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BIOL 3052 - Compendio Estructura y Fisiología Vegetal

Dr. Fernando J. Bird-Picó - 2016 1

Estructura y Fisiología Vegetal:Compendio Capítulos 35 al 38

Dr. Fernando J. Bird-Picó

Departamento de Biología

Recinto Universitario de Mayagüez

Estructura floral

Diferencia en espectro visual y uv



Doble fecundaciónDesarrollo embrionario

Semilla

plúmula

hipocotilo

Hoja de follajeradículacotiledón

Desarrollo de la Fruta

• Inicialmente por la producción de auxina en la semilla en desarrollo o por el polenque fecunda a la flor.

• La semilla no es necesaria para el desarrollo de la fruta siempre y cuando se provean auxinasen forma artificial:– 1) por mutación: frutas partenocárpicas: incapaces

de reproducción como el guineo y la china "navel": descubierta en Brasil en el siglo XIX, por mutación.

– 2) artificialmente: roceándoles auxina en la flor no fecundada



Estructura Vegetal

• Raíces

• Tallos

• Hojas

• Flores

• Frutos

Estructura Vegetal

• Por lo general, el sistema radical se encuentra debajo del sustrato

• El resto de la planta (tallos, hojas, flores y frutos) se encuentran sobre el sustrato

• Ambos están conectados entre sí pues la planta necesita materiales de ambos ambientes: aire y tierra.

Células, Tejidos y Órganos

• Células: varios tipos en las plantas

• Tejidos: compuestos de células similares en estructura y función

• Órganos: compuestos de diferentes tejidos

Tejidos: Simples y Complejos

• Tejido simple: compuesto de un sólo tipo de célula

• Tejido complejo: compuesto de más de un tipo de célula

• Tres tipos de tejidos en las plantas:– Fundamental– vasculary – dermal



Tejido Fundamental

• Forma la mayor parte del cuerpo de las herbáceas.

• Se compone de parénquima, colénquimay esclerénquimas

• Estos tres tipos de células se diferencian por la estructura de su pared celular.

Tejido FundamentalParénquima

• Paredes primarias delgadas

• Función de almacenamiento y secreción de aceites, almidón, agua y sales minerales

• También en la fotosíntesis

• Están vivas al madurar el tejido en donde se encuentran

Parénquima



Tejido Fundamental:Colénquima

• Paredes primarias de grosor variable

• Provee apoyo estructural en órganos vegetales blandos o suaves

• Estan vivas al madurar el tejido en donde se encuentran, pero las esquinas de sus paredes primarias son gruesas.

Colénquima

Colénquima Tejido Fundamental:Esclerénquima

• Pared primaria y secundaria gruesas• Pared secundaria rica en lignina• Especializadas para el apoyo estructural• Al madurarse en el tejido en que se encuentran,

usualmente se mueren.• Esclereidasson cortas y cúbicas, en cáscaras de

nueces y la pepa de frutas pétreas.• Fibras son alargadas y se encuentran en grupos,

en la madera y corteza de angiospermas



Esclerénquima: EsclereidasEsclerénquima:

Fibras

Tejido Vascular

• Se compone de xilema y floema, que es continuo desde las raíces hasta el tallo y las hojas

• Xilema: transporta agua y minerales de la zona radical al doselde la planta (ramas, hojas). Ambas partes comunicadas por el tallo.

• Floema: transporta compuestos orgánicos en solución desde el dosel hacia el resto de la planta

Xilema

• Traqueidas (gimnospermas) y elementos de vaso(angiospermas): conducen los fluidos.

• Células muertas cuando madura; sólo queda el lúmen de pared celular

• Líquido pasa de uno a otro verticalmente, pero también hay conducción lateral



traqueida

Elemento de vaso

Elemento de vaso

Floema

• Elementos cribososson las células de transporte en el floema: transporte de compuetos orgánicos

• Elementos cribososposeen placa cribosaen ambos terminales

• Estas células están vivas cuando madura

• Célula acompañanteadyacente al elemento criboso: dirige metabolismo del mismo por los plasmodesmos



Floema

Tejido Dermal

• Epidermis: capa más externa de células en las plantas herbáceas

• Usualmente una sóla capa de células

• No fotosintéticas y transparentes

• Con cutícula

Epidermis

• Compuesta de células de parénquima, y puede tener células guardianas(rodeando la estoma) y tricomas.

