UNIDAD 7 Las plantas con flor: estructura y función.

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1 UNIDAD 7 Las plantas con flor: estructura y función.

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4 El ciclo de vida de una planta Serie de etapas con cambios estructurales y funcionales en diferentes partes de la planta. Germinación y emergencia de la plántula Inicio de la floración

5 El ciclo de vida de una planta La germinación de la semilla Con la semilla el proceso de crecimiento se pone en marcha y, de la semilla, nace el esporófito joven o plántula. El periodo de latencia tiene gran importancia para la vida de la planta, ya que se asegura el crecimiento de la plántula cuando las condiciones sean favorables.

6 El ciclo de vida de una planta La semilla germina cuando las condiciones ambientales son óptimas: –La humedad, permite que el embrión reanude su crecimiento, que la semilla aumente de tamaño y que rompa sus tegumentos. –La temperatura favorece que las enzimas transformen las sustancias nutritivas de reserva en moléculas sencillas. –La aireación proporciona el oxígeno, para que el embrión pueda obtener energía de moléculas como la glucosa.

7 El ciclo de vida de una planta Tipos de germinación. La primera estructura que sale de los tegumentos de la semilla es la radícula, en la que su meristemo apical está protegido por la caliptra. La caliptra es un conjunto de células, en forma de dedal, que la ayuda a penetrar en el suelo.

8 El ciclo de vida de una planta

9 Tipos de germinación. Germinación epigea; los cotiledones de la semilla se colocan por encima del nivel del suelo. El alargamiento del hipocotilo coloca encima del nivel del suelo la yema apical. Se da en la cebolla, la judía…

10 El ciclo de vida de una planta Germinación hipogea; los cotiledones permanecen enterrados, y el alargamiento del epicotilo eleva la yema apical por encima del nivel del suelo. Se presenta en el trigo, maíz, guisante…

11 El ciclo de vida de una planta La fase juvenil, la planta es incapaz de producir flores y experimenta: Elevada velocidad de crecimiento. Se manifiesta por la actividad de las yemas apicales y laterales. Una intensa actividad fotosintética. La fase juvenil puede durar unos días o algunos años.

12 El ciclo de vida de una planta La fase juvenil,

13 El ciclo de vida de una planta El vástago está formado por el tallo y las hojas. Los nudos son zonas del tallo donde se insertan las hojas y las yemas. Un entrenudo es la zona del tallo localizado entre dos nudos.

14 El ciclo de vida de una planta La fase de madurez. En esta fase la planta florece, de algunas yemas del vástago, surgen flores. Hay una disminución del crecimiento, debido a la canalización de recursos para la formación de las flores, frutos y semillas.

15 El ciclo de vida de una planta La fase de senescencia y la muerte Se entiende por envejecimiento un proceso de desarrollo que, en caso de no ser detenido o invertido, conduce a la muerte. La senescencia se muestra de diversas maneras: Algunas plantas mueren después de haber dado flores y frutos Algunas herbáceas pierden sus partes aéreas pero a la primavera siguiente el brote crece de nuevo. Las plantas perennes leñosas mantienen la raíz y el brote vivos durante muchos años. Los frutos, hojas y flores tienen una vida mucho más corta.

16 El crecimiento y la diferenciación. El desarrollo del cigoto para convertirse en embrión, y el de este en una planta adulta, es el resultado de dos procesos: el crecimiento y la diferenciación.

17 El crecimiento y la diferenciación. El crecimiento es un aumento irreversible de tamaño o volumen acompañado de un incremento de masa. Puede producirse por división celular o por dilatación. Por división; primero se multiplican los componentes de la célula, y, luego, esta se divide. Por dilatación; el aumento se produce cuando la célula absorbe agua, y no va seguido de la división celular

18 El crecimiento y la diferenciación. La diferenciación es un proceso por el cual, en las células, unos genes se expresan, mientras que otros permanecen inactivos. Las células que expresan los mismos genes tienen la misma forma y tamaño, desempeñan la misma función, y, normalmente, se agrupan y forman tejidos.

