RESUMEN DEL PROGRAMA TERICO DE FISIOLOGA VEGETAL

3002620032 PROGRAMA TERICO DE FISIOLOGA VEGETAL

(9 crditos)Tema 1.- Concepto y lmites de la Fisiologa Vegetal. Caractersticas funcionales de los sistemas vivientes en general y de los vegetales en particular. Lmites de la Fisiologa Vegetal. Interrelacin con otras ciencias. Estado actual de la Fisiologa Vegetal.

Tema 2.- Fotosntesis. Definicin de fotosntesis. Originalidad e importancia del proceso fotosinttico. Descubrimiento del proceso. Ecuacin general de la fotosntesis. Procedencia del oxgeno. Primer producto formado. Consideraciones energticas. Estudio de las etapas de la fotosntesis.

Tema 3.- Estudio del aparato fotosinttico. Tipos de aparatos fotosintticos. Plastos presentes en plantas superiores. Estructura y ultraestructura del cloroplasto. Transportadores proteicos en las membranas del cloroplasto. Contenido del estroma. Genoma cloroplastidial. Origen y evolucin de los cloroplastos.

Tema 4.- Pigmentos fotosintticos. Espectro de accin del proceso fotosinttico. Estructura y funcin de los pigmentos fotosintticos. Biosntesis de clorofilas. Biosntesis de carotenoides. Organizacin de los pigmentos fotosintticos en los tilacoides. Ficobilinas y ficobilisomas.

Tema 5.- Etapa fotoqumica: Desprendimiento de O2 y formacin de poder reductor. Reacciones fotoqumicas iniciales. Estudio de los fotosistemas en las membranas tilacoidales . Complejo citocromo b6/f. Transporte de electrones entre los dos fotosistemas. Complejo recolector de luz de clorofila a/b (LHC). Transferencia de energa entre los fotosistemas.

Tema 6.- Fotofosforilacin. Concepto. Tipos de fotofosforilacin. Mecanismo de la fotofosforilacin: Teora quimiosmtica de Mitchell. Estudio del complejo CF0-CF1 : ATP sintetasa. Lugares de conservacin de la energa en la fotofosforilacin. Inhibidores de la fotofosforilacin. Ciclo del agua asociado a la reaccin de Mehler.

Tema 7.- Asimilacin fotosinttica del CO2. Introduccin. Caractersticas anatmicas de las plantas C3. Ciclo de Calvin o ciclo C3. Estructura, ensamblaje de las subunidades y funcin de la rubisco. Carboxilacin. Activacin y regulacin. Funcin de la rubisco-activasa. Regulacin: Sistema toiredoxina-ferrodoxina. Vas de salida del ciclo de Calvin: Sntesis de la sacarosa y del almidn. Transferencia de energa y poder reductor entre cloroplasto y citoplasma.

Tema 8.- Fotorrespiracin. Descubrimiento de la fotorrespiracin. Mtodos de medida. Influencia de los factores ambientales y endgenos en este proceso. Bioqumica del proceso y su regulacin. Asimilacin del amonio acoplado al proceso fotorespiratorio. Importancia en la productividad vegetal.

Tema 9.- Asimilacin fotosinttica del CO2: Ciclo C4. Concepto de metabolismo C4 . Caractersticas anatmicas de las plantas C4. Carboxilacin fotosinttica primaria. Carboxilacin fotosinttica secundaria. Regulacin. Fotorrespiracin en plantas C4. Ventajas del metabolismo C4. Especies intermedias C3/C4. Plantas C4 sin anatoma Kranz.

Tema 10.- Asimilacin fotosinttica del CO2: Ciclo CAM. Concepto del metabolismo CAM. Plantas CAM y suculencia. Caractersticas anatmicas de las plantas CAM. Mecanismo del ciclo CAM: Carboxilacin nocturna. Carboxilacin diurna. Regulacin. Adaptaciones de las plantas CAM. Plantas C3 CAM.

Tema 11.- Factores que regulan la fotosntesis. Concepto de factor limitante. Influencia de los factores externos: CO2, intensidad de luz, oxgeno, estrs hdrico, viento, temperatura . Influencia de los factores internos: estado nutricional, edad del cultivo. Tasa de fotosntesis y productividad vegetal. Mtodos de medida del proceso fotosinttico.

Tema 12.- Respiracin y mitocondrias vegetales. Procesos anaerbicos de oxidacin: Glucolisis y fermentacin. Mitocondrias vegetales. Ciclo de las pentosas fosfato y ciclo de Krebs. Cadena de transporte de electrones. Organizacin de los sistemas NADH-deshidrogenasas en las membranas mitocondriales. Fosforilacin oxidativa. Clororespiracin. Respiracin resistente al cianuro: Oxidasa alternativa. Otras oxidasas terminales.