• Tricomas: aumenta área de superficie en raíces; excreción de sal en plantas halofitas, y protección contra evaporación y depredadores



Epidermis � Peridermo

• En plantas leñosas, la epidermis es remplazada por peridermo: tejido complejo compuesto de células de corchoy parénquima de corcho.

• Células de corcho: se mueren al madurar y su función es impermeabilizar la estructura

• Parénquima de corcho: función de almacenaje

Peridermo

Crecimiento en las Plantas

• El crecimiento de las células eincluye tres componentes principales:– Mitosis

– Alargamiento celular

– Diferenciación celular



Crecimiento en las Plantas

• Meristemos: áreas especializadas cuyas células se dividen constantemente

• Crecimiento primario : todas las plantas lo poseen � crecer en tamaño vertical la planta

• Crecimiento secundario: aumentar en diámetro, solamente las gimnospermas y plantas leñosas

Meristemos



Crecimiento Secundario

• Meristemos laterales: extienden el diámetro de tallos y raíces

• Poseen dos áreas meristemáticas:– Cambium vascular– Cambium de corcho

Desarrollo del xilema y floema secundario



• El agua es retenida en el suelo por fuerzas capilares; por esta razón el árbol tiene que recoger agua de una gran área alrededor de la planta: sistema radical complejo.

• Se absorben minerales en la raíz por transporte activo; se crea un gradiente osmótico: capa cerosaen la endodermis no deja que salgan los iones; el agua se mueve siempre hacia la raíz = presión de raíz.

• Si el suelo tiene mucha cantidad de agua y oxígenopara respiración (produce ATP), la presión de raíz es suficientemente fuerte para empujar esa columna de agua hacia las hojas de las herbáceas y ciertos arbustos: gutación--> gotas de savia del xilema (minerales y agua).



• Árboles: no es suficiente esta presión de raíz. La cohesiónde las moléculas de agua entre sí y la adhesióna las paredes: vasos del xilema son muy delgados, y las moléculas están formando una hilera continua desde la raíz hasta las hojas. Cuando se evaporaen las hojas, se reemplaza molécula por molécula.

• Si se rompe esta continuidad, no funciona; si se congela en invierno, se disipa gas y se interrumpe. xilema: traqueidas y vasos tienen poros laterales: se re-dirige el flujo alrededor de la interrupción

Floema



• El floemaes un tejido vivo y activo. El mecanismo de presión-flujo se ha investigado gracias a la presencia de insectos chupadores de savia: áfidos, herramienta muy útil.

• La saviase compone de 30% de materia orgánica, tales como disacáridos (sacarosa), amino ácidos y otras substancias que son transportadas a razón de 200 cm/hora (por estudios radioactivos).

• Las azúcaresse sintetizan durante el día en el parénquima de las hojas y se transporta a otros tejidos por translocación: a los tubos cribosos(sieve cells), en donde harán los mismos hipertónicos. El floemaabsorbe agua de los tejidos de la hoja, y por lo tanto, en el floema de la hoja vamos a encontrar una alta presión hidrostáticaque ocasiona flujo hacia abajo.

• A medida que los tejidos absorben los carbohidratos, el floema se vuelve hipotónico y pierde agua por osmosis. Como esto ocurre verticalmente, acelera el flujo de la savia.

• Este flujo no siempre es hacia abajo: en la primavera, este flujo es opuesto, desde las raíces y tronco hacia las hojas. También se transportan otras substancias en este tejido.



Raíces

• Función es aumentar el área de absorción. Todo lo que la planta necesita entra por las raíces, a excepción de O2, CO2, y luz.

• Hay diferentes adaptaciones: profundas y gruesas, superficiales y extensas, etc.

