Trabajos Prácticos de Botánica I Archivo
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BOTÁNICA I Guía de Trabajos Prácticos Ingeniería Agronómica Licenciatura en Bromatología Bromatología Cátedra de Botánica Agrícola Facultad de Ciencias Agrarias Universidad Nacional de Cuyo 2014 0 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología BOTÁNICA I Guía de Trabajos Prácticos Coordinadora: Prof. Asociada Iris Edith Peralta Docentes: Mariano Aguilar, Alejandrina Alaria, Pablo Asprelli, María Teresa Gutiérrez, Lucas López, Inés Lorello, Gustavo Maldonado, Elizabeth Mendoza, Alejandro Melis, Pablo Molina, María Sance, Ana Paz Vignoni Cátedra de Botánica Agrícola-Facultad de Ciencias Agrarias-Univ. Nacional de Cuyo 2014 1 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Introducción La Guía de Trabajos Prácticos ha sido elaborada para los estudiantes que se inician en el conocimiento de las plantas. En cada trabajo se incluyen los objetivos, contenidos, una breve introducción sobre los conceptos y conocimientos de los temas, y las actividades que se desarrollarán. También se detallan las tareas que los estudiantes deben realizar como esquemas, diagramas, descripciones, tablas comparativas, etc. Este texto forma parte de los materiales didácticos de la asignatura Botánica I que se complementan con las clases teóricas, las presentaciones visuales y la bibliografía indicada para cada tema. El curso de Botánica I está orientado hacia la capacitación de los estudiantes para comprender, describir e interpretar las estructuras externas (Exomorfología) e internas (Citología, Histología y Anatomía) de las plantas de importancia agronómica y bromatológica, así como también para que logren el empleo del vocabulario adecuado para la caracterización de las formas de las plantas y para la comprensión de la literatura botánica, el desarrollo de un juicio crítico, capacidad de análisis, asociación e integración de los conocimientos. Se espera lograr: Objetivos generales: • Identificar la estructura del cuerpo de las plantas o sus partes en distintos niveles de percepción. • Evaluar el grado de especialización de las plantas o sus partes. • Reconocer morfológica, macroscópica y microscópicamente células, tejidos, órganos y sistemas. • Relacionar la forma con la función. • Reconocer las diferencias y similitudes entre los distintos grupos taxonómicos recurriendo a cualquiera de los métodos de que se vale la Sistemática Filogenética. • Indicar el nivel de importancia agronómica y bromatológica de distintos grupos taxonómicos. • Aplicar caracteres exo y endomorfométricos en la identificación de los grupos taxonómicos. • Adquirir hábitos de trabajo en el laboratorio coherentes con una metodología científicoexperimental. • Resolver problemas simples de aplicación profesional a partir de la información adquirida en la asignatura. • Reconocer los recursos vegetales silvestres y cultivados, con especial referencia a los del centro-oeste árido argentino. • Valorar la diversidad vegetal en relación con la supervivencia del hombre. • Valorar la protección del medio ambiente. • Adquirir una actitud crítico - reflexiva frente a problemas de índole botánica. Objetivos específicos: • Reconocer las estructuras celulares a nivel microscópico, submicroscópico y físico-químico. • Diferenciar la célula vegetal de la célula animal. • Reconocer los tejidos vegetales en base a sus caracteres citológicos. • Captar someramente la relación entre la estructura, función y ubicación de los tejidos en función del ambiente interno y externo a la planta. • Reconocer la configuración anatómica de los diversos órganos de una planta superior. • Comparar el cuerpo de las plantas inferiores y el de las superiores. 2 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología • Distinguir los órganos básicos del cormo y sus modificaciones. • Distinguir el valor específico de la morfología externa de los órganos,en particular de la flor. • Reconocer las principales etapas del ciclo biológico de los principales grupos de plantas. • Reconocer el mecanismo de producción de gametas y el de la fecundación en cada uno de los principales grupos de plantas. • Ubicar filogenéticamente los principales grupos de plantas teniendo en cuenta la extensión del gametofito y del esporofito. • Preparar correctamente material vegetal para observaciones microscópicas. • Utilizar el microscopio con la mayor eficiencia. • Valorar la importancia biológica de la célula como unidad anatómica y fisiológica de los seres vivos. • Valorar la importancia de la citoquímica en la Biología Celular en relación directa o indirecta con la producción de alimentos. Este texto se ha realizado sobre la base de los documentos para actividades prácticas generados en la Cátedra de Botánica Agrícola, durante su larga tradición en la enseñanza de la Botánica en la Facultad de Ciencias Agrarias, y se han incorporado nuevos conceptos e información que ayudan a la realización de las diferentes actividades. Nuestro aporte pretende, no solamente guiar a los estudiantes que se inician en el estudio de las plantas, sino también despertar inquietudes y compromisos en los futuros profesionales sobre la necesidad de la conservación y utilización sostenible de los recursos vegetales, y contribuir también a una formación integral. Prof. Iris Edith Peralta Coordinadora Botánica I Chacras de Coria-Marzo 2014 BIBLIOGRAFÍA DE LECTURA OBLIGATORIA DIMITRI, M.J. 1987. Enciclopedia Argentina de Agricultura y Jardinería, tomo I, 1ra. Ed. 1ra. Reimpresión. ACME, Buenos Aires. DIMITRI, M.J. y E.N. ORFILA, 1985. Tratado de Morfología y Sistemática Vegetal. 1ra. Ed. ACME, Buenos Aires. ESAU, K. 1993. Anatomía de las plantas con semillas. 1ra Ed. 3ra reimpresión. Ed. Hemisferio Sur, Buenos. Aires EVERT, R. F. 2008. Esau. Anatomía Vegetal. Omega, Barcelona, 614 pp. IZCO, J. y cols., 2004. Botánica, 2da. Edición. McGraw-Hill – Interamericana de España. Madrid RAVEN, P., R. EVERT y S. EICHHORN. 1991. Biología de las plantas. 2 tomos. Reverté, Barcelona. 3 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología TRABAJO PRÁCTICO N°1 Cormo. Morfología externa de los órganos de las Fanerógamas. Contenidos: Morfología externa de los órganos vegetativos de las cormófitas. El vástago; las yemas. El tallo; sistemas de ramificación. La raíz; sistemas radicales de las plantas; forma y origen. La hoja; hojas simples y compuestas, filotaxis. Objetivos: Distinguir los órganos básicos del cuerpo de las plantas superiores y sus adaptaciones en relación con el ambiente. Comparar los órganos subterráneos y aéreos en diferentes grupos de plantas: Dicotiledóneas y Monocotiledóneas. El cormo es el cuerpo vegetativo de las Antófitas (plantas con flores), también denominadas Espermatófitas (plantas con semillas) o Fanerógamas (plantas con reproducción sexual visible). El cormo está constituido por tres partes básicas: la raíz, el tallo y las hojas. El tallo y las hojas se conocen con el término colectivo de vástago y conforman la parte aérea de las plantas. El eje principal del vástago da lugar a ejes laterales o ramas, y la raíz principal o primaria origina raíces laterales o secundarias. En las semillas el embrión aparece ya diferenciado en la raíz, denominada radícula o raíz embrional, y vástago que puede tener una o varias hojas, los cotiledones, y la yema caulinar que dará origen al tallo y hojas en la planta. La yema constituye el primordio del vástago, entendiendo por primordio al estado rudimentario de un órgano que empieza a formarse, y que generalmente se encuentra en las axilas de las hojas y en el ápice del tallo y de cada una de sus ramificaciones. En la sección longitudinal de una yema se observa la segmentación del eje en nudos y entrenudos (muy cortos), los primordios foliares lateralmente algo más abajo del ápice, y los primordios de las ramas o vástagos laterales que se desarrollan en las axilas de las hojas jóvenes. La hoja que en su axila lleva el primordio una rama (o sea una yema de brotación) recibe el nombre de hoja tectriz (en el cuerpo vegetativo) o bráctea (en las estructuras florales). Se pueden reconocer diferentes tipos de yemas: Protegidas: por la presencia de hojas modificadas (pérulas o catáfilas) que cubren a la yema y que al comenzar la brotación se desprenden dejando cicatrices muy próximas. Son características de las plantas leñosas caducifolias que pasan una estación desfavorable. Desnudas: carecen de protección. Por su ubicación en el vástago: Terminales: situadas en el ápice de los vástagos. Laterales: a. axilares en la axila de las hojas; b. supletorias, en lugar de una sola yema aparecen varias en la axila de la hoja; c. extra-axilares, yemas desplazadas hacia los lados de las axilas. Adventicias: se ubican en cualquier otra parte del tallo que no sea la axila de la hoja ni el ápice del tallo, también pueden desarrollarse en la raíz y en las hojas. Por su actividad: Dormidas: generalmente situadas en la base de los brotes y permanecen en reposo, pueden desarrollarse luego de una poda o rotura de una rama. Activas: se encuentran en crecimiento. Por los órganos que originan: Florales: producen flores e inflorescencias, también se las denomina fructíferas. Foliares: originan hojas, y Mixtas: dan origen a brotes vegetativos y flores. 