Diapositiva 1 - Departamento de Biodiversidad y Biología

11/03/2016
Introducción a la Botánica 2016
14 marzo: Primera clase teórica
•Detalles de organización de la materia
•Definiendo nuestro objeto de estudio
•Introducción a la estructura de las plantas
superiores
Introducción a la Botánica 2016 DBBE FCEyN - UBA
Bienvenidos a Introducción a la Botánica 2016
Teóricas (opcionales): Irene Baroli [email protected]
Lunes y miércoles de 17:30 a 20:30 hs.
Profesores invitados:
Gabriela Amodeo (relaciones hídricas)
David Bilenca (botánica económica)
Pablo Cerdán (fotomorfogénesis)
Gustavo Gudesblat (hormonas)
María Victoria Novas (hongos)
Carlos Vélez (algas)
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Bienvenidos a Introducción a la Botánica 2016
Trabajos Prácticos (obligatorios):
Alicia Burghardt (turno mañana): Mar-Jue 8:30 a 12:30 hs
María del Carmen Zamaloa (turno tarde): Mar-Jue 13 a 17 hs
Carlos Vélez (turno noche): Mar-Jue 17:30 a 21:30 hs
Comienzo martes 29 de marzo,
marzo LABORATORIO C, 3er. piso
Seminarios (opcionales): Vie 14-16 hs ó Vie 18-20 hs
(se puede asistir a cualquiera de los dos turnos)
Comienzo 15 de abril, 7 en total, aula a designar
Visita guiada y TP en el Jardín Botánico
Obligatoria: jueves 23 de junio de 14 a 18 hs
Si hay mal tiempo pasa al lunes 27 de junio
Primera parte: Visita al Jardín e invernaderos con un recorrido
evolutivo, guiada por los docentes del Jardín
Segunda parte: Identificación in situ de plantas incógnita usando los
conceptos aprendidos en la materia
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Condiciones de aprobación Int. Botánica 2016
CONDICIONES PARA APROBAR LA MATERIA:
Aprobar LABORATORIO/TRABAJOS PRÁCTICOS/FINAL (O PROMOCIÓN)
Para aprobar los TRABAJOS PRÁCTICOS se requiere:
1)
tener aprobado el LABORATORIO y
2)
obtener al menos el 50% de la nota en cada uno de los dos parciales teóricos. El
segundo parcial es integratorio respecto del primero. Habrá dos recuperatorios
uno para cada parcial
Para aprobar el LABORATORIO se requiere:
1)
el 80 % de los trabajos prácticos aprobados como mínimo. La inasistencia a un
trabajo práctico se considerará como TP no aprobado.
2)
Aprobación de un trabajo especial.
Para aprobar la MATERIA por promoción se requiere:
1)
tener aprobado el LABORATORIO y
2)
los dos parciales aprobados en primera instancia con 70% de la nota o más en
cada uno.
Los requisitos para acceder al examen final son:
Tener aprobados los TRABAJOS PRÁCTICOS. Nota: quienes hayan promocionado no
pierden el derecho de rendir final.
La página de la materia en el Departamento de Biodiversidad
y Biología Experimental FCEN, UBA
http://www.dbbe.fcen.uba.ar/objetos/introduccion-a-la-botanica-1ercuatrimestre-P120.html
Se publicará:
• información general
• novedades
• cronograma
• programa
• guía de TPs
• filminas de las
teóricas
• notas de exámenes
• otros archivos
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Filminas de las clases teóricas
Se publicarán en la página de la materia con anterioridad a la
fecha de teórica
Se venderán impresas en la fotocopiadora de la planta baja
pabellón 2 (La Copia) el día de la clase
SON UNA GUÍA DE
ESTUDIO
NO REEMPLAZAN
A LOS LIBROS DE
TEXTO
Calendario
Se publica en la página y en la puerta del laboratorio de TPs
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Fechas importantes
• Comienzo trabajos prácticos: martes 29 de marzo
• Primer examen parcial: martes 17 de mayo
• Visita al Jardín Botánico: martes 23 de junio
• Segundo examen parcial: jueves 7 de julio
• Recuperatorios de parciales: jueves 21 de julio
Dinámica de Introducción a la Botánica 2016
Primera parte: Estructura y función de plantas superiores
Morfología y anatomía
Célula vegetal
Procesos metabólicos propios de las plantas
Desarrollo vegetativo de las plantas superiores
Segunda parte: Biodiversidad y evolución
Cianobacterias
Algas
Plantas embriofitas: de musgos a plantas con flores
Desarrollo reproductivo de plantas con semilla
Hongos
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Bibliografía recomendada
Bibliografía básica disponible en la Biblioteca Central:
Otros textos para consulta:
Alexopoulos, CJ et al., 1996, Introductory Micology. Ed Wiley
Bold, HC et al., 1980, Morphology of Plants and Fungi
Evert, RF, 2006. Esau Anatomía Vegetal. 3ra. edición. Ed. Omega
Judd, WS et al., 2002. Plant Systematics: A phylogenetic approach. Ed. Sinauer
Taiz, L y Zeiger, E, 2006. Plant Physiology. Ed. Sinauer Assoc.