• raíces gruesas: leñosas como el tronco, cubiertas por corcho y lenticelos: intercambio de gases

• raíces pequeñas y delgadas: cubiertas solamente por la epidermis: hay células modificadas para formar pelos radicales. Ejemplo lo es el centeno: a los 4 meses de edad, su sistema radical poseía un área de superficie de 639 m2, unas 130 veces más que el área superficial de las hojas y tallos. Unos 14 millones de pelos radicales, que median unos 500 kilómetros de longitud.

• agua y minerales, pasan del citoplasma de una célula a otra hasta el centro de la raíz, donde están los haces vasculares.

• corteza: células de parénquima, no hay cloroplastos. Su función es la de almacenar almidón y otras sustancias orgánicas.



• endodermis: sus células son compactas y están impregnadas de cera � Cinta de Caspary: impermeable al agua. Controla el flujo de agua y minerales.

• Ejemplo: en los mangles, viven en agua salina: la savia del xilema tiene menos (-) sal que el agua del exterior: regula el paso de sales. La presión de transpiraciónhala el agua solamente, la sal que entra se excreta por glándulas en las axilas de las hojas.

• plantas terrestres: bombean sales por transporte activo, el agua le sigue por osmosis.

• Respiración Radical: O2 tiene que estar disponible, o se mueren las células en la raíz: si esto ocurre, no hay transporte. Si hay mucha agua, no hay aire en el suelo.

• plantas acuáticas: lotos y lirios de agua: estomasdorsales en vez de ventrales. Los tejidos son mas esponjosos, para la flotación, de forma tal que no necesitan soporte. De la misma forma llevan aire a las raíces. Algunos insectos parásitos de la raíz dependen de este aire para sobrevivir.

• Mangle: las raíces poseen pneumatóforosfuera del agua para obtener aire.

• Cipreses: raíces extensas sobre el suelo para sostener el árbol: apuntalamiento o contrafuerte ("butresses").



Zancos

“Raíces estranguladoras”

Para almacenar

ContrafuertesPneumatóforos

Muchas plantas tienen raíces modificadas:

Figure 35.4

zancos

Composición del Suelo

• Suelo: espacios microscópicos que están libres: potencialmente pueden tener aire o líquido. El agua es drenadapor gravedad; el resto es atraída por fuerzas capilares del suelo que la retiene. Disuelve iones minerales y forma lo que se llama la solución de suelo.

• Cuando el suelo está lleno a capacidad de agua que puede retener por fuerzas capilares se le llama la capacidad de campode dicho suelo.


• El suelo está compuesto principalmente de 5 materiales: minerales inorgánicos, materia orgánica, microorganismos del suelo, aire del suelo, y agua en el suelo. La cantidad de cada uno de estos materiales con relación a los demás determina las características físicas y químicas de ese suelo en particular. Estas características finalmente determinan el tipo de vegetación que ese suelo puede sustentar.


• Textura: depende del tamaño de las partículas inorgánicas

• arena, arenilla ("silt"), y arcilla . La arcilla es importante, ya que sus cargas negativas retienen los cationes importantes para la nutrición de las plantas (intercambio de cationes)



Absorción de Minerales

• Los minerales disueltos en esa solución de suelo entran a la raíz de una de tres formas:

• 1) absorción activa: por los pelos radicales. Pasa de célula a célula hasta llegar a la endodermis. Allí tiene que ser absorbida de nuevo, pues no hay conexión citoplásmica entre las células de parénquima de la corteza con la endodermis: esta forma de absorción se le llama la ruta del simplasto.


• 2) Imbibición : por la epidermis (espacios intercelulares), entre las células de la corteza sin penetrar el citoplasmade las mismas. Llegan hasta la endodermis. El agua se absorbe selectivamente. Esta es la ruta del apoplasto.




• 3) Hongos: algunos viven en las raíces, y absorben los minerales del suelo mejor que las raíces. Luego le pasan estos minerales a las células de la raíz. Esta asociación se le llama Micorrizas

Ectomicorriza Endomicorriza

Leguminosas: nódulos



Adaptaciones para obtener nutrientes

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