4 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Actividades 1. CORMO TÍPICO Observación y dibujo de un cormo típico Material: Indicar en el esquema: Partes de la raíz pivotante: eje principal, raíces primarias y secundarias, ápices radiculares. Cuello, zona de transición entre la raíz y el tallo. Partes del vástago: tallos y hojas, nudos, entrenudos, yemas apicales y laterales, ramificaciones. Inflorescencia y flores. 5 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 2. YEMAS Observación y dibujo de yemas: 2.1 Desnudas Material: Brassica oleracea var capitata (Crucíferas) “repollo liso” Brassica oleracea var gemmifera (Crucíferas) “repollito de bruselas” 2.2. Protegidas por pérulas Material: Populus nigra cv. italica (Salicáceas) “álamo negro o criollo” 6 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 3. VÁSTAGO Observación y dibujo de vástagos 3.1. Crecimiento monopodial (indefinido). Macro y braquiblastos Material: Populus nigra cv. italica (Salicáceas) “álamo negro o criollo” Indicar: Eje principal, nudos, entrenudos largos; ramificaciones laterales, entrenudos cortos; yemas apicales, yemas axilares; hojas, cicatrices de las hojas y cicatrices de las pérulas que permiten indicar los años (o ciclos) de crecimiento de la rama analizada; lenticelas. 7 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 3.2. Crecimiento simpodial (indefinido). 3.2.1. Monocasio Material: Ulmus sp. (Ulmáceas) “olmo” 3.2.2. Dicasio Material: Ligustrum lucidum (Oleáceas) “ligustro” Indicar: la filotaxis opuesta y las dos ramitas que se originan de las dos yemas inmediatamente por debajo de la inflorescencia. 8 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 4. RAÍZ Observación y dibujo de raíces: 4.1. pivotante o axonomorfa Material: poroto 4.2. en cabellera o fasciculada Material: Gramínea 4.3. Ápice de una raíz embrional Material: Zea mays “maíz” (Gramíneas) Realizar un esquema del ápice radicular señalando las siguientes partes: cofia o caliptra, meristema apical, zona de crecimiento y diferenciación, zona de pelos absorbentes, zona suberificada. 9 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 5. HOJA Observación y dibujo de hojas Simples: 5.1.1. Simple, filotaxis opuesta Material: Ligustrum lucidum (Oleáceas) “ligustro” Indicar: filotaxis e inserción en el nudo, yema axilar, pecíolo, lámina o limbo. Forma, ápice, base, margen, nerviación 5.1.2. Simple, filotaxis verticilada Material: Nerium oleander (Apocináceas)”laurel rosa” Indicar: filotaxis e inserción en el nudo, yema axilar, pecíolo, lámina o limbo. Forma, ápice, base, margen, nerviación 5.1.3. Simple, filotaxis alterna Material: Querqus robur (Fagáceas) “roble” Indicar: filotaxis e inserción en el nudo, yema axilar, pecíolo, lámina o limbo. Forma, ápice, base, margen, lobulación, nerviación 5.1.4. Simple envainadora, alterna Material: Indicar: tallo (caña), vaina, lámina o limbo, lígula Nerviación de la hoja. 10 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 5.2. Compuestas 5.2.1. Pinadas Material: Rosa sp. (Rosáceas) “rosa” Indicar: filotaxis e inserción en el nudo, yema axilar, pecíolo, lámina o limbo, folíolos, raquis pimario. Forma, ápice, base, margen, nerviación del folíolo. 5.2.2. Bipinadas Material: Acacia visco (Leguminosas) “viscote” Indicar: filotaxis e inserción en el nudo, yema axilar, pecíolo, peciólulo, lámina o limbo, folíolulo, raquis pimario y raquis secundario. Forma, ápice, base, margen, nerviación del foliólulo. 5.2.3. Palmaticompuesta Material: Indicar: filotaxis e inserción en el nudo, yema axilar, pecíolo, lámina o limbo, folíolos, raquis puntual. Forma, ápice, base, margen, nerviación del folíolo. 5.2.4. Trifolioladas Material: Trifolium repens (Leguminosas) “trébol” u Oxalis articulata (Oxalidáceas) “vinagrillo” Indicar: filotaxis e inserción en el nudo, yema axilar, pecíolo, lámina o limbo, folíolos, raquis puntual. Forma, ápice, base, margen, nerviación del folíolo. 11 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología YEMAS TALLO 12 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología HOJAS: FORMA HOJAS: MARGEN 13 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología HOJAS: ÁPICE HOJAS: BASE E INSERCIÓN 14 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología TRABAJO PRÁCTICO N°2 Flor. Morfología externa de órganos reproductivos de las Fanerógamas. Contenidos: La flor; ciclos y piezas florales. Prefloración. Placentación. Simetría floral. Fórmulas y diagramas florales. Sexualidad de las flores y de las especies. Polinización; tipos Objetivos: Reconocer cada ciclo o verticilo floral y sus piezas. Reconocer las principales variaciones de los ciclos florales. Confeccionar fórmulas y diagramas florales. Clasificar las flores y las especies de acuerdo a su sexualidad. Reconocer los principales tipos de prefloración. Reconocer los principales tipos de placentación. Reconocer los tipos básicos de polinización. La Flor: ciclos y piezas florales La flor puede considerarse como un tallo corto con entrenudos breves o un braquiblasto con crecimiento determinado y con hojas modificadas denominadas antófilos. Los antófilos estériles y los antófilos fértiles o esporófilos se disponen sobre un eje central llamado receptáculo. La flor se inserta con un pedicelo al eje de la inflorescencia. La función de la flor es la reproducción sexual y lograr la continuidad de las generaciones, mediante la formación de semillas y posteriormente de los frutos. Antófilos protectores o estériles: Son las hojas modificadas encargadas en brindar protección a los antófilos fértiles o esporófilos. Normalmente desarrollan variadas formas y colores, y en algunos casos producen aromas que participan en los mecanismos de atracción a polinizadores. Por su posición, formas y colores se distinguen: Sépalos: similares a hojas normales, generalmente verdes y situados debajo de los pétalos, cerrando la flor desde abajo. Cuando la flor está en formación los sépalos encierran y protegen a las partes internas más delicadas. El conjunto de sépalos forman el cáliz. Pétalos: Generalmente mayores que los sépalos, de vivos colores, con función atractiva y veces desarrollan nectarios (glándulas productoras de néctar). El conjunto de pétalos forman la corola. El conjunto de cáliz y corola se denomina perianto. Tépalos: se los denomina así a los antofilos del perianto floral cuando son similares en forma y color, y no están claramente diferenciados los sépalos y los pétalos, y no se distinguen el cáliz y la corola. El conjunto de tépalos forman el perigonio, si los tépalos son similares a sépalos el perigonio se denomina sepaloide o calicino, si los tépalos son similares a pétalos el perigonio se denomina petaloide o corolino 15 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Antófilos fértiles o esporófilos: Son las hojas muy modificadas sobre las que se desarrollan las estructuras productoras de las células sexuales. Estambres