El Reino de las plantas

Biología y Geología1º de ESO

Profesor: Francisco J. Barba RegidorCurso: 2016-17

Las Plantas son un gran grupo de seres vivos

pluricelulares y eucariotas.

Las plantas son en su mayoría organismos autótrofos que

obtienen la energía a partir de la luz solar para fabricar

su propio alimento.

La mayor parte de las plantas realizan un proceso conocido como fotosíntesis, que tiene

lugar en los cloroplastos.Definición modificada de Wikipedia:

http://en.wikipedia.org/wiki/Plant

¿QUÉ ES UNA PLANTA?

Cloroplastos de Elodea

CLASIFICACIÓN DE LAS PLANTASA. Criterios de clasificación:

1. Si tienen o no órganos especializado para la reproducción (flores; ver abajo).

2. Si tienen o no tejidos especializados para el transporte de los nutrientes (vasos conductores):a) vasculares ob) no vasculares.

B. Categorías resultantes:1. Plantas sin flores. Plantas sin flores ni semillas.

a) Briofitas. Pequeñas plantas no vasculares.b) Pteridofitos. Plantas grandes y vasculares.

2. Espermatofitas. Son plantas complejas, con flores y semillas.a) Gimnospermas. Las semillas se desarrollan

dentro de un falso fruto, como una piña.b) Angiospermas. Las semillas se desarrollan

dentro de un fruto real.

LAS NECESIDADES DE LAS PLANTAS (1)Para ocupar los ambientes terrestres, las plantas necesitan resolver algunos problemas:• Cómo alcanzar los nutrientes,

que están esparcidos tanto en el aire como en el suelo, teniendo en cuenta que las plantas no se desplazar por sí mismas de un sitio a otro…

• Cómo protegerse de la desecación.

• Y cómo distribuir los nutrientes en el organismo y qué hacer con ellos para elaborar biomoléculas.

LAS NECESIDADES DE LAS PLANTAS (2)

Para ello...• desarrollan cubiertas protectoras;• Poseen una estructura compleja con células

rodeadas por una pared de celulosa y que forman diferentes tejidos y órganos;

• Su estructura se basa en la presencia de raíces, tallos y hojas, que pueden ser muy diferentes en diferentes especies;

• Su color verde se debe a la presencia de clorofila, un pigmento verde necesario para realizar la fotosíntesis;

• Además, las plantas superiores pueden presentar flores y frutos.

Las células de las plantas superiores…

• Se organizan en tejidos, que tienen diferentes funciones: Clorofílicos: especializados en realizar la

fotosíntesis. De sostén: sirven para sostener la planta

erguida. Protectores: aíslan a la planta del exterior,

protegiéndola de la desecación.Conductores: transportan la savia bruta y la

savia elaborada.

Características de las plantas vasculares

En el caso de las Pteridofitas, los órganos vegetativos reciben nombres distintos, aunque su función es muy similar:- Tienen raíces también.- Tienen tallo subterráneo: rizoma.- Sus grandes hojas se denominan frondes.- …pero carecen de flores

Imagen de I. Romero y M. Romero (2015): Biología y Geología. Vol: La biodiversidad en el planeta Tierra. Oxford Educación.

EL CUERPO DE LAS PLANTAS (1)

Todas las raíces son responsables de:• anclar la planta al suelo;• extraer agua y minerales

del suelo.• acumular substancias de

reserva

Todos los tallos son responsables de:• sostener físicamente las flores y las

hojas;• mantener las hojas y las flores en la

mejor posición para para recoger el alimento y para la reproducción;

• transportar materiales a través del xilema y del floema desde las áreas donde hay abundancia de aquellos hasta las que los necesitan en las distintas partes de la planta;

• almacenar sustancias para un uso posterior.

Todas las hojas son responsables de:• absorber los rayos del sol;• la mayor parte de la

producción fotosintética.

EL CUERPO DE LAS PLANTAS (2)1. Las raíces sostienen la

planta en el suelo y absorben agua y sales minerales, formando la savia bruta.