19 El crecimiento y la diferenciación. División celular Diferenciación Crecimiento Crecimiento y diferenciación

20 El crecimiento y la diferenciación. Los tipos de crecimiento de las plantas. Las plantas presentan dos tipos de crecimiento: primario y secundario. Crecimiento primario: provoca un crecimiento en la longitud de la planta, y se produce como consecuencia de la actividad de los meristemos apicales e intercalares. Crecimiento secundario, los meristemos laterales, el cambium y el felógeno, provocan un crecimiento en el diámetro de la planta.

21 El crecimiento y la diferenciación. Crecimiento primario: provoca un crecimiento en la longitud de la planta, y se produce como consecuencia de la actividad de los meristemos apicales e intercalares. Los meristemos apicales se encuentran en las puntas de las raíces y en las yemas del brote. Los meristemos intercalares están situados en los entrenudos y en la base de los nudos.

22 El crecimiento y la diferenciación. En la raíz, se encuentra el meristemo apical, que forma células meristemáticas que, al diferenciarse, originarán los tejidos de la raíz. En la yema terminal del brote, cada primordio foliar crece formando una hoja, una yema y un entrenudo

23 El crecimiento y la diferenciación. Crecimiento secundario, los meristemos laterales, el cambium y el felógeno, provocan un crecimiento en el diámetro de la planta.

24 El crecimiento y la diferenciación.

25 Los tejidos simples y compuestos. Se forman a partir del tejido meristemático. Los tejidos pueden ser simples y compuestos. Simples si están formados por un solo tipo de células y compuestos si están formados por varias clases de células. Simples; parénquima, esclerénquima y colénquima y compuestos; xilema y floema, la epidermis y la peridermis. Los distintos tipos de tejidos se integran para formar los órganos; raíz, tallo y hojas.

26 Los tejidos simples y compuestos.

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33 La pared celular, envoltura rígida que contiene celulosa, a veces lignina. La membrana plasmática está formada por una bicapa lipídica con proteínas que transportan sustancias. El citoplasma formado por el citosol y los orgánulos. El núcleo contiene la información genética y el nucleolo interviene en la formación de los ribosomas.

34 Los tejidos simples y compuestos. Sistemas de tejidos en las plantas. Todos los órganos de la planta se organizan en tres tipos de tejidos; 1.Sistema dérmico; formando la cubierta protectora de la planta, formado por epidermis y peridermis. 2.Sistema fundamental; constituye la mayor parte de la planta, colénquima, esclerénquima y parénquima. 3.Sistema vascular; formado por xilema y floema.

35 Los tejidos simples y compuestos. SISTEMA DÉRMICO Está formado por la epidermis y la peridermis. La epidermis se localiza en aquellas partes que presentan crecimiento primario y la peridermis en las partes que tienen crecimiento secundario.

36 Los tejidos simples y compuestos. La epidermis tapiza el tallo, raíz y las hojas. Está formada por células aplanadas, recubiertas en su parte exterior por una cutícula que favorece la impermeabilización. Entre la epidermis de las hojas y tallo encontramos ESTOMAS. Que cierran o abren un orificio u ostiolo que regula el intercambio gaseoso y la pérdida de agua. Los tricomas o pelos son prolongaciones de la epidermis.

37 Los tejidos simples y compuestos.

38 La peridermis forma la corteza externa de tallos y raíces de determinada edad. Formado por el súber o corcho, cambium suberógeno o felógeno y la felodermis. –El súber sustituye a la epidermies en los tallos y las raíces leñosas. –El felógeno forma el súber hacia fuera y la felodermis hacia dentro –La felidermis es un tejido parenquimático, que puede contener clorofila

39 Los tejidos simples y compuestos. SISTEMA FUNDAMENTAL Constituye la mayor parte de la planta, está formado por colénquima, esclerénquima y parénquima. Colénquima: –Células no lignificadas, se sitúa en zonas de crecimiento y sirve de sostén.