Tema 13.- Factores que afectan a la respiracin. Efecto de los factores ambientales: Temperatura y concepto de Q10. Oxgeno y efecto Pasteur. Concentracin de dixido de carbono. Iluminacin. Efecto de los factores endgenos: Disponibilidad de sustrato, grado de humedad, heridas, enfermedades y ataque de parsitos, tipo y edad de la planta. Mtodos de medida del proceso respiratorio.

Tema 14.- Relaciones hdricas en plantas. Importancia del agua para las plantas. Contenido de agua en las plantas. Estructura y propiedades fsicas y qumicas de la molcula del agua. Efecto de la disponibilidad de agua sobre la estructura vegetal. Tipos de plantas segn sus requerimientos hdricos.

Tema 15.- Concepto de potencial hdrico y movimientos del agua. Potencial qumico del agua o potencial hdrico. Causas de variacin en el potencial hdrico de un sistema. Componentes del potencial hdrico. Tipos de movimientos del agua: Flujo de masas, difusin y smosis.

Tema 16.- Relaciones hdricas en la clula vegetal. Estructuras celulares y su papel en la smosis. Introduccin histrica al concepto de potencial hdrico en las plantas. Componentes del potencial hdrico en las clulas vegetales. Sistema osmtico en la clula. Medida del potencial hdrico y sus componentes.

Tema 17.- Transporte del agua en la planta. Sistema suelo-planta-atmsfera. El agua en el suelo y su disponibilidad para las plantas. Transporte del agua desde el suelo a travs de la raz. Concepto de apoplasto y simplasto. Paso del agua a travs de la raz, endodermis y exodermis. Fuerza impulsora del agua a travs de la raz. Acuaporinas. Transporte del agua desde la raz a las hojas. Mecanismos de ascenso de la solucin del xilema.

Tema 18.- Transpiracin (I): Mtodos de medida y factores. Concepto y necesidad fsica de la transpiracin en plantas. Mtodos de medida de la transpiracin. Factores que influyen en la velocidad del proceso. Factores ligados a la planta. Factores del medio ambiente. Importancia y funciones de la transpiracin. Control de la transpiracin: Antitranspirantes.

Tema 19.- Transpiracin (II): Estomas. Transpiracin estomtica: Anatoma y citologa de las clulas estomticas. Funcionamiento de la apertura y cierre. Mtodos de medida de la abertura estomtica. Factores que afectan al movimiento de los estomas. Mecanismos de control fisiolgico de la apertura estomtica. Hiptesis del potasio. Regulacin por ABA y sacarosa.Tema 20.- Nutricin mineral. Generalidades. Mtodos de deteccin de elementos minerales en plantas. Mtodos analticos y sintticos. Relaciones cuantitativas entre el suministro de nutrientes y el crecimiento de la planta. Clasificacin de los elementos minerales detectados en los vegetales.

Tema 21.- Macronutrientes. Aninicos y catinicos: Nitrgeno, fsforo, azufre, potasio, sodio, calcio y magnesio. Abundancia en el suelo. Formas disponibles para las plantas. Sntomas de deficiencias. Funciones fisiolgicas. Sistemas de transporte de estos elementos en las membranas.

Tema 22.- Micronutrientes. Aninicos y catinicos: Boro, molibdeno, cloro, hierro, manganeso, cobre y zinc. Abundancia en el suelo. Formas disponibles para las plantas. Sistema de transporte en membranas. Sntomas de deficiencias. Funciones fisiolgicas. Mecanismos de adaptacin a concentraciones txicas.

Tema 23.- Asimilacin del nitrato. Reduccin de nitratos. Acumulacin del amonio en las plantas. Asimilacin de amonio. Control de la asimilacin del nitrgeno por la planta. Conexin con el metabolismo carbonado.

Tema 24.- Asimilacin del sulfato. Ciclo del azufre y las plantas. Absorcin y transporte del sulfato por las plantas. Activacin del sulfato. Reduccin asimiladora del sulfato. Regulacin de la reduccin asimiladora del sulfato. Glutation: biosntesis y funcin.

Tema 25.- Asimilacin del fosfato. Formas del fosforo en el suelo: Disponibilidad del fsforo para la planta. Adaptaciones de las plantas al fsforo limitante. Absorcin y transporte. Efectos fisiolgicos. Metabolismo: Fosfatasas.

Tema 26.- Estudio de los intercambios de nutrientes a nivel celular (I): Absorcin pasiva. Localizacin de los intercambios celulares. Principales sustancias que la clula intercambia con el medio. Mtodos de medida de los intercambios. Mecanismos pasivos propuestos para explicar los intercambios a nivel celular. Difusin y smosis. Equilibrio Donnan. Intercambio inico. Electroosmosis.