o microesporófilos: formados por un filamento unido al receptáculo floral y por la antera. Su función principal es la producción de esporas masculinas (micrósporas). El conjunto de estambres forman el androceo en la flor. Normalmente se disponen en 1 ciclo de estambres alternipétalos (flores tetracíclicas), 1 ciclo de estambres opositipétalos o 2 ciclos de estambres alternipétalos y opositipétalos (flores pentacíclicas) Carpelos o macroesporófilos: Hoja portadora de megásporas (o macrósporas). Se encuentra en el centro de la flor mirada desde arriba. El conjunto de carpelos forman el gineceo de la flor. Si los carpelos están unidos el gineceo es gamocarpelar, y si están separados es dialicarpelar. Diagrama floral La estructura de las flores se puede representar mediante esquemas denominados diagramas florales. Estos se construyen realizando la proyección sobre un plano de las piezas que forman los ciclos o verticilos de una flor en el botón floral. En estos diagramas se representan: la simetría, la disposición y las relaciones mutuas entre las piezas de un ciclo o entre las de ciclos diferentes. Las piezas abortadas se representan mediante cruces y la unión entre antófilos mediante líneas que los unen. El ovario ínfero se suele esquematizar encerrándolo en una circunferencia. Ejemplo del diagrama floral de una flor de una crucífera diagrama floral Descripción de lo representado en el esquema: Flor actinomorfa, hermafrodita, pentacíclica, tetrámera, dialisépala, dialipétala, hipógina, cáliz de prefloración imbricada, corola de prefloración valvar, androceo anisostémono, gineceo (u ovario) súpero, bicarpelar, gamocarpelar, bilocular, placentación parietal. 16 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Formula floral Es una expresión abreviada que utiliza letras, números, signos y símbolos, que sirven para indicar la estructura de una flor. La notación utiliza es la siguiente: Disposición O Cíclica Espiralada Simetría: X Actinomorfa % Cigomorfa Sexualidad Ciclos Hermafrodita ♂ Masculina ♀ Femenina K Cáliz C Corola P Perigonio A Androceo G Gineceo El número de piezas de cada verticilo se indica como subíndice a la derecha de la inicial. Si las piezas de un verticilo se hallan soldadas, se indica encerrando entre paréntesis el número correspondiente. En el caso de coalescencia entre dos verticilos se encierran entre corchetes. Si el ovario es súpero se coloca una línea por debajo del gineceo (G), por encima si es ínfero y si es medio al costado de la inicial. El número de carpelos se indica en el costado inferior derecho del gineceo G, si se trata de un gineceo gamocarpelar (carpelos unidos) se coloca el número entre paréntesis y si es dialicarpelar (carpelos separados) sin paréntesis; también pueden incluirse en el costado superior derecho del gineceo G el número de lóculos y de óvulos. Fórmula floral Descripción de lo representado en la fórmula: OX Flor cíclica, actinomorfa, hermafrodita, heteroclamídea, tetrámera, pentacíclica, dialisépala, dialipétala, hipógina, androceo anisostémono, tetradínamo, gineceo súpero, bicarpelar, gamocarpelar. K4 C4 A2+4 G(2) 17 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Actividades 1- Observar, analizar y dibujar una flor dialipétala, actinomorfa. Material: Señalar y nombrar en el dibujo: Cáliz: Sépalos Corola: Pétalos Androceo: Estambres Gineceo: Carpelos Receptáculo y Pedicelo Completar y nombrar por: Disposición de las piezas florales: Sexualidad: Simetría: el número de piezas de cada ciclo: el número de ciclos: la unión de sus ciclos: el número de estambres: el tipo de androceo: la posición del ovario: el número y unión de los carpelos: el número de lóculos y de óvulos: la placentación: Realizar el diagrama floral y escribir la fórmula floral: 2- Observar, analizar y dibujar una flor gamopétala. Material: Señalar y nombrar en el dibujo: Cáliz: Sépalos Corola: Pétalos Androceo: Estambres Gineceo: Carpelos Receptáculo y Pedicelo Completar y nombrar por: Disposición de las piezas florales: Sexualidad: Simetría: el número de piezas de cada ciclo: el número de ciclos: la unión de sus ciclos: el número de estambres: el tipo de androceo (unión con corola) : la posición del ovario: el número y unión de los carpelos: el número de lóculos y de óvulos: la placentación: Realizar el diagrama floral y escribir la fórmula floral: 18 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 3- Observar, analizar y dibujar una flor cigomorfa. Material: Señalar y nombrar en el dibujo: Cáliz: Sépalos Corola: Pétalos Androceo: Estambres Gineceo: Carpelos Receptáculo y Pedicelo Completar y nombrar por: Disposición de las piezas florales: Sexualidad: Simetría: el número de piezas de cada ciclo: el número de ciclos: la unión de sus ciclos: el número de estambres: el tipo de androceo (por su unión) : la posición del ovario: el número y unión de los carpelos: el número de lóculos y de óvulos: la placentación: Realizar el diagrama floral y escribir la fórmula floral: 4- Observar, analizar y dibujar una flor perígina. Material: Señalar y nombrar en el dibujo: Cáliz: Sépalos Corola: Pétalos Androceo: Estambres Gineceo: Carpelos Receptáculo y Pedicelo Completar y nombrar por: Disposición de las piezas florales: Sexualidad: Simetría: el número de piezas de cada ciclo: el número de ciclos: la unión de sus ciclos: el número de estambres: el tipo de androceo: la posición del ovario: el número y unión de los carpelos: el número de lóculos y de óvulos: la placentación: Realizar el diagrama floral y escribir la fórmula floral: 19 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 5- Observar, analizar y dibujar una flor epígina. Material: Señalar y nombrar en el dibujo: Cáliz: Sépalos Corola: Pétalos Androceo: Estambres Gineceo: Carpelos Receptáculo y Pedicelo Completar y nombrar por: Disposición de las piezas florales: Sexualidad: Simetría: el número de piezas de cada ciclo: el número de ciclos: la unión de sus ciclos: el número de estambres: el tipo de androceo : la posición del ovario: el número y unión de los carpelos: el número de lóculos y de óvulos: la placentación: Realizar el diagrama floral y escribir la fórmula floral: 6- Observar, analizar y dibujar una flor trímera. Material: Señalar y nombrar en el dibujo: Cáliz: Sépalos Corola: Pétalos Androceo: Estambres Gineceo: Carpelos Receptáculo y Pedicelo Completar y nombrar por: Disposición de las piezas florales: Sexualidad: Simetría: el número de piezas de cada ciclo: el número de ciclos: la unión de sus ciclos: el número de estambres: el tipo de androceo: la posición del ovario: el número y unión de los carpelos: el número de lóculos y de óvulos: la placentación: Realizar el diagrama floral y escribir la fórmula floral: 20 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 7- Observar, analizar y dibujar una flor monoclamídea. Material: Señalar y nombrar en el dibujo: Cáliz: Sépalos Corola: Pétalos Androceo: Estambres Gineceo: Carpelos Receptáculo y Pedicelo Completar y nombrar por: Disposición de las piezas florales: Sexualidad: Simetría: el número de piezas de cada ciclo: el número de ciclos: la unión de sus ciclos: el número de estambres: el tipo de androceo : la posición del ovario: el número y unión de los carpelos: el número de lóculos y de óvulos: la placentación: Realizar el diagrama floral y escribir la fórmula floral: 21 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología TRABAJO PRÁCTICO N°3 Inflorescencia Contenidos: Inflorescencia. Órganos constitutivos. Inflorescencias unifloras y plurifloras, simples y compuestas. Sistemas de ramificación, inflorescencias racimosas y cimosas. Inflorescencias compuestas homogéneas, heterogéneas y mixtas. Objetivos: Reconocer los elementos de una inflorescencia. Interpretar los tipos de ramificación racimosas de la cimosas. Identificar y comparar los tipos principales de inflorescencias racimosas y cimosas. Interpretar y reconocer inflorescencias simples y compuestas. Distinguir inflorescencias compuestas homogéneas, heterogéneas y mixtas. INFLORESCENCIA Es un sistema de ramificación que produce flores. Es la disposición de las flores sobre