma

Las plantas con flor: estructura y funciónHistología vegetal (III)

• Colénquima: Tej. formado por células vivas con paredes celulares gruesas, pero no lignificadas, situadas en zonas de crecimiento. Sirven de sostenimiento (algo así como un “esqueleto blando” del vegetal tallos herbáceos elásticos).

• Esclerénquima: Tej. formado por células muertas con gruesas paredes celulares lignificadas (algo así como un “esqueleto duro” del vegetal tallos leñosos rígidos).

• Parénquima: Tej. muy abundante, con muchos tipos (relleno, almacén, fotosintético, etc.):

– Clorofílico: céls. con abundancia de cloroplastos (hojas, tallos herbáceos, etc.)

– De reserva: céls. que almacenan almidón (en tallos subterráneos como la patata) o carotenos (en raíces como la zanahoria)

– Acuífero: con grandes vacuolas que almacenan agua (Cactus)

Colénquima Esclerénquima

Paredes celulares

Parénquima de reserva en zanahoria

CT de hoja

Las plantas con flor: estructura y funciónHistología vegetal (IV)

• Xilema (= leño/= vasos leñosos): conduce la savia bruta (agua, sales minerales) contra gravedad. Formado por células muertas.

– Tráqueas: conductos más anchos que las traqueidas (conducción más fluída). Propias de Angiospermas.

– Traqueidas: conductos más estrechos que las tráqueas (conducción más lenta). Propias de Pteridófitos y Gimnospermas.

• Floema (= líber/= vasos liberianos): conduce la savia elaborada (sacarosa, glucosa, aminoácidos, etc.) por traslocación a favor de la gravedad. Formado por células vivas.

– Células cribosas (sin núcleo) con placas cribosas

– Células secretoras (mentol, limoneno, etc.) (Angiospermas)

– Conductos resiníferos (resina) (Gimnospermas)

Las plantas con flor: estructura y funciónLa raíz(I) : tipos y estructura externa

• Crecimiento centrípeto• Absorción de agua y sales minerales• Almacenaje de sustancias de reserva• Anclaje o fijación• Tipos• Estructura externa

– En corte transversal (CT)(en dicotiledóneas):• Epidermis: monocapa permeable con o sin

pelos absorbentes• Córtex:

– Parénquima– Endodermis (con banda de Caspary)

• Cilindro vascular:– Periciclo– Sistema vascular (Xma + Fma)

– En corte longitudinal (CL):• Zona de diferenciación: pelos radicales o

absorbentes en epidermis• Zona de alargamiento: células resultantes

de mitosis se alargan• Zona de división (mitosis): meristemo

apical• Caliptra

Cilindro vascular

Xma

Fma

Las plantas con flor: estructura y funciónLa raíz(II) : tipos y estructura externa

Caliptra

Epidermis

Cortex

Cilindro vascular

CT de raíz de zanahoria

Raíz de lenteja

Parénquima

Raíz adventicia

Micorrizas

Las plantas con flor: estructura y funciónLa raíz(III) : Dicotiledóneas y Monocotiledóneas

Raíz de dicotiledónea

Raíz de monocotiledónea

Médula

Las plantas con flor: estructura y funciónEl tallo(I): tipos y estructuras externa e interna

• Tallos subterráneos:– Bulbo (trebolina, cebolla)– Tubérculo (patata)– Rizoma (lirios)

• Estructura externa:– Yema apical (terminal)

• Meristemo apical• Primordios foliares• Primordios de las yemas laterales

– Nudos• Yemas axilares

– Entrenudos• Estructura interna (crecimiento secundario):

– Peridermis• Súber• Felógeno (meristemo lateral)• Felodermis

– Floema secundario– Cambium (meristemo lateral)– Xilema secundario (anillos anuales de madera)– Médula

CT de tallo de dicotiledónea

Yema apical

Yema axilar

Médula

Radios medulares

Lenticela

Fma hacia el exterior

Las plantas con flor: estructura y funciónEl tallo(II): estructura interna

Dicotiledóneas y Monocotiledóneas

Xma hacia el interior

Fma hacia el exterior

Cambium

Xma hacia el interior

Parénquima

Anillo anual de crecimiento

Las plantas con flor: estructura y funciónLas hojas (I): estructura externa

• Dicotiledóneas– Limbo

• Haz• Envés• Nerviación ramificada

– Pecíolo• Brácteas o estípulas

– Tipos de hojas según limbo• Simples (un solo limbo)• Compuestas (limbo dividido en uno o

más folíolos)

• Monocotiledóneas– Limbo largo y estrecho

• Haz• Envés• Nerviación paralela• Vaina envolvente

– Sin pecíolo

Hojas de dicotiledóneasy de monocotiledónea

Epidermis del envés de hoja

Estomas

Las plantas con flor: estructura y funciónLas hojas (II): adaptaciones y disposición en el tallo

• Adaptaciones: la estructura de la hoja es resultado de un adaptación al medio

– Hojas gruesas para almacenar agua en medios con precipitaciones escasas

– Espinas en cactáceas para evitar deshidratación

– Hojas carnosas para almacenamiento de sustancias (cebolla, tulipán)

– Zarcillos con tigmotactismo en alfalfa– Hojas coriáceas en acebo en las que

aumenta número de puntas por presión de ramoneo

– Desarrollo del parénquima clorofílico en función de exposición al sol

• Disposición en el tallo– Alternas– Opuestas– Verticiladas

CTs de hojas de haya expuestas

al sol y a la sombra

Hojas alternas en el avellano

Las plantas con flor: estructura y funciónLas hojas (III): estructura interna

• Epidermis superior

– Cutícula (ceras)

