Botanica y Fisiologia Vegetal

7/28/2019 Botanica y Fisiologia Vegetal

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BOTANICA Y FISIOLOGIA VEGETAL

1-.Concepto de Botnica.

Ciencia que estudia a las plantas, por tradicin a todos los organismos fotosintticos. Se

incluyen dentro del estudio de la botnica a algunos organismos no fotosintticos y hetertrofoscomo los hongos.

2-. Desarrollo histrico.

Prehistrica, hasta que aparecen los primeros escritos, el conocimiento de las plantas no existe.El hombre ve inters en las plantas, principalmente por la utilidad que encuentra en ellas

(alimento, curacin, etc....).

Los primeros escritos datan alrededor del 400-500 a. J.C. y tratan sobre plantas agrcolas (trigo,

etc. ...).

Edad Media. De esta poca destacan algunos tratados rabes o de escuelas hebraicas

relacionados con la agricultura y plantas medicinales. Posteriormente aparecen traducciones de

libros griegos, los primeros herbarios y jardines botnicos.

Edad Moderna. Se desarrolla la botnica en sentido estricto y deja de ser especialidad de

medicina y farmacia (aproximadamente hace 100 aos).

3-.Especialidades de la botnica.

Botnica pura.

Botnica aplicada.

o Botnica pura, se dedica al estudio de la biologa de las plantas sin hacer

referencia al nombre.

o Botnica aplicada, estudia las plantas que interesan al hombre, siempre desde

el punto de vista del hombre.

A) BOTNICA PURA

Morfologa vegetal: estudia el desarrollo, forma y estructura de las plantas. Tres niveles:

Organografa (nivel de rganos)

Histologa vegetal (nivel tisular, de tejidos)

Citologa vegetal (nivel celular)

Fisiologa vegetal: aquella parte que se dedica al estudio de los distintas actividades que tienenlugar en las plantas. En la actualidad debe considerarse como una ciencia aparte, que integra

conceptos de varias disciplinas (botnica, fsica y qumica).

Gentica vegetal: estudio de los mecanismos que regulan la herencia o transmisin de loscaracteres y atributos de las plantas.

Sistemtica vegetal: estudio de la diversidad y diferenciacin de las plantas, as como delparentesco (filogenia) que existe entre ellas. Dos grandes divisiones:


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Criptgamas, plantas sin flores.

Fanergamas, plantas con flores.

A su estudio se dedican la ficologa (algas), micologa (hongos), liquenologa (lquenes),

briologa (briofitos: los musgos) y la pteridologa (pteridofitos: helechos y colas de caballo),

para las criptgamas, y lafanerogamiapara las fanergamas. Geobotnica: estudia la planta y su relacin con el medio que la rodea.

Paleobotnica: se dedica al estudio de los restos fsiles de plantas

B) BOTNICA APLICADA

Botnica agrcola: se dedica al estudio de las plantas que tienen inters agrcola.

Fitopatologa: estudia de las enfermedades de las plantas.

Silvicultura: estudia de las plantas con inters maderero.

Farmacobotnica: se dedica al estudio de las plantas que tienen inters y posibles

aplicaciones medicinales.

Botnica industrial: estudia las plantas con inters industrial.

4-. Ciencias auxiliares de la botnica.

Algunas de estas ciencias son:

Morfologa: forma externa

Anatoma: forma interna

Embriologa: estudio del desarrollo embrionario

Palinologa: estudio del polen

Gentica: estudio de los mecanismos de transmisin de caracteres

Qumica: ltimamente sus estudios van dirigidos a comparar las secuencias de ADN y

establecer relaciones entre plantas segn los datos obtenidos. En general en el estudio

de la composicin qumica.

5-. Sistemtica botnica, introduccin.

Parte de la botnica que estudia la diversidad y diferenciacin de los organismos, as como el

parentesco que tienen entre ellos.

Taxonoma: parte de la sistemtica que dicta normas, mtodos y leyes de la

clasificacin. Nos ayuda a describir organismos y a delimitarlos.

Clasificacin: organizacin jerrquica de los individuos o grupos basada en la

semejanza o diferencia entre estos.

Nomenclatura: mtodo artificial prctico que consiste en dar nombre a las plantas.

Definiciones de trminos habitualmente empleados en sistemtica:

Categora taxonmica: concepto abstracto que ordena los distintos grupos de forma jerrquica.Organismos muy parecidos con caractersticas comunes formaran un grupo por sus

caractersticas similares, y a su vez varios de estos grupos, tambin por la similitud en sus


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caractersticas constituirn un grupo de mayor orden. Esto se entender mejor cuando se vean

los distintos taxones (o grupos abstractos de organismos, que se han creado artificialmente con

el fin de poder clasificarlos).