2. El tallo transporta la savia bruta hacia las hojas.

3. Las hojas transforman la savia bruta en elaborada durante el proceso de la fotosíntesis. Entre los productos de residuo se incluye el oxígeno, que se expele al aire.

Zona de crecimiento

Semilla

Fruto

Hojas

Conjuntode hojas

Tallo

Flor

Raíz

Pelosabsorbentes

Raíceslaterales

EL CUERPO DE LAS PLANTAS (3)El cuerpo de las plantas consiste en el

Sistema Aéreo y en el Sistema RadicularSistema Aéreo. Funciones- Fotosíntesis- Reproducción- Almacenaje- Transporte- Hormonas

Sistema Radicular. Funciones- Anclaje- Absorción- Almacenaje- Transporte- Hormonas

EL CUERPO DE LAS PLANTAS (4)• Tienen dos funciones: fijar la

planta al suelo y absorber agua y minerales. Algunas raíces también acumulan substancias alimenticias (zanahorias, remolachas.

• La superficie de la raíz está cubierta por muchos pelos pequeños que absorben el agua y los minerales (pelos absorbentes).

• Cada raíz está protegida en su extremo por una estructura resistente: la cofia.

RAÍCESSistema de la raíz principal

Raíces laterales

Raíz principal

Meristemoapical

Cofia o pilorriza

DIFERENTES TIPOS DE RAÍCES

Fibrosa Tubercular

AxonomorfaCaulinar

EL CUERPO DE LAS PLANTAS (5)• Mantienen erecta la planta y la

sostienen: función de sostenimiento.

• Transportan substancias a otras partes de la planta.

• Algunos tallos acumulan reservas de agua (cactus) y alimento (patatas).

• Las hojas y las ramas se unen a ellos mediante nudos. La parte entre nodos del tallo son entrenudos.

• Los tallos crecen hacia arriba desde la yema apical o terminal. Las ramas laterales crecen hacia afuera de yemas axilares a lo largo del tallo.

TALLOS

TIPOS DE TALLOS:a) Según el medio

donde crecen:1. acuáticos;2. subterráneos;3. aéreos.

b) Según su consistencia:1. herbáceos;2. leñosos.

c) Según su duración:1. anuales;2. perennes.

EL CUERPO DE LAS PLANTAS (6)

1. La hoja es la parte de la planta donde tiene lugar la fotosíntesis.

2. Una hoja tiene dos partes diferentes: el limbo y peciolo, que une la hoja al tallo.

3. En el limbo podemos distinguir el haz y el envés. El primero mira hacia el sol; en el envés se produce la transpiración a través de los estomas.

4. El nervio central son haces de vasos conductores.

HOJAS

En las hojas tienen lugar tres procesos vitales en la vida de la planta:1. La captura del

CO2 del aire y de las radiaciones solares;

2. La fotosíntesis;3. La

transpiración

FOTOSÍNTESIS:AGUA + SALES MINERALES+ CO2 + LUZ SOLAR g MATERIA ORGÁNICA + O2

El CO2 se recoge por los estomas de la hoja (ver figura arriba a la derecha). Una vez en la hoja, con la ayuda de la luz solar, que es atrapada por la clorofila presente en los cloroplastos de las células del tejido de la propia hoja (parénquima clorofílico), del agua que viene desde las raíces cargada de substancias inorgánicas (que llega hasta las hojas como savia bruta a través de los vasos leñosos o xilema) lo transforman en materia orgánica que debe ser distribuida posteriormente, al resto de la planta como substancias nutritivas (savia elaborada, que se transporta por medio de los vasos liberianos o floema). El oxígeno que se produce es un residuo que la planta puede utilizar en una pequeña parte para su propia respiración celular; la mayor parte del oxígeno producido se devuelve a la atmósfera por medio de los estomas: es el proceso denominado transpiración, que también expulsa el exceso de agua en forma de vapor..