las ramas o en el extremo de los tallos. En general las inflorescencias están conformadas por las siguientes partes: Pedúnculo: es la parte del tallo que soporta al raquis o al receptáculo común. Cuando el pedúnculo crece de un tallo subterráneo se lo denomina escapo. Raquis o eje: es la parte del tallo que lleva flores o inflorescencias simples. Si es corto y ensanchado en forma de plato se llama receptáculo común o clinanto. Pedicelo: es la porción del tallo que sostiene a cada flor. Si el pedicelo es corto o nulo la flor es sésil o sentada. Brácteas o hipsófilos: son las hojas tectrices de las yemas que producen flores o las ramificaciones de las inflorescencias. A veces están ausentes o modificadas y muy desarrolladas y se las denomina espata, típicamente herbácea en la familia Aráceas y leñosa en las Palmeras. En las Gramíneas las brácteas se denominan glumas y glumelas y en las Fagáceas constituyen un involucro. Profilo o bracteola: es la primera bráctea de una rama axilar y se dispone del lado opuesto a la hoja normal. En la inflorescencia del gladiolo la bráctea se ubica en la parte externa y fija sobre el raquis y el profilo se encuentra en la parte interna y entre ambas se desarrolla la flor. CLASIFICACIÓN DE LAS INFLORESCENCIAS Según su ubicación en la axila de las hojas: axilares en el extremo de los tallos: terminales una sola flor : unifloras Según número de flores simples 2 o más flores: plurifloras compuestas 22 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología SISTEMA DE RAMIFICACIÓN DE LAS INFLORESCENCIAS Racimosas: el sistema de ramificación es monopodial, el eje crece indefinidamente y lateralmente se producen yemas florales que se abren a medida que el eje se desarrolla. Los pimpollos apicales o los del centro de la inflorescencia son los últimos en abrirse. La marcha o sentido de la floración es centrípeta desde la periferia hacia el centro, o desde la base hacia el ápice (acrópeto). La inflorescencia es abierta ya que el eje principal no forma una flor terminal. En algunos casos los ejes pueden reanudar el crecimiento vegetativo (ananá, limpiatubo) Cimosas: el sistema de ramificación es simpodial, el eje principal tiene crecimiento limitado y termina en una flor que es la primera en abrir, por debajo de ella nacen ejes secundarios que a su vez rematan en una flor. Cada eje floral termina en una flor (rama florífera). La marcha o sentido de la floración es centrífuga desde el centro hacia la periferia. La inflorescencia es cerrada. Las brácteas aparecen del lado contrario de la rama florífera Las inflorescencias compuestas son más complejas y están constituidas por inflorescencias elementales que pueden seguir el mismo sistema de ramificación que la inflorescencia total (monopodial o simpodial), se las denomina homogéneas cuando la inflorescencia total y la elemental son del mismo tipo (ejemplos: espiga de espiguillas, umbela de umbelas, racimo de racimos, etc) , y heterogéneas cuando la inflorescencia total y la elemental son de diferentes tipos dentro del mismo sistema de ramificación (ejemplos: racimo de espigas, racimo de umbelas, etc). Se denominan mixtas las inflorescencias formadas por elementos racimosos combinados con elementos cimosos (ejemplos: cima de capítulos, racimo de cimas). 23 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 24 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Actividades 1- Observar, interpretar y esquematizar diversas inflorescencias racimosas. Materiales: Esquematizar y señalar las partes de la inflorescencia: pedúnculo, raquis, pedicelos, brácteas, flores Indicar la marcha de floración 25 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 2- Observar, interpretar y esquematizar diversas inflorescencias cimosas. Materiales: Esquematizar y señalar las partes de la inflorescencia: pedúnculo, raquis, pedicelos, brácteas, flores Indicar la marcha de floración 26 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 3- Observar, interpretar y esquematizar inflorescencias compuestas. Esquematizar y señalar las partes de la inflorescencia: pedúnculo, raquis, pedicelos, brácteas, flores. Indicar marcha de floración en la inflorescencia elemental y en la inflorescencia completa 3.1. Homogénea Material: 3.2. Heterogénea Material: 3.3. Mixta Material: 27 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología TRABAJO PRÁCTICO N°4 FRUTO Contenidos: Fruto: conceptos y definición, origen, estructuras. Clasificación de los frutos: monotalámicos y politalámicos; secos y carnosos. Objetivos: Analizar el concepto de fruto en la espermatófitas. Reconocer las estructuras de los frutos y relacionarlas con las de la flor. Identificar y comparar los principales tipos de frutos: monotalámicos y politalámicos, secos y carnosos. FRUTO Hoja carpelar desarrollada después de la fecundación de los óvulos y formación de las semillas ESTRUCTURAS Epicarpo: Es la capa externa que deriva de la epidermis inferior de la hoja carpelar, puede ser membranosa, cerosa, glandulosa ó pubescente. En las flores epíginas está cubierto por el receptáculo y soldado con él. Mesocarpo: Es la transformación del mesófilo de la hoja carpelar, puede ser delgado y seco o desarrollarse por multiplicación de las células parenquimáticas en los frutos carnosos. Endocarpo: Deriva de la epidermis superior de la hoja carpelar. Constituye la parte interna que rodea a las semillas. Consta de una ó más capas de células. Puede ser carnoso (uva), esclerificado y formando el cuerpo duro protector de las semillas (durazno). En los citrus del endocarpo se originan los pelos jugosos que llenan el lóculo y forman la parte suculenta de los frutos. Receptáculo: En numerosos frutos es acrescente y contribuye a modificar su estructura. Cuando el receptáculo está adherido al pericarpo y forma una sola cobertura como en los frutos de la castaña y el roble, al conjunto se denomina cáscara. Cuando el receptáculo cubre los carpelos como en la manzana se lo denomina clamidocarpo. Induvias: Partes de la flor que persisten en el fruto, sin ser concrescentes con él. Cáliz: en muchos frutos es persistente, como en la manzana y en la granada. En ciertas especies puede ser acrescente con el fruto y lo cubre como en Physalis. En las Nictagináceas la base del cáliz se transforma en un cuerpo duro y globoso denominado antocarpo. Glumas y Glumelas: Las glumas o más frecuentemente las glumelas persisten y en algunos casos encierran al cariopse (fruto de las gramíneas). Involucro: Ciertas flores poseen un verticilo protector de origen foliar que las envuelve y persiste en el fruto, es el involucro. En el roble en forma de cúpula, con forma de cartucho en las avellanas, o con forma de erizo espinoso en las castañas. 28 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología CLASIFICACIÓN DE LOS FRUTOS POR SU ORIGEN simples: gineceo unicarpelar o pluricarpelar gamocarpelar (sincárpico) MONOTALÁMICOS compuestos: gineceo pluricarpelar dialicarpelar (apocárpico) (1 sóla flor) POLITALÁMICOS infrutescencias (varias flores) CLASIFICACIÓN POR LA CONSISTENCIA Y LA DEHISCENCIA A LA MADUREZ derivados de ovario súpero: baya, drupa, hesperidio, conocarpo CARNOSOS derivados de ovario ínfero: baya, pomo, pepo, drupa involucrada, balausta derivados de ovario súpero: aquenio, sámara, cariopse legumbre indehiscente, lomento indehiscentes SECOS derivados de ovario medio: cinorrodon derivados de ovario ínfero: cipsela, esquizocarpo, nuez derivados de ovario súpero: legumbre, folículo, silicua, cápsula dehiscentes derivados de ovario ínfero: diplotegia 29 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Actividades FRUTOS SECOS 1. Observar, interpretar, esquematizar y comparar frutos secos indehiscentes, provenientes de ovario súpero, con el pericarpo no soldado a la semilla y uniseminados. 1.1. Aquenio: Material: Platanus x acerifolia (Platanáceas) “plátano” Señalar: pericarpo, pelos y semilla 1.2. Sámara: Material: Acer negundo (Aceráceas) “arce” Señalar: pericarpo expandido (ala) y semilla 2. Observar, interpretar, esquematizar y comparar frutos secos indehiscentes, provenientes de ovario súpero, con el pericarpo soldado a la semilla y uniseminados. 