– Células mayores que en epidermis inferior

• Epidermis inferior

– Cutícula (ceras)

– Células menores que en epidermis superior

– Estomas

• Mesófilo

– Parénquima en empalizada

– Parénquima lagunar

• Vasos conductores (en nervios)

• Colénquima en nervios

Las plantas con flor: estructura y funciónLa nutrición (I): Tipos de nutrientes

• Nutrientes principales

– C: Absorbido como carbonato (CO3=) o bicarbonato (HCO3

-) en suelo o agua y como CO2 en el aire. Imprescindible para la formación de glucosa (C6)

– N: Absorbido como nitrógeno (N2; en umeros o fabes), nitrito (NO2-) o

nitrato (NO3-) y convertido a amino (NH2

-). Imprescindible para la formación de aminoácidos

– H: Absorbido como H2O. Imprescindible para la fotosíntesis

– K: Absorbido como K+ en el suelo. Imprescindible para la apertura o cierre de los estomas

– P: Absorbido como fosfato (PO43-)o fosfato ácido (H2PO4

-). Imprescindible para la formación de ATP, de fosfolípidos y de nucleótidos

– Mg: Absorbido como Mg2+ en el suelo. Imprescindible para la síntesis de clorofila

Las plantas con flor: estructura y funciónLa nutrición (II): Absorción de agua y sales minerales

• Tanto los iones como el agua tienen que llegar hasta el xilema, que está en el cilindro vascular de la raíz.

• Absorción de iones:– Difusión: Paso por la membrana de

los pelos absorbentes a favor de un gradiente de concentración (mucho, fuera; poco, dentro). No se consume energía

– Transporte activo: Paso por la membrana de los pelos absorbentes en contra de un gradiente de concentración (más iones en el interior de la raíz que en el suelo). Se consume energía.

• Absorción de agua:– Ósmosis: Suelo es hipótonico con

respecto a raíz (hipertónica por presencia de savia elaborada y por acumulación de soluto en zona endodermis)

Transporte activo de soluto de la endodermis al cilindro vascular

Incremento de la presión hidrostática en el xilema y del volumen hídrico en

vacuolas células parénquima

Las plantas con flor: estructura y funciónLa nutrición (III): El ascenso de la savia bruta

Un proceso combinado: tensión, cohesión, adhesión

• La savia bruta (agua + sales minerales) asciende en contra de la gravedad, a veces hasta alturas de 100 m.

• Ascenso por tráqueas y traquéidas (angiospermas)

• Ascenso por traquéidas (gimnospermas)• Columna de savia no interrumpida• Procesos que empujan:

– Capilaridad (debida a la cohesividad o adhesión entre moléculas de agua y de éstas con las paredes del vaso conductor de la savia).

– Presión radicular: debida a procesos osmóticos. Entrada de agua e iones por vías simplástica o apoplástica. Selección en banda de Caspary y transporte activo desde células de la endodermis. Menor influencia en el ascenso de la savia que la capilaridad.

• Procesos que tiran– Evapotranspiración en estomas de hojas,

que causa hipertonía progresiva en células del mesófilo (parénquima lagunar) el agua difunde para equilibrar concentraciones.

Endodermis

Las plantas con flor: estructura y funciónLa nutrición (IV): El ascenso de la savia bruta

Un proceso combinado: tensión, cohesión, adhesiónVías apoplástica y

simplástica

Evapotranspiración foliar

Pelo radical

Paso del agua por vía simplásticaPaso del agua por vía apoplástica

Cuando al H20 es expulsado como vapor

por los estomas, las células del mesófilo se vuelven hipertónicas,

con lo que el agua líquida pasa desde el

xilema al mesófiloBandas de Caspary de

las células de la endodermis

Las bandas de Caspary detienen el flujo de agua

por vía apoplástica

Las bandas de Caspary detienen el flujo de agua

por vía apoplástica

Plasmodesmos

Tráqueas del xilema

Las plantas con flor: estructura y funciónLa nutrición (V): Fotosíntesis

Tilacoides

Estroma

CO2 + H2O + energía luminosa glucosa (C6H12O6) + O2

Cloroplastos en células de Elodea

aminoácidos

lípidos

Se forman ATP y NADPH

Al TEM

También denominada fase de Hill

Que comprende el ciclo de Calvin-Benson

Tilacoides

Estroma

Las plantas con flor: estructura y funciónLa nutrición (VI): El descenso de la savia

elaboradaHipótesis de Münch

Células cribosas del floema se vuelven

hipotónicas y agua sale de floema a células

vecinas (las del xilema, por ejemplo)

Soluto de floema es consumido en raíces

Soluto del floema desciende gracias a la

presión hidrostática

Aumento concentración de soluto en floema convierte a xilema vecino en hipotónico: agua xilema pasa a floema,

produciéndose un incremento presión hidrostática en floema

Sacarosa pasa de la fuente a la célula acompañante del floema por transporte activo

Sacarosa de la célula acompañante pasa a la célula cribosa (floema)

por difusión

Parénquima clorofílico = fuentes de soluto

Savia elaborada = sacarosa +

aminoácidos

Transporte por el floema = traslocación

Zonas no fotosintéticas (yemas, raíces, flores o

frutos) = sumideros

Las plantas con flor: estructura y funciónLa nutrición (VI): El descenso de la savia elaborada

Los áfidos y el floema

La probóscide atraviesa la epidermis y llega hasta las células

del floema, donde está la sacarosa