Una página web excelente para morfología y anatomía de plantas superiores:
http://www.biologia.edu.ar/botanica/index.html
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•Nabors, MW, 2006. Introducción a la Botánica, Ed. Pearson Educación (también
disponible online (alquiler) en: http://conten.pearson.es)
•Raven, PH; RF Evert y SE Eichhorn, 1992. Biología de las Plantas. Ed. Reverté,
Tomos I y II.
•Raven, PH; RF Evert y SE Eichhorn, 2005. Biology of plants. Ed. WH Freeman & Co
(edición 2013 en pdf, consultar).
•Valla, JJ, 1979. Botánica: Morfología de las plantas superiores. Ed. Hemisferio Sur
La importancia de las plantas
fotosíntesis  alimento
O2
captura de CO2
colonización de ambientes
formadoras de clima
formadoras de suelos
refugio de animales
combustibles fósiles
biocombustibles
textiles: fibras y tinturas
madera
especias, fragancias
aceites industriales
fármacos
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Las plantas y la vida en la tierra
La aparición de la
fotosíntesis hizo
posible la vida tal
como la
conocemos
Raven Biology of Plants 2013
El “reloj” de la vida en
la Tierra
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La clasificación clásica de los seres vivos
Nabors, MW, 2006. Introducción
a la Botánica
Cinco REINOS en base a
características morfológicas:
• Monera (Bacteria, Archaea)
• Protista
• Plantae
• Fungi
• Animalia
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La clasificación de los seres vivos “evoluciona”
Cinco REINOS:
• Monera
• Protista
• Plantae
• Fungi
• Animalia
Eukarya
Bacteria
Tres DOMINIOS
Archaea
(Carl Woese
Woese))
Nabors, MW, 2006. Introducción
a la Botánica
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El árbol filogenético de la vida
linajes = parentescos
Eucariontes
Procariontes
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La clasificación de los organismos eucariontes
Adl SM et al. 2012.The revised classification
of eukaryotes. Journal of Eukaryotic
Microbiology 59: 429-514.
SAR = Stramenopila, Alveolata y Rhizaria
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La clasificación de los seres vivos “evoluciona”…
pero mientras que las relaciones evolutivas (de
parentesco) están en continuo debate…
…las características morfológicas
morfológicas,, fisiológicas y
ecológicas son las mismas
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Definiendo nuestro material de estudio
un alga
Jones et al. (2013) The molecular life of plants
una planta con flor
¿Qué características
comunes tienen?