2.2. Cariopse Material: Triticum aestivum (Gramíneas) “trigo” Señalar: pericarpo y semilla 3. Observar, interpretar, esquematizar y comparar frutos secos indehiscentes, provenientes de ovario súpero, con el pericarpo no soldado a la semilla y pluriseminados. 3.1. Legumbre indehiscente Material: Arachis hipogea (Leguminosas) “maní” Señalar: pericarpo, placentación y semillas 30 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 3.2. Lomento Material: Prosopis chilensis (Leguminosas) “algarrobo chileno” Señalar: pericarpo, placentación, artejos y semillas 4. Observar, interpretar, esquematizar y comparar frutos secos indehiscentes, provenientes de ovario medio. 4.1. Cinorrodon Material: Rosa sp. (Rosáceas) “rosa” Señalar: receptáculo, induvias, aquenios. 5. Observar, interpretar, esquematizar y comparar frutos secos indehiscentes, provenientes de ovario ínfero, con el pericarpo no soldado a la semilla. 5.1. Nuez Material: Quercus suber (Fagáceas) “alcornoque” Señalar: involucro de brácteas, “cáscara” es decir el receptáculo unido al pericarpo, y la semilla. 5.2. Cipsela Material: Helianthus annuus (Compuestas) “girasol” Señalar: “cáscara” es decir receptáculo unido al pericarpo, y la semilla. 31 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 5.3. Esquizocarpo Material: (Umbelíferas) Señalar: carpelos o mericarpos. . 6. Observar, interpretar, esquematizar y comparar frutos secos dehiscentes, provenientes de ovario súpero, pericarpo no soldado a la semilla y pluriseminados. 6.1. Legumbre típica Material: Leucaena leucocephala (Leguminosas) “leucena” Señalar: nervio medio del carpelo, línea de sutura (placenta), placentación, semillas Indicar el número de carpelos: 6.2. Folículo Material: Brachychiton populneum (Esterculiáceas) “braquiquito” Señalar: nervio medio del carpelo, línea de sutura (placenta), semillas Indicar el número de carpelos: Material: Magnolia grandiflora (Magnoliáceas) “magnolia” Señalar: nervio medio del carpelo, línea de sutura, semilla Indicar el número de carpelos 32 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 6.3. Silicua Material: Diplotaxis muralis (Crucíferas) “mostacilla” Señalar: carpelos (valvas), lóculos, replum, placentación, semillas (una o dos hileras por lóculo) Indicar el número de carpelos: 6.4. Cápsula Material: Catalpa bignonioides (Bignoniáceas) “catalpa” Señalar: pericarpo, carpelos (valvas), lóculos, placentación, semillas Indicar el número de carpelos: Material: Señalar: pericarpo, carpelos (valvas), lóculos, placentación, semillas Indicar el número de carpelos: 7. Observar, interpretar, esquematizar y comparar frutos secos dehiscentes, provenientes de ovario ínfero, pericarpo no soldado a las semillas. 7.1. Diplotegia Material: Eucaliptus sp. (Mirtáceas) “eucalipto” Señalar: receptáculo y valvas de los carpelos 33 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología FRUTOS CARNOSOS 8. Observar, interpretar, esquematizar y comparar frutos carnosos monotalámicos 8.1. Baya Material: Solanum lycopersicum (Solanáceas) “tomate” Material: Vitis vinífera (Vitáceas) “vid” Material: Persea americana (Lauráceas) “palto” Señalar: epicarpo, mesocarpo y endocarpo, carpelos, lóculos, placentación y semillas 8.2. Hesperidio Material: Citrus sinensis (Rutáceas) “naranjo dulce” Señalar: epicarpo, mesocarpo y endocarpo, carpelos, lóculos, pelos jugosos, placentación y semillas 34 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 8.3. Drupa Material: Prunus persica (Rosáceas) “duraznero” Señalar: epicarpo, mesocarpo y endocarpo, placentación, semilla 8.4. Pomo Material: Malus domestica (Rosáceas) “manzano” Señalar: induvias, clamidocarpo, epicarpo, mesocarpo y endocarpo, carpelos, lóculos, placentación y semillas 8.5. Pepo o Pepónide Material: Cucurbita pepo var. zapallito (Cucurbitáceas) “zapallito italiano” Cucurbita maxima var. zapallito (Cucurbitáceas) “zapallito redondo del tronco” Señalar: clamidocarpo, epicarpo, mesocarpo y endocarpo, carpelos, lóculos, placentación y semillas 35 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 8.6. Conocarpo (fruto compuesto) Material: Fragaria x annanassa (Rosáceas) “frutilla” Señalar: pedúnculo, induvias (cáliz acrescente), receptáculo carnoso, aquenios 9. Observar, interpretar, esquematizar y comparar frutos carnosos politalámicos 9.1. Sorosio Material: Ananas comosus (Bromeliáceas) “ananás” Señalar: brácteas, eje común, frutos, brote vegetativo 9.2. Sicono Material: Ficus carica (Moráceas) “higuera” Señalar: receptáculo común, aquenios, opérculo 36 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología TRABAJO PRÁCTICO N°5 MODIFICACIONES DEL CORMO Contenidos: Principales adaptaciones del cormo típico. Homología y analogía de los órganos vegetales. Morfología externa de las principales adaptaciones o modificaciones de los órganos: raíz, vástago, tallo y hojas. Objetivos: Analizar los conceptos de adaptaciones del cormo y su relación con los factores ambientales. Reconocer la morfología externa de las principales adaptaciones o modificaciones de los órganos: raíz, vástago, tallo y hojas. Establecer comparaciones entre estructuras homólogas y análogas en los órganos normales y los modificados en relación a las funciones. Las transformaciones o modificaciones de los órganos que forman el cormo surgen como respuesta a distintos factores del ambiente donde se desarrollan. Las plantas pueden crecen en un rango o intervalo de variación ambiental denominado amplitud ecológica, y es característico de cada especie. La amplitud depende de los procesos de adaptación desarrollados durante la historia evolutiva de la especie. Una adaptación puede definirse como una modificación de un organismo, o de sus caracteres, que lo hacen más ajustado a un ambiente en particular o hábitat. Las adaptaciones pueden ser adquiridas durante el ciclo de vida de un individuo, denominada adaptación fisiológica, o ser hereditarias y controladas por el genotipo, llamada adaptación evolutiva o metamorfosis, que se generan bajo la influencia de la selección natural y son transmitidas de generación en generación. Una especie es generalista cuando es tolerante a un amplio rango de variación ambiental y puede sobrevivir mejor a cambios en su propio hábitat. En cambio los organismos muy especializados tienen un rango ambiental más restringido y tienen pocas posibilidades de sobrevivir a cambios abruptos en su ambiente, pero pueden tener mucho éxito en su residencia ecológica particular. Cada especie tiene una determinada residencia ecológica o nicho ecológico que puede ser amplio y abarcar una gran variedad de ambientes (especies eurioicas) o tener un nicho estrecho y las especie restringe su desarrollo a lugares de ambientes muy definidos (especies estenoicas). HOMOLOGÍA Y ANALOGÍA El plan fundamental de organización del cormo sufre modificaciones con el fin de adaptarse a los diferentes factores del ambiente. Debido a que estas adaptaciones pueden suceder en órganos fundamentales (tallo, raíz, hojas) y éstos adquieren configuraciones y funciones muy distintas que pueden explicarse sobre la base de las homologías y analogías. 