Figuras de I. Romero y M. Romero (2015): Biología

y Geología. Vol: La biodiversidad en el

planeta Tierra. Oxford Educación.

Tipos de hojas

Figura de I. Romero y M. Romero (2015): Biología y Geología. Vol: La biodiversidad en el planeta Tierra. Oxford Educación.

Algunos árboles pierden sus hojas en el otoño: son caducifolios.

Otros árboles conservan todas las hojas a lo largo de todo el año: son perennes.

FLORES (1)•Son los órganos reproductores de las espermatofitas.•Tienen dos partes:

1. La parte reproductora. Está constituida por el estambre (órgano reproductor masculino), y el pistilo (órgano reproductor femenino). Los óvulos se encuentran dentro del ovario. Durante la reproducción, los óvulos entran en contacto con el polen, que se produce en el estambre.

Una Flor.2. y la parte protectora. Es el periantio, que consiste en los pétalos, que forman la corola, y los sépalos, que forman el cáliz.

La flor es la estructura reproductora de las plantas con flores (espermatofitas). La mayoría de las plantas son hermafroditas, lo que significa que tienen tanto órganos reproductores masculinos como femeninos.

No todas las espermatofitas tienen flores hermafroditas, pues también hay plantas con flores unisexuales (con un solo sexo). Así, en algunos casos (sauces, cycas, gingkos, yang tao, acebos,...) hay flores diferentes en cuerpos diferentes; en otros, flores diferentes se encuentran en el mismo cuerpo (hayas, melones, maíces,...). Son respectivamente plantas dioicas y monoicas.

Las flores son extremadamente diversas en tamaño, forma, color etc., lo que les hace ser un buen instrumento para distinguir las plantas.

FLORES (2)

FLORES (3)

Planta de la Papaya mostrando sus flores femeninas y los jóvenes frutos. Se puede ver el polen dorado (9) sobre las anteras.

p

FLORES (4)Flores masculinas

Flores femeninas

Diferentes tipos de flores (masculinas y femeninas) en un mismo cuerpo: maíz (Zea mays), ejemplo de planta monoica.

FLORES (5)

Ejemplos diferentes de plantas diocas con flores masculinas:

1, en Castanea sativa;

2, en Lauris nobilis;

3, in Betula nigra;

4, en Pinus nigra.

1

2

3

4

FLORES (6)

En Betula nigra

En Pinus nigra

Ejemplos diferentes de plantas diocas con flores femeninas.

En Ceratonia siliqua

En Ilex aquifolium

INFLORESCENCIASLas flores no aparecen de forma solitaria en el tallo, sino que suelen estar dispuestas en un modelo de agrupación denominado inflorescencia.Éstas pueden ser:Simples. Todas las flores están reunidas en un modelo idéntico; p.e.: racimo, espiga, umbela, capítulo.Compuestas. Cuando se forma una disposición compleja a partir de otra simple; p.ej. panículo y la umbela compuesta.

PLANTAS: REPRODUCCIÓN (1)• Reproducción asexual. Sólo

está involucrada un individuo (una planta). La gemación de las patatas es un ejemplo.

• Reproducción sexual. Las células sexuales de dos individuos (plantas) diferentes se unen mutuamente para producir un nuevo individuo (planta). Las plantas con flores y los helechos (ver la figura) tienen reproducción sexual.

LAS ETAPAS DE LA REPRODUCCIÓN (1)

1. POLINIZACIÓN. Las plantas con flores utilizan el viento, los insectos, los murciélagos, los pájaros y mamíferos para transferir polen desde el órgano masculino (estambre) a la parte del femenino (conducir aquél hasta el óvulo).

2. FERTILIZACIÓN. El polen alcanza el estigma, penetra éste (formando el tubo polínico) y fertiliza los óvulos dentro del ovario. Tubo polínico.

Formación del tubo polínico.