Taxn: Es una unidad o categora taxonmica cualquiera que recoge individuos de caracteres

comunes. Tipos

Taxn Abreviatura

Reino Reino

Divisin o Filum Div. o Filum

Subdivisin o

Subfilum

Subdiv. o

Subfilum

Clase Cl.

Subclase Subcl.

Orden O.

Familia Fam.Subfamilia Subfam.

Genero Gen.

Especie sp.

Subespecie subsp.

Variedad var.

Forma forma

El taxn bsico es el de especie y se define como el conjunto de individuos semejantes entre si y

que adems pueden cruzarse y tener descendencia frtil, aunque hay algunas excepciones, como

hbridos que dan descendencia frtil

6-. Nomenclatura.

Como ya habamos mencionado antes, la Nomenclatura es un mtodo artificial prctico que

consiste en dar nombre a las plantas, as como a los dems organismos. A la hora de nombrar a

los organismos vivos se emplea un sistema de nomenclatura binomialestablecido por Linneo en

1735 en su libro Species plantarum. El nombre cientfico binomial consigui principalmente

simplificar la nomenclatura de la poca, que haba alcanzado una complejidad absurda. Aunque

es un sistema binomial el nombre cientfico consta realmente de tres partes:

Quercus coccifera L

Un nombre genrico, que constituye el taxn genrico y siempre presenta la letra inicial

en mayscula (es un nombre).

Epteto especifico, que constituye el taxn especfico y se escribe en todas las ocasiones

en minscula (es un adjetivo).

Ambos deben escribirse en latn y estar resaltados respecto al texto en que se encuentran.

Generalmente se destacan en cursiva en los textos y subrayado en manuscritos, aunque se puede

resaltar el nombre cientfico de otra forma, en negrita, o normal cuando el texto est encursiva.

Sufijos en latn y en espaol mas importantes de la nomenclatura que nos permitirn conocer la

categora taxonmica a la que se est haciendo referencia.


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TaxnAbreviatu

ra

Sufijo en

latn

Sufijo en

espaol

Reino Reino -OTA -OTA

Divisin o Filum Div. o Filum -PHYTA -FITOS

Clase Cl. -ATAE -OPSIDOS

Subclase Subcl. -IDAE -IDAS

Orden O. -ALES -ALES

Familia Fam. -ACEAE -ACEAS

Subfamilia Subfam. -OIDEAE -OIDEAS

Tribu Tribu -EAE -EAS

7-. Introduccin a los sistemas de clasificacin biolgica.

Tradicionalmente los organismos vivos se clasificaban en dos reinos: VEGETAL y ANIMAL,

siendo sus caractersticas las siguientes:

Reino Vegetal Reino Animal

organismos auttrofos,

realizan la fotosntesis

son hetertrofos

contienen clorofilascarecen de ellas

son productores primarios

(materia inorgnica mat.

orgnica).

no son productores primarios, sino

secundarios (mat. orgnica mat.

orgnica).

crecimiento indeterminadocrecimiento determinado

son organismos inmviles,pero no estticos son mviles

con pared celularsin pared celular

El sistema de clasificacin de cinco de WHITTAKER.

Clasifica en 5 reynos.

Reino Monera: incluye a todos los organismos procariotas, sin ncleo. (bacterias) Reino Protista: es un grupo que recoge a todos los organismos, auttrofos o

hetertrofos, UNICELULARES EUCARIOTAS. (protozoos)

Reino Fungi: Presentan pared celular de quitina (como el exoesqueleto de losartropodos) y absorben los nutrientes a travs de esta, principalmente de materia en

descomposicin.

Reino Plantae: organismos fotoauttrofos adaptados a la vida terrestre. (plantas)

Reino Animalia: organismos pluricelulares eucariticos, sin cloroplastos ni pigmentos.