40 Los tejidos simples y compuestos. Esclerénquima: Células lignificadas que proporcionan soporte y refuerzo a las partes de la planta que han dejado de crecer en longitud

41 Los tejidos simples y compuestos. Parénquima Es el tejido más abundante y puede especializarse en parénquima clorofílico o parénquima de reserva. Pudiendo almacenar agua u otras sustancias.

42 Los tejidos simples y compuestos. SISTEMA VASCULAR Está formado por el xilema o tejido leñoso y el floema o tejido liberiano. Se encarga del transporte de sustancias por el interior de la planta. El Xilema está compuesto por: –Tráqueas: Son células en forma cilíndrica, que al unirse forman tubos. No existen tabiques o están perforados. –Traqueidas: Son células alargadas con tabiques oblicuos, siempre provistos de punteaduras. –Células parenquimáticas especializadas en almacenar sustancias. –Fibras para sostener la planta.

43 Los tejidos simples y compuestos.

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45 El Floema está compuesta por: –Células cribosas, carentes de núcleo y que al unirse forman los tubos cribosos. –Células acompañantes, que nutren cada célula cribosa. –Células parenquimáticas, especializadas en alamacenar sustancias. –Fibras y esclereidas como elementos de sostén.

46 Los tejidos simples y compuestos.

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48 Recordad que el xilema transporta la savia bruta y el floema la savia elaborada. Siendo la savia bruta una disolución acuosa de sales minerales y la savia elaborada una mezcla de sacarosa y productos fotosintéticos creados en las hojas de las plantas.

49 La raíz Es el órgano de la planta que crece en sentido opuesto al tallo y que realiza las funciones de absorción y anclaje. Absorben el agua y las sustancias para el desarrollo de la planta. Las conducen hasta el vástago y en algunas especies acumulan sustancias de reserva. Permiten la fijación de la planta a un sustrato.

50 La raíz Raíz axonomorfa, formada por una raíz principal y de una serie de raíces laterales que salen de la misma Raíz fasciculada consta de una raíz primaria que deja de crecer y es sustituida por un sistema de raíces adventicias.

51 La raíz Estructura externa de la raíz. Podemos distinguir tres partes; –Zona de división, dónde se encuentra el meristemo apical protegido por la… –Zona de alargamiento, dónde las células meristemáticas se alargan y comienzan la diferenciación. –Zona de diferenciación, aparecen los pelos absorbentes y las células se diferencian para formar los tejidos fundamentales; …

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54 Estructura interna de la raíz primaria. Aparecen tres capas concéntricas: Epidermis, es una capa muy permeable, que cubre la superficie de las raíces jóvenes. Algunas células forman pelos absorbentes o radicales, cuya función es absorber el agua.

55 La raíz Córtex. Formado por células parenquimáticas de finas paredes. Comprende dos zonas, una extensa y otra interna. Externa; células que acumulan sustancias de reserva y dejan grandes espacios intercelulares para facilitar la circulación del agua y los gases Interna; sus células están recubiertas de una banda cérea ….que ayuda a controlar el paso de sustancias entre el interior y el exterior de la célula.

56 La raíz Cilindro vascular. Formado por el periciclo y el sistema vascular. Periciclo; capa de células parenquimáticas localizada debajo de la endodermis. Sistema vascular, formado por el xilema y el floema, en el cual el xilema se dispone como los radios de una rueda, separados por el floema.

57 La raíz

58 Crecimiento secundario de la raíz. –El crecimiento secundario se debe a los meristemos laterales, el cambium y el felógeno. –El cambium aparece en el cilindro vascular, produce xilema secundario hacia el interior y floema secundario hacia el exterior –Las células del periciclo producen el felógeno, que origina súber o corcho hacia el exterior, y felodermis hacia el interior. –Con la formación de la primera peridermis (crecimiento secundario), el córtex y la epidermis quedan desplazados, mueren y se desprenden.

59 La raíz

60 El tallo El tallo es un órgano vegetativo que suele ser cilíndrico, aunque pierde grosor hacia el extremo superior. Sirve de soporte a los demás órganos y colabora en la conducción de las sustancias. Vamos a estudiar igual que en la raíz, su estructura externa, la estructura interna y el crecimiento secundario del tallo.