LAS ETAPAS DE LA REPRODUCCIÓN (2)Polinización anemógama

Dirección del viento

LAS ETAPAS DE LA REPRODUCCIÓN (3)

Polinización por insectos. La abeja, impregnada de granos de polen que se le han ido adhiriendo a su cuerpo, al volar hacia otra flor, podrá dejar parte de esos granos de polen en esa otra planta, propiciando la polinización.

LAS ETAPAS DE LA REPRODUCCIÓN (4)

En resumen: tipos de polinización.

LAS ETAPAS DE LA REPRODUCCIÓN (5)

Figura de I. Romero y M. Romero (2015): Biología y Geología. Vol: La biodiversidad en el planeta Tierra. Oxford Educación.

LAS PLANTAS SIN SEMILLAS• No producen semillas, sino esporas. No poseen flores• Crecen en ambientes húmedos y sombríos: necesitan agua

para reproducirse..• Se incluyen las briofitas (musgos, 1) y las pteridofitas

(helechos, 2) .

2

Dryopteris felis-mas

1

Funaria hygrometrica

BRIOFITAS (1)• Son las plantas más antiguas que

existen.• Han evolucionado a partir de algas

verdes primitivas de hace más de 400 m.a., ocupando los medios subaéreos.

• Carecen de vasos conductores: todas las partes de la planta pueden absorber el agua y las sales minerales.

• Son plantas de porte pequeño (menores de 20 cm.).

• Incluye a las hepáticas y a los musgos.

Lunularia cruciata, un ejemplo de hepática.

Sphagnum centrale, un ejemplo de musgo.

BRIOFITAS (2)• Son plantas no vasculares

muy pequeñas.• No tienen verdaderas

raíces, tallos (cauloides) u hojas (filoides). Se fijan al suelo mediante rizoides.

• Los musgos producen esporas dentro de cápsulas al final de los filamentos (esporofito).

Imágenes de: http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/2bch/B4_INFORMACION/T409_REPRODUCCION/informacion.htm

Esporofito(2n)

Gametofito (1n)

BRIOFITAS(3)

Esporofitos

Los musgos se reproducen por generaciones alternantes. En la primera generación, el gametofito constituye el tapiz verde y hojoso frecuentemente asociado a los musgos. Produce un esperma y un óvulo (los gametos) que se unen cuando las condiciones son adecuadas, creciendo la siguiente generación sobre el mismo gametofito: el esporofito o estructura que produce las esporas.

BRIOFITAS(4)

Los musgos juegan un papel importante en la reducción de la

erosión a lo largo de los cauces, así como en el reciclado del agua y de

los nutrientes en los bosques tropicales entre otros beneficios.

PTERIDOFITAS (1)Las Pteridofitas son la segunda mayor división del reino de las plantas.

Hay 20.000 especies de helechos frente a las cerca de 250.000 plantas con flores existentes hoy.

La mayoría de los helechos son herbáceos, como ocurre con Polypodium virginianum (ver figura).

Dryopteris remota

Polypodium virginianum

PTERIDOFITAS (2)

Sus principales características son:• Son plantas vasculares.• Tienen raíces, tallos y hojas. El tallo se

denomina rizoma y crece horizontalmente en el suelo (con raíces adventicias).

• Las hojas son grandes y se denominan frondes: la hoja es compuesta y cada gran división de tejido laminar que alcanza el raquis se llama foliolos o pinnae (sing., pinna).

• En la pate trasera de los frondes de los helechos llevan las estructuras reproductoras (esporangios, productores de esporas) en abultamientos conocidos como soros.

• Cuando las esporas germinan dan lugar al gametofito, más pequeño: el prótalo.

PTERIDOFITAS(3)

Estructura de un helecho.

Arriba, estructura del prótalo; abajo, embrión de pteridofito surgiendo del

prótalo.

Generación alternante en

los helechos...

PTERIDOFITAS(4)

PTERIDOFITAS (5)Si una espora llega a un lugar con cierta humedad,

• germina dando lugar a un filamento de células.

• este crecimiento concluye con la formación de un prótalo con

- Rizoides, que absorben el agua y las sales minerales del suelo.