De acuerdo con las ltimas teoras, tambin se tiene en cuenta un sistema de superreinos:

Superreino PROKARIOTA (bacterias) Superreino EUKARIOTA (que agrupara a seis reinos, cuatro de ellos que recogen a

organismos vegetales, y que se nombraran a continuacin)


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o Reino PROTOZOA (proozoos): organismos eucariotas unicelulares muyprimitivos con aparato de Golgi, mitocondrias y cloroplastos. Aqui se incluyen

todos los unicelulares, y de estos parten los pluricelulares. Ejemplos:

euglenofitos, dinfitos, mixomicota.

o Reino CHROMITA (cromistas): presentan plastos rodeados por dosmembranas de retculo endoplasmtico y flagelos con 1-2 mastigonemastubulares. Ejemplos: dentro de los auttrofos, criptfilos y crisfilos, y los

oomicota dentro de los hetertrofos.

o Reino PLANTAE (plantas): son todos auttrofos con cloroplastos rodeados dedos membranas de retculo endoplasmtico. Se incluyen aqu las algas rojas

(rodfitos), algas verdes (clorfitos) y las plantas terrestres (brifitos,

pteridfitos, gimnospermas y angiospermas).

o Reino FUNGI (hongos): se encuentran aqui incluidos los hongos propiamentedichos.

Procariotas Eucariotas

clulas muy pequeas, alrededor de 10

micrmetros de longitud

clulas mayores, de 100

micrmetros

carecen de ncleo limitado por

membrana

tienen un ncleo verdadero,

rodeado por una membrana

nuclear (doble membrana

plasmtica)

filamentos de ADN libre que no suelen

pasar de 24 Armstrong

100 Armstrong de dimetro,

ADN dividido y agrupado en

cromosomas

Ribosomas con coeficiente desedimentacin de Svedberg

80S

Retculo endoplasmtico sin ribosomas

asociados

Retculo endoplasmtico con

ribosomas asociados

Orgnulos no rodeados de membranas Orgnulos rodeados de

membranas

divisin celular directa, por fisin

binaria

divisin celular por mitosis

tpica

no hay reproduccin sexual tpica,

entendida como intercambio de material

gentico, aunque si hay fenmenos de

transferencia de DNA

Reproduccin sexual tpica

8-. Niveles de organizacin en plantas.

Se pueden establecer distintos niveles de organizacin en plantas segn el grado de complejidad

que presenten, siendo los siguientes:

1. Protfitos: organismos unicelulares o agregados pluricelulares poco coherentes devegetales, en todos los casos las clulas no presentan ningn grado de diferenciacin.

(grupo de bacterias y algas)

2. Talfitos: son organismos pluricelulares, los mas simples son filamentos, comunicadospor plasmodesmos (= forma de reticulo endoplasmatico que atraviesa la pared celular y

pone en contacto los citoplasmas de dos clulas vegetales contiguas). Hay diferencia


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entre clulas reproductoras (productoras de gametos) y vegetativas. Generalmente este

tipo de organismos est ligado al agua. (un grupo de algas y hongos)

3. Briofitos: presentan una situacin intermedia entre talofitos y cormofitos. Al menosdurante su periodo de reproduccin necesitan el medio acutico. Tienen estructuras

anlogas a races, tallos y hojas. (grupo de musgos)

4. Cormofitos: nivel de organizacin de aquellas plantas terrestres con autentica raz,hojas y tallo. Presentan CORMO, es decir, haces vasculares con floema y xilema.

LA CELULA

Los seres vivos estn formados por mnimas unidades llamadas clulas. Todas las funciones

qumicas y fisiolgicas bsicas, por ejemplo, la reparacin, el crecimiento, el movimiento, la

inmunidad, la comunicacin, y la digestin, ocurren al interior de la clula.

Los hombres de ciencia, solo pudieron realizar investigaciones en relacin a ellas despus del

descubrimiento del microscopio

CLASIFICACIN DE LOS SERESVIVOS

Segn el nmero de clulas que los forman, los seres vivos se pueden clasificar en unicelularesy pluricelulares.

Unicelulares: Son todos aquellos organismos formados por una sola clula. En este grupo, losms representativos son los protozoos -ameba, paramecio, euglena-, que slo pueden observarse

con un microscopio.

Pluricelulares: Son todos aquellos organismos formados por ms de una clula. Existe granvariedad de ellos, tales como los vertebrados (aves, mamferos, anfibios, peces, reptiles) y los

invertebrados (arcnidos, insectos, moluscos, etc.).

En los vegetales, podemos tomar como ejemplos a las plantas con flores (angiosperma), sin

flores tpicas (gimnospermas), musgos, hongos, etc.

Modelo de clula


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Los organismos pluricelulares presentan una determinada organizacin de sus clulas, en

distintos niveles, que son:

Clula: mnima unidad que forma parte de un ser vivo.

Tejido: conjunto de clulas que tienen caractersticas y funciones similares y con un mismoorigen.

rgano: conjunto de tejidos unidos y coordinados para cumplir una funcin especfica. Porejemplo: pulmn, corazn, estmago, etc. En el caso de los vegetales, son considerados

rganos: la raz, las semillas, las hojas, las flor, etc.