Tema 27.- Estudio de los intercambios de nutrientes a nivel celular (II): Absorcin activa. Introduccin. Fuerzas que actan sobre los iones: Ecuacin de Nerst. Naturaleza del potencial de membrana. Mecanismos de absorcin activa de nutrientes. Transportadores: Tipos, localizacin y caractersticas. Canales inicos. Regulacin de la absorcin inica. Transportadores de membranas en tonoplasto y en el plasmalema.

Tema 28.- Absorcin y transporte de elementos minerales a nivel de planta entera. La raz como rgano de absorcin. Movimiento radial de los iones en la raz. Transporte a la parte area.

Composicin de la solucin del xilema. Regulacin de la absorcin: Exodermis y endodermis. Factores ambientales que afectan a la absorcin radical.

Tema 29.- Transporte por el floema. El floema como sistema conductor de solutos. Estructura del floema. Sustancias transportadas por el floema. Caractersticas del transporte por el floema. Carga y descarga en los tubos cribosos. Mecanismos de transporte por el floema. Efecto de los factores ambientales sobre el transporte por el floema.

Tema 30.-Crecimiento y Desarrollo. Definicin de crecimiento. Curvas y modelos matemticos del crecimiento vegetal. Indices de crecimiento de los cultivos.

Tema 31.- La pared celular vegetal. Composicin qumica. Origen de la pared celular. Estructura de la pared celular primaria. Biosntesis de los componentes de la pared celular. Pared celular secundaria. Funciones de la pared celular.

Tema 32.-Diferenciacin, transformacin celular y transgenia. Bases experimentales de la diferenciacin. Mecanismo molecular de la diferenciacin. Tcnicas actuales de transformacin : Protoplastos, cultivos de clulas y tejidos y plantas transgnicas. Perspectivas de estudio y aplicaciones de la manipulacin gentica de las plantas.

Tema 33.- Regulacin del crecimiento. Hormonas vegetales. Mecanismos de regulacin del crecimiento vegetal. Definicin de hormona vegetal. Clasificacin de la hormonas vegetales. Concepto de sensibilidad diferencial a las hormonas. Receptores hormonales. Efectos de las hormonas vegetales sobre la actividad gnica.

Tema 34.- Auxinas naturales y sintticas (I). Descubrimiento. Localizacin, extraccin, purificacin y valoracin. Tipos de auxinas naturales y sintticas. Relacin estructura-actividad fisiolgica. Rutas biosintticas de las auxinas. Regulacin de la biosntesis. Localizacin de la biosntesis.

Tema 35.- Auxinas (II). Metabolismo y degradacin de las auxinas. Transporte de auxinas. Efectos fisiolgicos y mecanismo de accin de las auxinas. Las auxinas y la expresin gnica. Las auxinas y la pared celular.

Tema 36.- Giberelinas . Descubrimiento de las giberelinas. Naturaleza qumica. Localizacin, extraccin y valoracin. Relacin estructura-actividad fisiolgica. Biosntesis y metabolismo de giberelinas. Regulacin de la biosntesis. Transporte. Efectos fisiolgicos: Fotoperiodo y floracin. Divisin y elongacin celular. Mecanismo de accin: Control gentico en la elongacin del tallo.

Tema 37.- Citoquininas. Descubrimiento de las citoquininas. Estructura qumica. Localizacin, extraccin y valoracin. Distribucin y transporte. Biosntesis. Lugares de sntesis. Metabolismo y degradacin. Efectos fisiolgicos: Diferenciacin, control del crecimiento de tallos y races, senescencia de hojas, floracin. Mecanismo de accin: Receptores de citoquininas.

Tema 38.- Etileno. Descubrimiento del etileno como hormona vegetal. Valoracin y cuantificacin. Biosntesis del etileno. Factores externos y endgenos que afectan a la biosntesis. Acciones fisiolgicas. Mecanismo de accin. Etileno como efector y modulador de otras hormonas. Receptor de etileno.

Tema 39.- Acido abscsico. Descubrimiento y estructura del cido abscsico. Localizacin, extraccin y valoracin. Transporte. Biosntesis. Regulacin de la biosntesis. Metabolismo y degradacin. Acciones fisiolgicas: Relaciones hdricas, Latencia y desarrollo de la semilla, Tolerancia al estrs, sequa, congelacin, salinidad, heridas y lesiones mecnicas. Efecto sobre el crecimiento. Gravitropismo. Mecanismo de accin.