- Arquegonios, que producen un óvulo simple (por mitosis);

- Anteridios, que forman esperma nadador hasta el óvulo (de nuevo, por mitosis).

PLANTAS CON SEMILLAHay dos grupos principales: gimnospermas y angiospermas. Ambas producen semillas para reproducirse.

Gimnospermas

Angiospermas (1)

Cicadales (2)

Gingkoales (3)

Coniferales (4)

Gnetales (5)

1 2 3

4

5

GIMNOSPERMAS (1) Como el resto de las plantas superiores tienen raíces y tallo.La mayoría son de hoja perenne: retienen sus hojas con forma de aguja durante un tiempo. Cuando las agujas caen, son rápidamente reemplazadas por otras.

Hojas aciculares de Taxus baccata. (izquierda) y de Abies pinsapo (derecha). Fotografías de

http://www.biolveg.uma.es/Galeria_Fotografica/Practicas_Botanica/Gimnospermas

Son plantas vasculares, cuya característica más importante es que su semilla no se encuentra rodeada por un fruto, sino que

aparece desnuda.

GIMNOSPERMAS (2)Tienen pequeñas e insignificantes flores, que se agrupan en inflorescencias masculinas o femeninas. En el caso de las coníferas (pinos, abetos, etc.) estas inflorescencias tienen forma de conos, de ahí su nombre.En la misma planta existen inflorescencias masculinas e inflorescencias femeninas.Se reproducen mediante semillas no protegidas por un fruto.Durante la polinización (anemófila), los granos de polen (masculinos) caen entre las escamas del cono hasta llegar al óvulo. A medida de que el cono crece, se hace mayor y las semillas producidas se hacen visibles.

Ciclo reproductivo de las gimnospermas.

GIMNOSPERMAS (3)

Flores femeninas del pino de Scots que se convertirán en las piñas del árbol

(conos). La semilla (piñón) se forma en la flor femenina tras la fecundación.

Flores masculinas de Pinus banksiana

Semillas de pino : piñones.

GIMNOSPERMAS (4)

Semillas de gimnospermas: pino (izquierda) y cicas (derecha).

GIMNOSPERMAS (5)

Pinus strobus

Dioon edule

Ephedra viridis

Dioo

n ed

ule e

s un

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adal

de

la c

osta

est

e m

ejica

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Cha

mal

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asad

os y

exis

tían

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l Mes

ozoi

co.

ANGIOSPERMAS (1)Las Angiospermas son plantas vasculares que se reproducen mediante una semilla encerrada en el fruto. Proceden por evolución de Gimnospermas primitivas de hace 140 m.a.Tienen raíces y tallos. Las hojas presentan una gran variedad en su forma, suministrando una herramienta eficaz para su identificación.Muchos son caducifolios: pierden las hojas en invierno. La forma de sus hojas es muy diferente.Es característica de las angiospermas la presencia de flores vivamente coloreadas, capaces de atraer los insectos para facilitar su polinización: la función de las flores es asegurar la fertilización del óvulo y el desarrollo del fruto y las semillas contenidas en él.El fruto se va a convertir en una estructura que protege las semillas y ayuda su dispersión.

ANGIOSPERMAS (2)

Epipactis palustris

Quercus virginiana

Bellis perennis

ANGIOSPERMAS (3)

Del pistilo a la formación del fruto.

Tras la fertilización, las partes protectoras de la flor se secan y se caen: los sépalos, pétalos, estambres y las superiores del pistilo. 1. La base del pistilo, el ovario, crece y engorda transformándose en el fruto.2. La semilla se origina a partir de un óvulo (que contiene la célula huevo fertilizada) que se localiza en el fruto que se está formando.

Formación del fruto y de la semilla. La flor fertilizada se transforma de la siguiente manera:

Etapas de la formación de la semilla

• La célula huevo fertilizada se desarrolla 12 horas después de la fertilización.