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Eucariontes fotosintéticos
Ambiente acuático  ALGAS:
Talófitos
Talo: cuerpo sin (o con bajo)
grado de complejidad
anatómica
Plantas terrestres:
Cormófitos
Cormo: cuerpo con alto grado
de diferenciación tisular y
anatómica  órganos con
funciones específicas
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Definiendo nuestro material de estudio
Tres dominios (Carl Woese
Woese,, 1970´
1970´s)
ORGANISMOS FOTOSINTÉTICOS
Eukarya
Dominio Bacteria:
División Cyanobacteria
(bacterias fotosintéticas
aerobias)
Bacteria
Dominio Eukarya
Eukarya::
Reino Protista
Protista:: Algas
Archaea
Dominio Eukarya
Eukarya::
Reino Fungi
Dominio Eukarya
Eukarya::
Reino Plantae
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Las plantas en un contexto filogenético
HELECHOS
BRIOFITAS
GIMNOSPERMAS
ALGAS VERDES
ANGIOSPERMAS
flores
y frutos
semillas
tejidos de
conducción
embrión
gametangios pluricelulares
cloroplasto verde
ANCESTRO COMÚN
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Características que distinguen a las plantas
(terrestres) de otros organismos
En cuanto a su citología:
Son eucariontes: poseen un núcleo que contiene el ADN celular, rodeado
de envoltura nuclear, poseen organelas rodeadas de membranas
Poseen paredes celulares semirígidas formadas principalmente por
celulosa
En cuanto a su modalidad de nutrición:
Son autótrofas: capaces de alimentarse a sí mismas a partir de moléculas
inorgánicas (FOTOSÍNTESIS)
En cuanto a su forma de movimiento:
Están ancladas al sustrato, el “movimiento” es pasivo o por crecimiento
En cuanto a su modo de reproducción:
Presentan alternancia de dos generaciones adultas, una que produce
gametas y otra que produce esporas
La cigota se desarrolla en un embrión protegido por la planta madre
Muchas se reproducen asexualmente
En cuanto a su patrón de desarrollo:
Crecen a lo largo de todo el ciclo vital: crecimiento indeterminado
Las divisiones mitóticas se dan en zonas específicas, los meristemas
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Características que distinguen a las plantas
(terrestres) de otros organismos
Nabors, MW, 2006. Introducción a la Botánica, Ed. Pearson Educación
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Características que distinguen a las plantas
de otros organismos
Nabors, MW, 2006. Introducción a la Botánica, Ed. Pearson Educación
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Una planta angiosperma idealizada
una planta con flor (angiosperma)
hoja
Cormófitas
tallo
raíz
 órganos con funciones
específicas
• raíz
• tallo
• hojas
• flores
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Morfología, anatomía y fisiología
Morfología:
Estructura
(forma) externa
de un organismo
considerado
como un todo
Anatomía:
Estructura y
organización interna
de un organismo,
generalmente
mediante disección
en partes
 unidades
funcionales =
órganos
¿Y la fisiología qué es?
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Morfología, anatomía y fisiología
Morfología:
Forma de las
partes del cuerpo
de la planta, los
órganos: raíz,
tallo, hojas, flores
Anatomía:
distribución de los
tejidos en los
distintos órganos de
la planta
¿Qué es un tejido?
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Relaciones entre estructura y función
células
ANATOMÍA
MORFOLOGÍA
tejidos
órganos
organismo
FISIOLOGÍA
ECOLOGÍA
estructura  función
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Organización del cuerpo de una planta vascular
Plantas
VASCULARES =
tienen tejidos de
conducción bien
diferenciados
Las plantas
vasculares son
EMBRIOFITAS:
Plantas con
embrión
• Embriofitas sin semilla (helechos)
• Embriofitas con semilla desnuda
(Gimnospermas)
• Embriofitas con flor y semilla
protegida en un
fruto(Angiospermas)
• Embriofitas no vasculares (musgos)
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Desarrollo en las plantas
• Desarrollo vegetativo: crecimiento en tamaño,
aumento del número de órganos vegetativos:
raíces, ramas, hojas, reproducción asexual
embrión  planta adulta
• Desarrollo reproductivo: formación de estructuras
específicas para la reproducción sexual (flores,
frutos). El pasaje de estado vegetativo a reproductivo se
llama cambio de fase
planta adulta  planta adulta con flores
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El embrión
Embriofitas plantas con embrión
Embriofitas:
La organización básica de las plantas terrestres ya está presente
en el embrión
embrión
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El embrión
Desarrollo del embrión durante
la maduración de la semilla
Desarrollo de la plántula luego de
la germinación de la semilla
El embrión presenta polaridad
polaridad:
tiene un eje principal de desarrollo longitudinal (basal-apical), cada
polo con un patrón de desarrollo específico:
• La parte basal origina el sistema radical
• La parte apical origina el sistema del vástago
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El embrión
• El embrión contiene los
precursores de los órganos y
tejidos de la planta adulta
• Las zonas de división celular
están confinadas a los
meristemas
• Los meristemas apicales se
encuentran en los ápice del tallo
y de la raíz
cotiledones = hojas embrionarias
meristema
apical del
tallo
hipocótile
radícula
dos sistemas originados en el embrión:
• del vástago (tallo)
• radical (raíz)
meristema
(sub)apical de la
raíz
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Organización del cuerpo de una planta angiosperma
ramificación
hoja
Nabors, MW, 2006. Introducción a la Botánica, Ed. Pearson Educación
Introducción a la Botánica 2016 DBBE FCEyN - UBA
El vástago = tallo = sistema caulinar
Funciones:
• Sostén de órganos
fotosintéticos y de
reproducción
• Transporte de agua y
sales desde la raíz al
resto de la planta
http://webs.uvigo.es/
• Transporte de
productos de la
fotosíntesis desde las
hojas al resto de la
planta
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El vástago = tallo = sistema caulinar
En general es un órgano
aéreo
Geotropismo negativo,
fototropismo positivo
El crecimiento vertical está
dado por la actividad de la
yema apical
Los nudos se disponen a
intervalos regulares
http://webs.uvigo.es/
Las ramificaciones se
originan de manera
exógena (en los tejidos más
próximos a la superficie del
tallo)
Introducción a la Botánica 2016 DBBE FCEyN - UBA
Origen de las ramificaciones del vástago
Las ramificaciones del vástago se originan en yemas axilares
ubicadas en los nudos (en las axilas de las hojas)
El patrón de desarrollo del vástago se repite en las
ramificaciones
Nabors, MW, 2006. Introducción a la Botánica
hoja axilante o
tectriz
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Tipos de ramificación del eje del vástago
Dicotómica: la yema apical se divide en dos y las dos
ramificaciones resultantes son equivalentes
3
3
2
2
1
ramificación
dicotómica
En general, en plantas primitivas
Hyphaene tebaica
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Tipos de ramificación del eje del vástago
Lateral: con un claro un eje central y ramas laterales
• Monopodial: el vástago principal mantiene su yema apical mientras produce
•
brotes laterales de segundo orden  crece de forma indefinida manteniendo
siempre su predominio y posición central.
Simpodial: el vástago principal produce uno o más brotes laterales y deja de
crecer. Su función es sustituída por alguno de los brotes laterales, y así
sucesivamente, de forma que el "tronco" o eje principal está formado por una
sucesión de ejes de distinto orden de ramificación.
Los números
corresponden a
órdenes de
ramificación
monopodial
simpodial
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Ejemplos de ramificación monopodial y
simpodial
simpodial en jacarandá
simpodial en un tallo rastrero
monopodial en un pino
simpodial en Vitis vinifera (vid)
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Modificaciones de los tallos
Tallos rastreros: crecen en posición horizontal,
generan brotes y raíces adventicias
estolón
ejemplo: frutillas, trébol blanco
Ventaja adaptativa frente a la
herbivoría
rizoma
ejemplo: jengibre, lirio
En el rizoma se acumulan
sustancias de reserva
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Modificaciones de los tallos
Tallos no fotosintéticos que acumulan reservas
tubérculo: rizoma de reserva, genera
brotes y raíces adventicias
ejemplo: papa (tienen tallos aéreos, estolones
y tubérculos)
cormo: tallo subterráneo
que acumula reservas
ejemplo: tulipán
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Modificaciones de los tallos
bulbos: tienen un pequeño tallo
disciforme y las sustancias de reserva
se acumulan en las bases foliares
ejemplo: cebolla
en los cactus: tallo fotosintético
aplanado con tejido que acumula
agua (las espinas son hojas
modificadas)
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El sistema radical
La raíz es un órgano en general
subterráneo
Geotropismo positivo,
fototropismo negativo
El crecimiento vertical está dado
por la actividad del meristema,
que es subapical
No existen nudos  Las
ramificaciones se originan a
intervalos irregulares…
meristema
http://www.biologia.edu.ar/botanica/
…y de manera endógena (en los
tejidos más próximos al cilindro
vascular central)
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El sistema radical
Funciones:
• Fijación de la planta al
sustrato
• Absorción de agua y
minerales del suelo y su
transporte hacia el tallo
• Asociación con
microorganismos
benéficos del suelo
meristema
• Almacenamiento de
sustancias de reserva
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Dos sistemas radicales básicos