61 El tallo Estructura externa del tallo. En el tallo se encuentran las siguientes partes; La yema terminal se encuentra en el extremo del tallo; está formado por el meristemo apical, los primordios de las hojas y por debajo los primordios de las yemas. Los nudos son las zonas donde se insertan los tallos Los entrenudos son los espacios entre dos nudos consecutivos.

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64 Estructura interna del tallo Los sistemas de tejidos forman tres capas; –La epidermis, que posee estomas y está especializada en evitar perder agua por eso presenta una cutícula impermeable. –El córtex, formado, fundamentalmente por parénquima. También puede encontrarse colénquima y esclerénquima. Algunas de estas células pueden presenta cloroplastos. –El cilindro vascular, carece de endodermis (banda de Caspary), la delimitación entre el córtex y los tejidos vasculares no es tan clara como en la raíz. Los tejidos se disponen formando anillos entre la médula y el córtex. Siendo la médula un conjunto de células parenquimáticas que convierten el azúcar en almidón.

65 El tallo

66 Crecimiento secundario del tallo. El xilema y el floema no son capaces de transportar materiales durante un tiempo indefinido, por lo que deben de ser sustituidos. Las células del cambium se dividen y originan Xilema y Floema secundario, que sustituyen a los tejidos transportadores primarios. El felógeno se divide y produce felodermis, hacia el interior y corcho o súber hacia el exterior. El felógeno, la felodermis y el corcho forman la peridermis, que sustituye a la epidermis.

67 Las hojas Son órganos vegetativos aéreos, de crecimiento limitado, que brotan del tronco o de las ramas. Tienen forma laminar para aumentar la superficie fotosintetizadora de la planta. En los cloroplastos realizan la fotosíntesis y en los estomas el intercambio gaseoso, necesario para la fotosíntesis y la respiración celular.

68 Las hojas Podemos diferenciar epidermis superior, mesófilo y la epidermis inferior. La epidermis superior e inferior. Las células epidérmicas carecen de cloroplastos, practicamente transparentes, secretan una cutícula cérea. En la epidermis inferior suelen haber más estomas. El mesófilo, situado entre las dos capas epidérmicas. Está formado por parénquima lagunar y en empalizada.

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71 La nutrición La nutrición de las plantas es autótrofa fotosintética, transforman materia inorgánica en materia orgánica utilizando como fuente de energía la luz solar. Para llevar a cabo la nutrición tienen que realizar un conjunto de procesos; Absorción de agua y sales minerales Transporte por el Xilema Intercambio gaseoso FotosíntesisTrasporte por el Floema

72 La nutrición Macro y micronutrientes. –Macronutrientes, aquellos que se necesitan en grandes cantidades; C, O, H, N, K, P, Ca, Mg y S –Micronutrientes, aquellos que se necesitan en pequeñas cantidades; Cl, Fe, Mn, Cu, Zn, Mo y B La planta toma el C, H, O y N del agua o de los gases atmosféricos, el resto se los proporciona el suelo, en forma de iones o minerales.

73 La nutrición La absorción de agua y sales minerales. –La difusión es el movimiento de moléculas desde una zona de mayor concentración a otra de menor concentración –El transporte activo es el paso de sustancias a través de una membrana en contra de un gradiente de concentración, con gasto de energía. –La ósmosis, una difusión a través de una molécula selectivamente permeable.

74 La nutrición El mecanismo de tensión/cohesión/adhesión. –Tensión; producida por la transpiración. Hace posible que la columna ascienda desde la raíz hasta las hojas de forma ininterrumpida. –Transpiración; es la pérdida de vapor de agua a través del cuerpo de la planta. Se realiza por los estomas. –La cohesión de las moléculas de agua forma columnas dentro de los tubos de xilema. –La adhesión, es la atracción entre las moléculas de agua y las moléculas de las sustancias que componen las paredes de los tubos del xilema.