37 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Órganos homólogos: son aquellos que tienen un mismo origen pero diferente función. Por ejemplo un pétalo, un estambre, una catáfila de cebolla, un hipsofilo, un cotiledón, son todas hojas modificadas pero que tiene su origen en la yema vegetativa y al desarrollarse cumplen diferentes funciones: protección, producción de polen, reserva de sustancias alimenticias, etc. También son homólogos un zarcillo caulinar o una espina caulinar ya que tienen el mismo origen y son tallos modificados que cumplen diferentes funciones. En las homologías si bien tienen un mismo origen que responde a un modelo básico de organización, ocurre una divergencia evolutiva. Órganos análogos: son aquellos que tienen diferente origen pero cumplen la misma función y tienen aspecto o formas semejantes. Por ejemplo las raíces engrosadas de la batata y los tubérculos que son tallos modificados de la papa, cumplen la misma función de almacenar sustancias de reservas (almidón) pero su origen es muy distinto. Lo mismo sucede con un zarcillo caulinar (zapallo) y un zarcillo foliar (arveja): tienen diferente origen pero igual función. En todos estos ejemplos ocurre una convergencia evolutiva. Los factores ambientales más relevantes a los que deben adaptarse los organismos vegetales son: agua, temperatura, luz, sustrato y disponibilidad de nutrientes. AGUA 1. Hidrófitas o plantas acuáticas Son plantas adaptadas a ambientes acuáticos, normalmente desarrollan en sus tallos y hojas parénquimas con grandes espacios intercelulares que almacenan aire lo cual les permite aumentar la flotabilidad y posibilitan la difusión de gases en el interior de la planta. Las paredes de la epidermis del vástago sumergido desarrollan una cutícula muy delgada que posibilita la entrada del aire, agua y sales. Esta difusión es muy lenta y las hojas sumergidas a menudo están divididas en finos segmentos para aumentar la superficie de contacto. El tejido epidérmico generalmente carece de estomas y pelos (tricomas), el tejido de conducción xilemático está reducido o a veces falta por completo, los tejidos de sostén son poco desarrollados en las plantas sumergidas y flotantes. Las hidrófitas se clasifican en: Sumergidas, también conocidas como plantas de pecera (especies del género Elodea). Flotantes, crecen en río y lagos y son arrastradas por las corrientes. Ejemplos de plantas flotantes son los camalotes (género Eichhornia), las ninfeas y los irupés típicos de los ríos de la Mesopotamia, algunas carecen de raíces como algunas “lentejas de agua” (género Wolffia). Palustres, crecen en las orillas de los ríos, arroyos y lagos, algunas desarrollan sus órganos subterráneos en el lodo con poco contenido de oxígeno y generan raíces caulógenas que emergen del suelo, se las denomina raíces respiratorias o neumatóforos y toman el aire por medio de poros llamados neumátodos (análogos a las lenticelas) y lo conducen a través de un sistema continuo de espacios intercelulares hasta las partes subterráneas como ocurre en los mangles (Rhizophora mangle) y el ciprés calvo (Taxodium dischitum). 38 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 2. Higrófitas Son las plantas que viven en una atmósfera saturada de humedad y en un suelo con abundante agua. El sistema de raíces y los tejidos de conducción están poco desarrollados. Las higrófitas presentan estructuras particulares para favorecer la transpiración como hojas grandes, de láminas delgadas, glabras (sin pelos), estomas más o menos sobreelevados en la epidermis y las cutículas delgadas. La parte media de las hojas (mesófilo) tiene pocos estratos de células y amplios espacios intercelulares. Frecuentemente se desarrollan hidátodos, estructuras que permiten eliminar el agua líquida en forma activa (género Pothos). Las plantas higrófilas crecen en las selvas lluviosas principalmente en el sotobosque. 3. Xerófitas Son las plantas de los ambientes secos, capaces de soportar períodos de sequía en alguna etapa de su ciclo de vida. Poseen diversas estructuras que dificultan la pérdida del agua o bien que les permiten acumularla. Frecuentemente desarrollan largas raíces para captar el agua de las capas freáticas más profundas del suelo como el algarrobo dulce (Prosopis flexuosa) que pueden crecer hasta 20 metros de profundidad. Las hojas de las xerófitas son pequeñas y coriáceas, con desarrollo de tejidos de esclereidas y fibras en el mesófilo. Las cutículas de las células epidérmicas son gruesas y compactas y a menudo se depositan ceras y resinas que evitan aún más la transpiración como en las jarillas (género Larrea), la epidermis es pluriestratificada con varias capas de células. Los estomas sueles estar hundidos en la epidermis o ubicados dentro de criptas y protegidos por pelos de manera que se establece un espacio de aire estacionario con bajo déficit de saturación de aire como ocurre en el laurel rosa (Nerium oleander). Otras estrategias para evitar la pérdida de agua en la reducción de la superficie de transpiración, algunas especies se desprenden de sus hojas en los períodos críticos como el llaullín (Lycium tenuispinossum), o producen el enrrollamiento de sus hojas como en las especies de Gramíneas de las zonas áridas. En algunas especies las hojas se reducen a escamas como en el género Ephedra, y en la casuarina (Casuarina cunninghamiana). El menor tamaño de las hojas en las xerófitas hace que haya una reducción de la tasa fotosíntetica y en algunas especies se desarollan parénquimas asimiladores en los tallos que permanecen verdes aunque presenten crecimiento secundario como en el chañar (Geoffroea decorticans) y en el chañar brea (Cercidium praecox). Además de la reducción de las hojas en algunas especies se produce el aplanamiento de los tallos verdes con una mayor capacidad de asimilación. Se los denomina filoclados, que son braquiblastos aplastados con aspectos de hojas (géneros Ruscus y Asparagus). Otra adaptación son los cladodios, que son macroblastos aplastados y fotosintetizadores típicos de las Cactáceas. Los filodios son pecíolos ensanchados y laminares que sustituyen al limbo de la hoja en sus funciones como ocurre en las acacias y eucaliptos de las zonas áridas australianas. En algunas especies se desarrollan pecíolos alados que son prolongaciones de la lámina como en los cítricos (género Citrus). 39 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología La espinescencia se refiere a la formación de órganos punzantes. Estas estructuras son frecuentes en los xerófitos pero también pueden aparecer en plantas no xerófitas como defensa contra herbívoros y también en plantas trepadoras. En las Cactáceas las espinas pueden servir para retener el agua del rocío o de la niebla contribuyendo a equilibrar la economía hídrica. Espinas: son estructuras duras y punzantes que provienen de la transformación de una rama, es decir son espinas caulinares como en el piquillín (Condalia microphylla) donde los braquiblastos son espinosos. Las espinas también son de origen foliar como en las Cactáceas y en las especies del género Berberis, o de transformación de las estípulas foliares como en las acacias y algarrobos, y en casos muy raros se generan en las raíces (palmeras del género Acanthorriza). Aguijones: Son estructuras punzantes que se generan en tejidos superficiales y pueden desprenderse con facilidad como en el rosal (Rosa sp) y en el palo borracho (Ceiba speciosa) Los xerófitos tienen también dispositivos que les permiten acumular agua en los períodos favorables de lluvias y la reservan en los tejidos parenquimáticos acuíferos para la época de sequía. Estos tejidos se desarrollan en las plantas de consistencia carnosa-jugosa por lo que comúnmente se las llama crasas, suculentas o carnosas como en las especies de las familias Cactáceas, Crasuláceas y en algunas Euforbiáceas. Las plantas en cojín o en placa también están adaptadas tanto a la escasez de agua como a las bajas temperaturas y vientos constantes como las que crecen en los ambientes andinos de la Puna y en las altas montañas y también en la Patagonia. Son plantas con tallos muy cortos y densamente ramificados con hojas reducidas, arrosetadas y comúnmente con espinas como en las especies de los géneros Adesmia, Laretia, Mulinum, etc. TEMPERATURA La temperatura y la disponibilidad de agua son factores ambientales que normalmente actúan en forma combinada y es difícil establecer si las modificaciones se deben a un factor u otro. Las plantas deben adaptarse al ritmo de las variaciones climáticas y por lo tanto también varía su ritmo fisiológico. Por ejemplo en las regiones como la nuestra que presentan inviernos fríos, muchas plantas leñosas pierden la totalidad de su follaje (plantas caducas) y suspenden las circulación de la savia en otoño-invierno, sus yemas están protegidas por pérulas para preservar a los delicados meristemas apical que continuarán el desarrollo del vástago cuando las temperatura sean adecuadas para la brotación de las yemas. En otras regiones en la época de primavera-verano las temperaturas son altas y las lluvias intensas y en otoño-invierno las temperaturas bajan y también son escasas las lluvias. En las plantas herbáceas perennes la parte aérea muere al llegar el invierno y pasan la época fría en órganos subterráneos que tienen las yemas de renuevo, éstas brotan cuando las condiciones de temperatura, luz y agua son las adecuadas y utilizan las sustancias energéticas que se han elaborado y almacenado en el período vegetativo precedente. Por la gran riqueza de las sustancias orgánicas que los órganos almacenadores acumulan son de gran valor alimenticio y han sido domesticados para ser incorporados a la dieta humana. 