Sistemas: resultado de la unin de varios rganos, los cuales funcionan de una formacoordinada para desempear un rol determinado. Por ejemplo: se habla de Sistema Digestivo,

Renal, Circulatorio, Nervioso, Reproductor, etc.

Organismo: es un ser vivo formado por un conjunto de sistemas, que trabajan armnicamente.

Existen seres vivos que no tienen rganos o sistemas estructurados, pero poseen una

organizacin sencilla, esto les permite un buen desarrollo. Si un rgano se daa o altera provoca

una desorganizacin del ser vivo.

Las tres partes bsicas de toda clula son: la membrana plasmtica, el citoplasma, y elncleo.

La membrana celular o plasmtica

La membrana celular se caracteriza porque:

Rodea a toda la clula y mantiene su integridad.

Est compuesta por dos sustancias orgnicas: protenasy lpidos, especficamente fosfolpidos.

Los fosfolpidos estn dispuestos formando una doble capa (bicapa lipdica), donde seencuentran sumergidas las protenas.

Membrana Celular o plasmtica
http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/ProteinasAminoacidos.htmhttp://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/ProteinasAminoacidos.htmhttp://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/ProteinasAminoacidos.htm


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Es una estructura dinmica.

Es una membrana semipermeable o selectiva, esto indica que slo pasan algunas sustancias

(molculas) a travs de ella.

Tiene la capacidad de modificarse y en este proceso forma poros y canales

Funciones de la membrana celular

Regula el paso de sustancias hacia el interior de la clula y viceversa. Esto quiere decir que

incorpora nutrientes al interior de la clula y permite el paso de desechos hacia el exterior.

Como estructura dinmica, permite el paso de ciertas sustancias e impide el paso de otras.

Asla y protege a la clula del ambiente externo

El citoplasma

Se caracteriza porque:

Es una estructura celular que se ubica entre la membrana celular y el ncleo.

Contiene un conjunto de estructuras muy pequeas, llamadas organelos celulares.

Est constituido por una sustancia semilquida.

Qumicamente, est formado por agua, y en l se encuentran en suspensin, o disueltas, distintas

sustancias como protenas, enzimas, lquidos, hidratos de carbono, sales minerales, etctera.

Funciones del citoplasma

Nutritiva. Al citoplasma se incorporan una serie de sustancias, que van a ser transformadas o

desintegradas para liberar energa.

De almacenamiento. En el citoplasma se almacenan ciertas sustancias de reserva.

Estructural. El citoplasma es el soporte que da forma a la clula y es la base de sus

movimientos.


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Los organelos celulares

Son pequeas estructuras intracelulares, delimitadas por una o dos membranas. Cada una de

ellas realiza una determinada funcin, permitiendo la vida de la clula. Por la funcin que

cumple cada organelo, la gran mayora se encuentra en todas las clulas, a excepcin de

algunos, que solo estn presentes en ciertas clulas de determinados organismos.

Mitocondrias: en los organismos hetertrofos, las mitocondrias son fundamentales para laobtencin de la energa.

Son organelos de forma elptica, estn delimitados por dos membranas, una externa y lisa, y otra

interna, que presenta pliegues, capaces de aumentar la superficie en el interior de la

mitocondria. Poseen su propio material gentico llamado ADN mitocondrial.

La funcin de la mitocondria es producir la mayor cantidad de energa til para el trabajo que

debe realizar la clula. Con ese fin, utiliza la energa contenida en ciertas molculas. Por

ejemplo, tenemos el caso de la glucosa.

Esta molcula se transforma primero en el citoplasma y posteriormente en el interior de la

mitocondria, hasta CO2 (anhdrido carbnico), H2O (agua) y energa. Esta energa no es ocupada

directamente, sino que se almacena en una molcula especial llamada ATP (adenosin trifosfato).

El ATP se difunde hacia el citoplasma para ser ocupado en las distintas reacciones en las cuales

se requiere de energa. Al liberar la energa, el ATP queda como ADP (adenosin difosfato), elcual vuelve a la mitocondria para transformarse nuevamente en ATP.

La formacin del ATP puede representarse mediante la siguiente reaccin qumica:

ADP + P + -energia---------------> ATP (P = fosfato)

Esta reaccin permite almacenar la energa.

En tanto, el proceso inverso, de liberacin de energa, es:

Mitocondria


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ATP ----------------> ADP + P + Energa

Cloroplastos: son organelos que se encuentran slo enclulas que estn formando a las plantas y algas verdes. Son

ms grandes que las mitocondrias y estn rodeadas por dos

membranas una externa y otra interna.