Sistema alorrizo = sistema radical
primario = raíz pivotante
raíz lateral
raíz principal
• Se origina a partir de la radícula
embrionaria
• Morfología axial: una raíz
principal con ramificaciones
laterales (secundarias)
http://www.efn.uncor.edu/
En gimnospermas y
dicotiledóneas
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Dos sistemas radicales básicos
Sistema homorrizo =
sistema fasciculado = raíz
fibrosa o en cabellera
• No se desarrolla a partir
de la radícula
embrionaria, que muere
 raíces adventicias
http://www.efn.uncor.edu/
En gramíneas y
helechos
• Pueden tener o no
ramificaciones que son
equivalentes
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Adaptaciones de las raíces
Raíz aérea en
una orquídea
epífita: absorbe
agua del aire
Raíz aérea en la hiedra: colabora en
la fijación al sustrato
Raíz fúlcrea
(zancos) en el
maíz: colabora
en la fijación al
sustrato (son
adventicias)
Raíz tabular en árboles tropicales: estabilidad en
suelos poco profundos
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Unidades repetitivas: fitómeros
• El cuerpo de la planta está
formado por módulos
estructurales repetitivos
• En el vástago esas
unidades se denominan
fitómeros
• Las yemas axilares y las
raíces laterales repiten ese
desarrollo modular
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Las hojas
Órganos generalmente
aplanados, situados
lateralmente sobre el
tallo
En conjunto con el tallo
constituyen el vástago
Se originan en el
meristema apical del
vástago o de las yemas
laterales
http://www.biologia.edu.ar/botanica/
Funciones:
• Fotosíntesis
• Transpiración
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Morfología de las hojas
Según la estructura
de la lámina o limbo
raquis
• Simple: lámina
entera
• Compuesta: Lámina
dividida en folíolos
folíolo
lámina
pecíolo
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Modificaciones de la base foliar
El pecíolo puede o no estar
presente
La base foliar puede o no
estar desarrollada
peciolada
Hoja sésil (sin pecíolo) del clavel
http://www.biologia.edu.ar/botanica/
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Venación de las hojas
plurinervadas
Según la disposición
de las nervaduras
(tejido vascular que
se continúa con el del
tallo)
• Uninervadas
• Plurinervadas
paralelinervada
retinervada
palmatinervada
uninervadas
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Morfología de las hojas
Según la forma de la lámina o limbo
http://www.biologia.edu.ar/botanica/
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Morfología de las hojas
Según la forma de la base de
la lámina
Según la forma del ápice de
la lámina
http://www.biologia.edu.ar/botanica/
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Morfología de las hojas
Según la morfología del margen
http://www.biologia.edu.ar/botanica/
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Las hojas durante el desarrollo de la planta:
sucesión foliar
Sucesión foliar
en Delonix regia
http://www.biologia.edu.ar/botanica/
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Filotaxis: disposición de las hojas en el tallo
Las hojas se insertan en los nudos del tallo
El conjunto de hojas inserto en cada nudo constituye un verticilo foliar
Hay dos tipos de disposición: alterna y verticilada
ALTERNA: en cada nudo se inserta una hoja
• dística
dística: las hojas se insertan sobre el tallo, a largo de dos líneas
opuestas
• helicoidal
helicoidal: las hojas están esparcidas sobre el tallo, ordenadas
regularmente sobre una espiral
filotaxis helicoidal
filotaxis dística
http://www.biologia.edu.ar/botanica/
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Filotaxis: disposición de las hojas en el tallo
Disposición VERTICILADA: dos o más hojas se insertan
simultáneamente en cada nudo del tallo
De acuerdo al número de hojas por nudo se denomina:
• decusada u opuesta:
opuesta dos hojas por nudo
• verticilada
verticilada: tres hojas o más en cada nudo
filotaxis verticilada
filotaxis decusada
http://www.biologia.edu.ar/botanica/
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Preguntas de repaso: Morfología vegetal
1.
¿En qué se diferencian las clasificaciones de los organismos en cinco reinos y la
de tres dominios?
2.
¿Cuáles son las diferencias fundamentales entre un organismo vegetal y uno
animal?
3.
¿Qué diferencia hay entre desarrollo vegetativo y desarrollo reproductivo?
4.
¿Qué es un embrión vegetal?
5.
¿Cómo se organiza en cuerpo de una planta superior? ¿Qué son los fitómeros?
6.
¿Es verdad que las raíces en las plantas siempre tienen el mismo origen ? ¿Por
qué?
7.
¿Qué características morfológicas de los tallos, las raíces y las hojas usaría para
describir una planta y diferenciarla de otra?
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