40 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Los órganos fundamentales de los cormófitos que almacenan reservas son: raíces napiformes, raíces tuberosas, tubérculos, bulbos y rizomas. Raíces napiformes: son las raíces principales o axonomorfas que se han engrosado y transformado en órganos de reserva. Son raíces embrionales es decir que se desarrollan a partir de la radícula. En algunos casos estos órganos pueden ser heterogéneos porque en su constitución también suele desarrollarse parte del hipocotilo, que es la porción del tallo por debajo de los cotiledones. La zanahoria (Daucus carota), la remolacha (Betta vulgaris) y el rabanito (Raphanus sativus) son ejemplos típico de raíz napiforme con engrosamiento de parte del hipocotilo. Raíces tuberosas: provienen de las raíces adventicias globosas y ovoides de crecimiento limitado y generalmente no ramificadas como en la mandioca (Manihot sculenta) y la batata (Ipomoea batatas). Tubérculos: son tallos engrosados de crecimiento limitado y que acumulan sustancias de reserva. Se consideran dos tipos: Tubérculos aéreos: en el caso de un engrosamiento de la zona del hipocotilo se los denomina tubérculos hipocotíleos como en el rabanito (Raphanus sativus), la remolacha (Betta vulgaris). En los tubérculos caulinares el engrosamiento ocurre en partes más elevadas del tallo por encima de los cotiledones como en el colinabo (Brassica oleracea var. gongylodes). Tubérculos subterráneos: el ejemplo típico es el de la papa (Solanum tuberosum) que se forma por el engrosamiento del extremo de un estolón (algunos autores lo consideran un rizoma). En el tubérculo de papa se llaman “ojos” a los nudos que poseen yemas y catáfilas reducidas y prontamente caedizas, que indican la posición de los nudos en el tallo de crecimiento plagiótropo. La papa cultivada desarrolla varios tubérculos cercanos a la planta, en las especies silvestres de papa los tubérculos se forman lejos de la planta madre como una estrategia de reproducción. El cultivo de la papa se realiza por multiplicación vegetativa o clonal de los tubérculos. En el gladiolo (Gladiolus communis) se produce un engrosamiento en la base del corto tallo vertical. Bulbos: los tallo son muy cortos con nudos muy próximos y protegidos por hojas escamosas o bases foliares engrosadas y carnosas que acumulan sustancias de reserva. Todos los bulbos son subterráneos y ortótropos. El tallo modificado se denomina disco o platillo del cual nacen numerosas raíces adventicias. Se consideran dos tipos: Bulbos tunicados: donde las bases foliares de las hojas son envainadoras y rodean completamente al tallo, como en la cebolla (Allium cepa), que es un bulbo simple, y en el ajo (Allium sativum), en este último caso cada “diente” es un bulbo tunicado simple que se forma de una yema lateral y la “cabeza” es el conjunto de bulbos por eso se lo llama compuesto. Bulbos escamosos: las catáfilas son cortas y se van superponiendo por los bordes (en forma imbricada) como las escamas de un pez. Este tipo de bulbo se desarrolla en el tulipán (Tulipa gesneriana) y en las azucenas (género Lilium). 41 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Existen especies que desarrollan sus bases foliares abrazando al tallo como ocurre en el hinojo (Foeniculum vulgare) y otras especies de la familia de las Umbelíferas, pero no se las considera bulbos. Rizomas: son tallos subterráneos, ramificados, reservantes, y generalmente alargados, de entrenudos cortos y catáfilas, o a veces sólo con la cicatrices dejadas por estas últimas. Las raíces adventicias se desarrollan en los nudos, y las yemas subterráneas originan a los vástagos aéreos. Los rizomas pueden tener un crecimiento de tipo monopodial donde las yemas apicales prolongan el rizoma y las laterales los vástagos aéreos como en el sorgo de alepo (Sorghum halepense). En los rizomas de crecimiento simpodial definido las yemas apicales son las que originan los vástagos aéreos y las laterales prolongan el rizoma como en la achira (Canna indica) y la caña de castilla (Arundo donax). Las siguientes modificaciones del vástago no necesariamente deben vincularse con el factor temperatura, se tratan aquí para compararlas con las otras adaptaciones. Estolones: son ramificaciones, generalmente delgadas en diámetro, de entrenudos largos y crecimiento plagiótropo que se originan en los nudos basales de un eje primario. Generalmente carecen de catáfilas o son muy reducidas y no son reservantes. Los estolones pueden ser rastreros (aéreos) o desarrollarse bajo tierra (subterráneos) y emiten raíces adventicias en los nudos como en la chépica (Cynodon dactylon) Cuando mueren las porciones intermedias desarrollan nuevos individuos y de esta manera se reproducen agámicamente como en la frutilla (Fragaria x ananassa), en la violeta (Viola odorata) y en las mentas (género Mentha). Tallos rastreros: crecen apoyándose contra el suelo y si echan raíces se los denomina radicantes como en el trébol blanco (Trifolium repens) y si no emite raíces se los llama decumbentes como en muchas especies de Gramíneas. LUZ Las plantas también tienen una organización particular en la competencia por la luz, son las trepadoras y las epífitas. Trepadoras: trepan o se encaraman al soporte de diversas maneras, mediante espinas como en la Santa Rita (Boungainvillea spectabilis), aguijones como en la rosa, ramas en forma de gancho como en tacuara brava (Guadua sp.), raíces adventicias adherentes como en la hiedra (Hedera helix), zarcillos de origen caulinar en la vid (Vitis vinifera) y en la pasionaria (género Passiflora), o de origen foliar en la arveja (Pisum sativum) y en el zapallo (Cucurbita maxima), o presentan tallos enroscantes como en los porotos (género Phaseolus) denominándose en este caso plantas volubles. En ambientes tropicales crecen plantas con elementos vasculares sumamente amplios y un crecimiento secundario inusual que produce tallos flexibles como largos cables denominados lianas y son típicas de las selvas. Zarcillos: son órganos delgados simples o ramificados que tienen la capacidad de enroscarse en los soportes de diversas maneras. En la vid y en la pasionaria son vástagos modificados, en el zapallo toda una hoja se transforma en zarcillo y en la arveja es el folíolo terminal el que se 42 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología modifica. En la enamorada del muro (Parthenocissus sp.) las ramificaciones del zarcillo rematan en una dilatación que a modo de ventosa les permite adherirse a las superficies de apoyo. Epífitas: son plantas de desarrollo aéreo y se ubican sobre árboles, rocas, tejado, cables, etc. Se diferencian de las trepadoras porque en ningún período de su vida están arraigadas en el suelo. Son típicas epífitas los claveles del aire (Tillandsia sp.) y numerosas especies de la familia Orquídeas. Las semillas de las epífitas son livianas y/o diminutas lo que les permite ser transportadas por el viento y los animales. Generalmente se fijan al soporte a través de raíces adherentes. Algunas especies de orquídeas han desarrollado en sus raíces un tejido especial destinado a la absorción de agua denominado velamen o velo radical. En muchas epífitas se produce una reducción del tallo, con entrenudos muy cortos y sus hojas se disponen típicamente en roseta formando un embudo donde se acumula humedad. Los claveles de aire tienen hojas revestidas por pelos escamosos absorbentes de agua. SUSTRATO Y NUTRIENTES Halófitas: plantas capacitadas