• El endospermo de la semilla en desarrollo se vuelve de color blanco lechoso 8 días después de la fertilización. El embrión se desarrolla después de 10 días.

• El endospermo adquiere una apariencia de masa suave 14 días después de la fertilización, y al estadio de masa endurecida 7 días después.

• Al cabo de 25-30 días después de la fertilización, el óvulo madura completamente a la semilla.

ANGIOSPERMAS (4)

ANGIOSPERMAS (5)

Frutos y semillas.

ANGIOSPERMAS (6): TIPOS DE FRUTOS

Figura procedente de Ediciones Santillana en Slideplayer (ver vínculo asociado).

En realidad, los frutos secos no son sino las semillas de frutos carnosos cuyo mesocarpo no es comestible.

En la fotografía superior se muestra precisamente el mesocarpo abierto, durante su maduración, en cuyo interior se encuentra el endocarpo, que contiene la semilla, que es el “fruto seco” que se consume, tal como se aprecia en la fotografía inferior.

Diferentes tipos de frutos: drupas

Aceitunas

Cerezas

Dátiles

Ciruelas

Diferentes tipos de frutos: pomosmembrillo

níspero

peras

Manzanas mostrando su estructura pentacarpelar.

ANGIOSPERMAS (6)• La semilla también

contiene una reserva de alimento: endospermo.

• Ésta se encuentra en los cotiledones. Las plantas con un cotiledón (como en el maíz) y se denominan monocotiledóneas.

• Si tienen dos cotiledones (como las alubias), se denominan dicotiledóneas. Las semillas son una vía de las plantas para ir de un área a otra.

Dispersión. El fruto maduro cae de la planta o libera la semilla para que pueda alcanzar un lugar donde germinar… Para ello deben desarrollar estructuras que faciliten la propia dispersión

ANGIOSPERMAS (7)

LAS PLANTAS Y EL SER HUMANO

• Son importantes en los ecosistemas: proporcionan materia orgánica y liberan oxígeno para la respiración celular de los seres vivos.

• Su papel en la producción de alimentos (agricultura) es fundamental para el ser humano.

• Además, las plantas tienen otros usos:

ALIMENTICIO

ORNAMENTAL

MEDICINALFORESTAL

RECURSO NATURAL

ALIMENTICIO.• FUENTE DE NUTRIENTES: AZÚCARES, PROTEÍNAS, GRSAS INSATURADAS,

VITMINAS.• CEREALES, FRUTAS, HORTALIZAS.

ORNAMENTAL.• CREACIÓN DE AMBIENTES MÁS GRATOS.• PARQUES, JARDINES, TERRAZAS.

MEDICINAL.• PRODUCCIÓN DE SUBSTANCIAS DE USO MEDICINAL.• MEDICAMENTOS Y PRODUCTOS DE HIGIENE.

RECURSOS FORESTALES.• MATERIAS PRIMAS PARA LAS INDUSTRIAS MADERERAS Y TEXTILES.• ÁRBOLES, ARBUSTOS, ETC.

RECURSO NATURAL.· SOPORTE DE RECURSOS PARA TODA LA BIOSFERA.

· DIVERSIDAD DE ECOSISTEMAS Y PAISAJES.

Formaciones vegetales naturales y artificiales

• La gran diversidad de formaciones vegetales naturales, que han sido modificadas por el ser humano.

• Algunas de estas modificaciones han implicado la substitución de áreas forestales por otras:- Cultivos,- Redes viarias,- Urbanizaciones,- Polígonos y áreas industriales

Ecosistemas vegetales españoles

• En España existe una gran diversidad de paisajes vegetales (figura).

• Destacan los robledales, encinares, hayedos, bosques de coníferas, etc.

• Es típica la dehesa.

La dehesa es un bosque mediterráneo (con encinas y alcornoques, entre otros), muy modificados por el hombre

para la explotación agrícola y ganadera.

TEMA 8.EL REINO DE LAS PLANTAS.

• …ESO ES TODO POR EL MOMENTO.