75 La fotosíntesis Tiene lugar en los cloroplastos, situados en el parénquima en empalizada en el mesófilo de las hojas y también en los tallos herbáceos. Es un proceso que utiliza la energía de la luz solar para formar hidratos de carbono y oxígeno, a partir de dióxido de carbono y agua. n CO 2 + n H 2 O + En. Luminosa (CH2O)n + n O2

76 La fotosíntesis La molécula de (CH 2 O)n representa los hidratos de carbono. –Si en la reacción se parte de tres moléculas de CO 2 y tres de agua, se obtiene un HdC de 3 átomos de Carbono, una triosa. –La unión de dos triosas forma la fructosa –A partir de la frutctosa puedo formar glucosa –Una molécula de fructosa, más una de glucosa forman la sacarosa, componente principal de la savia elaborada.

77 La fotosíntesis Fase luminosa, se produce en los tilacoides de los cloroplastos, a partir de luz solar se obtiene ATP Fase oscura. Se produce en el estroma y a partir de materia inorgánica y el ATP creado en la fase anterior, se forma materia orgánica.

78 La fotosíntesis Con la fotosíntesis, las plantas fabrican su propia materia orgánica y la de casi todos los organismos heterótrofos. Tiene dos fases; –Fase luminosa, las reacciones químicas de esta fase solo se producen cuando la planta se ilumina.

79 La fotosíntesis Se produce en los tilacoides. Están formados por una doble membrana lipídica y una serie de proteínas transmembrana. Estas proteínas forman los FOTOSISTEMAS. Existen dos tipos de fotosistemas, los que captan la luz y los encargados de transportar los electrones.

80 La fotosíntesis

81 Fase luminosa, las reacciones químicas de esta fase solo se producen cuando la planta se ilumina. Los pigmentos absorben la energía luminosa, que se utiliza para formar ATP. La rotura de la molécula de agua en oxígeno y en hidrógeno (2H+ y 2e-)

82 La fotosíntesis La clorofila es el pigmento que permite la fotosíntesis. Es una molécula muy electronegativa y como tal nunca cedería electrones a ninguna molécula. La clorofila presente en el complejo antena de la membrana tilacoidal, por la energía EXTRA recibida de la luz solar, se excita y dos electrones pasan a unos niveles energéticos superiores.

83 Es, en este momento, cuando la molécula de clorofila es capaz de ceder electrones a la segunda molécula transmembrana. Esta segunda a la tercera y ésta a la cuarta proteína de membrana. La última molécula que forma parte de la cadena de transporte cede los electrones a la molécula NADP+

84 La fotosíntesis El NADP+, junto con los electrones que le acaban de ceder y los H+ presentes en el medio, procedentes de la descomposición del agua, forman NADPH. Clorofila Molécula AMolécula BMolécula CNADPH Molécula AMolécula BMolécula CNADPH -2 +2

85 La fotosíntesis Al romperse H2O, aumenta la concentración de protones en el tilacoide. Otra proteína transmembrana, la ATPasa, abre un canal, por el que salen los protones, hasta el estroma. En el estroma hay ADP y Pi, con la salida de H+, produce mucha energía que se acumula en forma de ATP. Recordad que el ATP se queda en el estroma del cloroplasto.

86 La fotosíntesis

87 Fase Oscura. –Las reacciones de esta fase tienen lugar tanto en presencia de luz como en la oscuridad. –El ATP y el NADPH producidos durante la fase luminosa se utilizan para reducir el CO 2 y formar un glúcido de tres átomos de carbono.

88 La fotosíntesis

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90 En la fotosíntesis, consumimos agua, luz y dióxido de carbono y formamos materia orgánica. La materia orgánica (glucosa) se forma a partir de la fijacion del dióxido de carbono en el CICLO de Calvin.

91 La hipótesis del flujo a presión. La glucosa se forma en las hojas. La glucosa junto con el agua forman la savia elaborada. La savia elaborada es transportada por el floema. Se transporta desde los órganos fuentes hasta los sumideros. Se transporta por una diferencia de presión entre fuente y sumidero.(translocación)