Poseen su propio material gentico llamado ADN plastidial, y en su interior se encuentra la

clorofila (pigmento verde) y otros pigmentos. Los cloroplastos son los organelos fundamentales

en los organismos auttrofos,

En ellos ocurre la fotosntesis. Para que esta se realice, se requiere de CO 2, agua y energa solar,

sustancias con las cuales la planta fabrica glucosa. Esta molcula le sirve de alimento al vegetal

y a otros seres vivos.

As se forma, tambin, el oxgeno que pasa hacia la atmsfera.

6CO2 +6H2O +clorofila Energa----------------> glucosa + 6O2

Ribosomas: son pequeos corpsculos, que se encuentran libres en el citoplasma, comogrnulos independientes, o formando grupos, constituyendo polirribosomas. Tambin, pueden

estar asociados a la pared externa de otro organelo celular, llamado retculo endoplasmtico

rugoso. En los ribosomas tiene lugar la sntesis de protenas, cuyo fin es construir el cuerpo

celular, regular ciertas actividades metablicas, etctera.

Retculo endoplasmtico: corresponde a un conjunto de canales y sacos aplanados, que ocupan

una gran porcin del citoplasma.

Estn formados por membranas muy delgadas y comunican el ncleo celular con el medio

extracelular -o medio externo-.

Cloroplasto


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Aparato de Golgi: est delimitado por unasola membrana y formado por una serie de

sacos membranosos aplanados y apilados

uno sobre otro. Alrededor de estos sacos,

hay una serie de bolsitas membranosas

llamadas vesculas. El aparato de Golgi

existe en las clulas vegetales -dictiosoma-

y animales. Acta muy estrechamente con

el retculo endoplasmtico rugoso. Es el

encargado de distribuir las protenas

fabricadas en este ltimo, ya sea dentro o

fuera de la clula. Adems, adiciona cierta

seal qumica a las protenas, que determina

el destino final de stas.

Lisosomas: es un organelo pequeo, de forma esfrica y rodeada por una sola membrana. En suinterior, contiene ciertas sustancias qumicas llamadas enzimas -que permiten sintetizar o

degradar otras sustancias-. Los lisosomas estn directamente asociados a los procesos de

digestin intracelular. Esto significa que, gracias a las enzimas que estn en el interior, se puede

degradar protenas, lpidos, hidratos de carbono, etctera. En condiciones normales,

Centrolos: estn presentes en las clulas animales. En la gran mayora de las clulas vegetalesno existen. Conformados por un grupo de nueve tbulos ordenados en crculos, participan

directamente en el proceso de divisin o reproduccin celular, llamado mitosis.

Vacuolas: son vesculas o bolsas membranosas, presentes en la clula animal y vegetal; en staltima son ms numerosas y ms grandes. Su funcin es la de almacenar -temporalmente-

alimentos, agua, desechos y otros materiales.

El ncleo

Es fundamental aclarar que existen clulas que tienen un ncleo bien definido y separado del

citoplasma, a travs de una membrana llamada membrana doble nuclear o carioteca. A estas

clulas con ncleo verdadero, se les denomina clulas eucariontes.

Hay otras clulas -en las bacterias y en ciertas algas unicelulares- que no tienen un ncleodefinido ni determinado por una membrana. Esto indica que los componentes nucleares estn

mezclados con el citoplasma. Este tipo de clulas se denominan procariontes.

En la clula eucarionte el ncleo se caracteriza por:

Ser voluminoso.

Ocupar una posicin central en la clula.

Estar delimitado por la membrana carioteca..

En el interior del ncleo se pueden encontrar:Ncleo plasma o jugo nuclear.

Nuclolo: cuerpo esfrico, formado por protenas, cido desoxi-ribonucleico (ADN) ycido ribonucleico (ARN), ambos compuestos orgnicos.

Aparato de Golgi
http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/CelulaProcarionte_y_Eucarionte.htmhttp://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/CelulaProcarionte_y_Eucarionte.htmhttp://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/CelulaProcarionte_y_Eucarionte.htmhttp://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/CelulaProcarionte_y_Eucarionte.htm


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El nuclolo tiene la informacin para fabricar las protenas.

Material gentico: est organizado en verdaderas hebras llamadas cromatinas, formadas por

ADN. Cuando la clula se reproduce, la cromatina se condensa y forma unas estructuras

llamadas cromosomas, donde est contenida toda la informacin gentica propia de cada ser

vivo.

La funcin del ncleo es dirigir la actividad celular, es decir, regula el funcionamiento de todos

los organelos celulares.

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