Tema 40.- Poliaminas y otros reguladores del crecimiento. Valoracin, biosntesis y degradacin de poliaminas. Transporte intra e intercelular. Mecanismos de accin y procesos fisiolgicos mediados por poliaminas: Ciclo celular, germinacin, maduracin y senescencia. Estrucura y efectos fisiolgicos del cido jasmnico, brasinoesteroides y cido saliclico.

Tema 41.-Fisiologa de las plantas en condiciones desfavorables. Mecanismos de adaptacin y superacin del estrs. Sequa. Altas y bajas temperaturas. Salinidad y otras condiciones extremas del suelo. Altitud. Agentes qumicos contaminantes. Otras situaciones desfavorables: agentes infecciosos, infecciones y patgenos vegetales, alelopata.

BIBLIOGRAFIA BASICA TEORICA:1. AZCON-BIETO, J. y TALON, M. (ed.) (2000): Fundamentos de Fisiologa Vegetal. Interamericana - McGraw-Hill, Madrid.

2. BARCELO COLL, J.; NICOLAS RODRIGO, G.; SABATER GARCIA, B. y SANCHEZ, R. (2001): Fisiologa Vegetal. Ed. Pirmide, Madrid.

3. BUCHANAN B.B. GRUISSEM W. JONES R.L. (2000) Biochemistry Molecular Biology of Plant. American Soc. Plant Physiol. Rockville. Maryland.

4. GIL MARTINEZ, F. (1995): Elementos de Fisiologa Vegetal. Ed. Mundi-Prensa, Madrid.

5. MOHR, H. y SCHOPER, P. (1995): Plant Physiology. Springer-Verlag, Berlin.

6. SALISBURY, F.B. y ROSS, C.W. (2000): Plant Physiology. Wadsworth, Belmont, California.

7. TAIZ, L. y ZEIGER, E. (2002): Plant Physiology. Benjamin/Cummings Pub., Redwood City, California.

8. VICENTE , C. y LEGAZ, M (2000): Fisiologa Vegetal Ambiental. Pirmide, Madrid.

RESUMEN DEL PROGRAMA PRCTICO DE FISIOLOGA VEGETAL(3 crditos)1.- Morfologa.1.1.- Tejidos vegetales. Estructura foliar de plantas C3, C4 y CAM.

1.2.- Estudio transversal y longitudinal del tallo y raiz de mono y dicotiledneas.

2.- Fotosintesis.2.1.- Efecto de la temperatura y de la intensidad luminosa sobre la velocidad de la fotosntesis.

2.2.- Efecto de la concentracin de CO2 y de la intensidad luminosa sobre la velocidad de la fotosntesis.

2.3.- Separacin de pigmentos fotosintticos mediante disolventes qumicos y medida del espectro de absorcin de los pigmentos del cloroplasto.

2.4.- Aislamiento de cloroplastos y determinacin de la reaccin de Hill.

3.- Respiracin.3.1.- Efecto de la temperatura sobre la velocidad de la respiracin aerobia.

3.2.- Influencia de la temperatura y del sustrato sobre la intensidad de la respiracin anaerobia.

4.- El agua en las plantas.4.1.- Observacin de la plasmolisis en clulas vegetales.

4.2.- Determinacin del potencial osmtico del contenido celular por el mtodo plasmoltico.

4.3.- Medida del potencial hdrico de un tejido segn el mtodo de Chardakov.

5.- Nutricin mineral.5.1.- Determinacin de cloruros en extractos celulares vegetales.

5.2.- Determinacin de nitratos en extractos celulares vegetales.

5.3.- Determinacin de fosfatos en extractos celulares vegetales.

6.- Fitohormonas.6.1.- Efecto de las auxinas sobre el crecimiento del coleptilo de maz.

6.2.- Efecto de las giberelinas sobre el hipocotilo de lechuga.

6.3.- Efecto de las citoquininas sobre la expansin del cotiledn de rabanito.

BIBLIOGRAFA BSICA PRCTICA:1. ARDITI, J. y DUNN, A. (1969): Experimental Plant Physiology. Holt, Rinehart and Winstom, New York.

2. GARCIA DEL MORAL, L.F.; LIGERO LIGERO, F.; ROMERO MONREAL, L. y SANCHEZ CALLE, I. (1979): Prcticas de Fisiologa Vegetal. Ediciones Universidad de Granada.

3. MOORE, R.H. (1960): Laboratory Guide for Elemental Plant Physiology. Burgess, Minnesota.

4. ROBERTS, J. y WHITEHOUSE, D.G. (1976): Practical Plant Physiology. Longman, London.

5. SANCHEZ DIAZ, M.; APARICIO TEJO, P. y PEA CALVO, J.I. (1980): Prcticas de Fisiologa Vegetal. Ediciones Universidad de Navarra, Pamplona.