Metafitas con flor_Estructura y organización CRÉDITOS 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 función El 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) Testa y tegmen rasgados Testa Radícula protegida por la caliptra o cofia Zona de meristemo apical

Las plantas con flor: estructura y función El ciclo de vida de una planta La germinación de la semilla (II) Hipocotilo Cotiledones Embrión El embrión crece, sus cotiledones también Primeras hojas verdaderas Las primeras hojas verdaderas Endospermo El embrión y los cotiledones han consumido el endospermo 4 estadios en el desarrollo del embrión de Capsella bursa-pastoris Raíz

Las plantas con flor: estructura y función El ciclo de vida de una planta La germinación de la semilla (III) 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 función El ciclo de vida de una planta La germinación de la semilla (IV) y la fase juvenil coleoptilo maíz radícula Raíces adventicias r 24 horas 48 horas coleoptilo guisante Estas dos germinaciones son hipógeas, de modo que la semilla permanece en el suelo

Las plantas con flor: estructura y función El ciclo de vida de una planta Madurez, senescencia y muerte del esporofito Formación de yemas apicales (ramificación) Formación de flores (disminuye el crecimiento por desviación de recursos hormonales a la formación de estructuras reproductivas) Tipos de Espermatofitas por su senescencia Anuales y bienales: muerte tras floración y fructificación Tipos de Espermatofitas por su floración y fructificación Perennes leñosas: mantienen su estructura durante años Anuales y bienales Perennes (alternancia durante varios años de fases reproductivas y vegetativas) Perennes herbáceas: pérdida de la parte aérea, pero rebrote en primavera

Crecimiento: incremento de biomasa y biovolumen por: Las plantas con flor: estructura y función El 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 o caliptra El agua sigue difundiendo al interior celular

CT de tallo de dicotiledónea Las plantas con flor: estructura y función El 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 Caliptra súber floema CT de tallo de dicotiledónea xilema

Las plantas con flor: estructura y función Histología 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 fundamental Sistema vascular Sistema dérmico

Las plantas con flor: estructura y función Histología vegetal (II) Células oclusivas Estoma 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 Ostiolo Epidermis de la raíz

Las plantas con flor: estructura y función Histología vegetal (III) Paredes celulares Las plantas con flor: estructura y función Histología 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) Esclerénquima Colénquima CT de hoja Parénquima de reserva en zanahoria

Las plantas con flor: estructura y función Histología 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 función La raíz(I) : tipos y estructura externa Xma Fma 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

Las plantas con flor: estructura y función La raíz(II) : tipos y estructura externa Micorrizas Caliptra Raíz de lenteja Epidermis Raíz adventicia Cortex Parénquima Cilindro vascular CT de raíz de zanahoria

Raíz de monocotiledónea Las plantas con flor: estructura y función La raíz(III) : Dicotiledóneas y Monocotiledóneas Médula Raíz de dicotiledónea Raíz de monocotiledónea

Las plantas con flor: estructura y función El tallo(I): tipos y estructuras externa e interna Yema apical 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 Yema axilar Médula Radios medulares Lenticela CT de tallo de dicotiledónea

Anillo anual de crecimiento Las plantas con flor: estructura y función El tallo(II): estructura interna Dicotiledóneas y Monocotiledóneas Parénquima Anillo anual de crecimiento Cambium Xma hacia el interior Fma hacia el exterior Fma hacia el exterior Xma hacia el interior

Las plantas con flor: estructura y función Las 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 Nerviación paralela Vaina envolvente Sin pecíolo Hojas de dicotiledóneas y de monocotiledónea Epidermis del envés de hoja Estomas

Las plantas con flor: estructura y función Las 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 función Las hojas (III): estructura interna Epidermis superior Cutícula (ceras) Células mayores que en epidermis inferior Epidermis inferior 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 función La 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

Transporte activo de soluto de la endodermis al cilindro vascular Las plantas con flor: estructura y función La nutrición (II): Absorción de agua y sales minerales Incremento de la presión hidrostática en el xilema y del volumen hídrico en vacuolas células parénquima 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

Las plantas con flor: estructura y función La 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 función La nutrición (IV): El ascenso de la savia bruta Un proceso combinado: tensión, cohesión, adhesión Vías apoplástica y simplástica Pelo radical Paso del agua por vía apoplástica Paso del agua por vía simplástica Plasmodesmos Las bandas de Caspary detienen el flujo de agua por vía apoplástica Tráqueas del xilema Las bandas de Caspary detienen el flujo de 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 mesófilo Bandas de Caspary de las células de la endodermis Evapotranspiración foliar

Las plantas con flor: estructura y función La nutrición (V): Fotosíntesis Estroma Tilacoides Tilacoides Al TEM Cloroplastos en células de Elodea Estroma Se forman ATP y NADPH lípidos Que comprende el ciclo de Calvin-Benson También denominada fase de Hill aminoácidos CO2 + H2O + energía luminosa  glucosa (C6H12O6) + O2

Savia elaborada = sacarosa + aminoácidos Las plantas con flor: estructura y función La nutrición (VI): El descenso de la savia elaborada Hipótesis de Münch Savia elaborada = sacarosa + aminoácidos Aumento concentración de soluto en floema convierte a xilema vecino en hipotónico: agua xilema pasa a floema, produciéndose un incremento presión hidrostática en floema Parénquima clorofílico = fuentes de soluto Sacarosa pasa de la fuente a la célula acompañante del floema por transporte activo Transporte por el floema = traslocación Sacarosa de la célula acompañante pasa a la célula cribosa (floema) por difusión Soluto del floema desciende gracias a la presión hidrostática Soluto de floema es consumido en raíces Células cribosas del floema se vuelven hipotónicas y agua sale de floema a células vecinas (las del xilema, por ejemplo) Zonas no fotosintéticas (yemas, raíces, flores o frutos) = sumideros

Las plantas con flor: estructura y función La 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