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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