para vivir en suelos con alta concentración de sales o en ambientes con atmósfera salina. Son halófitas muchas especies de las familias Quenopodiáceas y Amarantáceas. Algunas halófitas desarrollan glándulas especiales para eliminar sales y como consecuencia de este fenómeno aparecen durante el día cubiertas por cristales de sales que asemejan un polvillo grisáceo. Las plantas halófitas crecen en los litorales marinos y en las orillas de lagunas y lagos. Holoparásitas: se trata de plantas parásitas que carecen completamente de clorofila y toman el alimento directamente de la planta huésped por medio de órganos suctores denominados haustorios. No poseen hojas o quedan completamente reducidas, los tallos están simplificados y las raíces frecuentemente no se desarrollan. Algunas holoparásitas no son visibles externamente porque se encuentran inmersas en los tejidos del huésped, el cormo está completamente desorganizado y se asemeja al micelio de un hongo, sólo cuando florece se denota su presencia por la aparición de las flores en la superficie del huésped. La cuscuta o cabellos de ángel (Cuscuta indecora) es un holoparásito con tallos filiformes los cuales se enroscan y trepan sobre otras plantas formando haustorios en los puntos de contacto para llegar a los tejidos vasculares. Hemiparásitas: son plantas parcialmente parásitas ya que desarrollan hojas con clorofila, y los órganos suctores o haustorios penetran en el xilema de las plantas huéspedes para tomar agua y sales nutritivas como en la liga (Ligaria cuneifolia) que parasita numerosas especies nativas y cultivadas. Plantas carnívoras o insectívoras: en los suelos pobres en nitrógeno suelen habitar plantas que modifican sus hojas con dispositivos especiales mediante los cuales capturan y digieren animalitos o insectos para tomar el nitrógeno que necesitan. Los dispositivos de captura son muy variados, como las plantas atrapamoscas de la familia Droseráceas. 43 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología OTRAS MODIFICACIONES ANCLAJE Raíces fúlcreas: tiene por función el anclaje de la planta como en el maíz (Zea mays) y se originan en los nudos basales aéreos, o también pueden desarrollarse en las zonas más altas del tallo para luego penetrar en el suelo adquiriendo el aspecto de zancos como en las especies del género Ficus. CLASIFICACIÓN DE LAS MODIFICACIONES Raíces napiformes: zanahoria, remolacha Modificaciones Subterráneas de la raíz Raíces tuberosas: batata Raíces adherentes: hiedra Aéreas Neumatóforos: ciprés calvo Raíces fúlcreas: maíz Tubérculos: papa Modificaciones Subterráneas del vástago Bulbos: cebolla Rizoma: lirio Estolones: chepica Aéreas Filoclados: Ruscus sp. Cladodios: Cactáceas Tallos fotosintéticos: casuarina Espinas: piracanta, granado Modificaciones Aguijones: rosa del tallo Zarcillos: vid Modificaciones Espinas de las hojas Zarcillos Filodios 44 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Actividades RAÍZ 1. Observar, interpretar, esquematizar y comparar las modificaciones de la raíz. Raíces reservantes 1.1. Raíz Napiforme: Material: Daucus carota (umbelíferas) “zanahoria” Señalar: hipocotilo, cuello, raíz reservante, cilindro central y parénquima reservante. 1.2. Raíz tuberosa: Material: Ipomoea batatas (Convolvuláceas) “batata” Señalar: raíz reservante, raíces adventicias (yemas adventicias si se observan) Raíces aéreas 1.3. Raices adherentes o fijadoras: Material: Hedera helix (Araliáceas) “hiedra” Señalar: tallo, hojas, raíces adherentes 45 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología VÁSTAGO 2. Observar, interpretar, esquematizar y comparar las modificaciones del vástago. Subterráneos 2.1. Tubérculo Material: Solanum tuberosum (Solanáceas) “papa” Señalar: tallo engrosado, “ojos” de la papa: nudos y yemas, cicatriz de la catáfila, cicatriz del estolón, ápice, lenticelas 2.2. Bulbo Material: Allium cepa (Aliáceas) “cebolla” Material: Allium sativum (Aliáceas) “ajo” Señalar: tallo reducido o disco, raíces adventicias, catáfilas de protección, catáfilas de reserva, yema apical y yemas axilares. 2.3. Rizoma Material: Iris germanica (Iridáceas) “lirio” Señalar: rizoma engrosado, raíces adventicias, catáfilas o cicatrices de las catáfilas, yemas, nuevos vástagos. 46 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Aéreos 2.4. Estolón Material: Cynodon dactylon (Gramíneas) “chepica” Señalar: estolón, nudos, entrenudos, catáfilas, raíces adventicias, vástagos aéreos. 2.5. Filoclado Material: Ruscus aculeatus (Liliáceas) “ruscus” o Ruscus hipoglossum (Liliáceas) “helecho mosquito” Señalar: macroblastos, braquiblastos expandidos, nudos, hojas reducidas, yemas, flores o frutos. 2.6. Cladodio Material: Opuntia sulphurea (Cactáceas) “penca” Señalar: macroblastos, cladodio, nudos, entrenudos, braquiblastos, yemas, espinas. 2.7. Tallos fotosintéticos Material: Casuarina cunninghamiana (Casuarináceas) “casuarina” Señalar: tallos fotosinéticos, nudos, entrenudos, hojas verticiladas y reducidas. 47 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología TALLO 3. Observar, interpretar, esquematizar y comparar las modificaciones del tallo. 3.1. Espina caulinar Material: Punica granatum (Punicáceas) “granado” Señalar: macroblasto y braquiblasto espinoso, nudos, entrenudos, yemas, hojas 3.2. Aguijón caulinar Material: Rosa (Rosáceas) “rosa” Señalar: macroblasto, aguijones, nudos, entrenudos, yemas, hojas 3.3. Zarcillo caulinar Material: Vitis sp. (Vitáceas) “vid” Señalar: macroblasto, zarcillos, nudos, entrenudos, yemas, hojas 48 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología HOJAS 4. Observar, interpretar, esquematizar y comparar las modificaciones de la hoja. 4.1. Espina foliar Material: Cercidium praecox (Leguminosas) “chañar brea” Señalar: tallo fotosintético, braquiblasto, nudos, entrenudos, yemas, hojas y estípulas espinosas. 4.2. Zarcillo foliar Material: Lathyrus latifolius (Leguminosas) “arvejilla” Señalar: tallo alado, nudos, entrenudos, pecíolo alado, estípulas, folíolos y zarcillos. 4.3. Filodio Material: Acacia melanoxylon (Leguminosas) “acacia negra” Señalar: tallo, nudos, entrenudos, hojas normales, yemas, filodios 49 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología TRABAJO PRÁCTICO N°6 MICROSCOPÍA ÓPTICA. CÉLULA VEGETAL Contenidos: Manejo del microscopio óptico. Observación, análisis e ilustración de células vegetales. Objetivos: Utilizar correctamente el microscopio óptico. Adquirir habilidad para realizar preparados de material vegetal. Observar células vegetales con distintos aumentos. Identificar y relacionar estructuras de la célula con las funciones celulares. Realizar dibujos y esquemas interpretando todo lo observado. Las células son la unidad estructural y funcional de los seres vivos, miden normalmente entre 0,5 a 100 m de diámetro por lo que para poder apreciarlas en detalle hay que utilizar instrumentos como el microscopio óptico. El microscopio óptico permite observar estructuras celulares cuyo tamaño sea mayor que 0,2 µm = 0,0002 mm (poder de separación o de resolución), y pueden distinguirse la pared celular, núcleo, vacuolas, citoplasma (generalmente como cordones), organelas (cloroplastos, mitocondrias), cromosomas. No es posible observar las membranas y otras estructuras menores (ribosomas, microtúbulos, microfilamentos, etc) que el poder de resolución del microscopio. Actividades 1. Descripción y manejo del microscopio óptico Partes de un microscopio óptico: OBJETIVOS: Son los grupos de lentes principales, es decir, los que determinan realmente el aumento máximo y el poder de resolución del microscopio. Cada objetivo lleva una inscripción formada por dos números separados por una barra. El primero, más grande, indica el número de aumentos del objetivo. El segundo se denomina apertura numérica y es una medida de la luminosidad del objetivo. Cuanto menor es la apertura numérica de un objetivo, mayor es la cantidad de luz que atraviesa el objetivo. Los objetivos de mayor aumento (40x y 100x) generalmente tienen el extremo retráctil para protegerlos es caso de choque contra la preparación, ya que para enfocarlos hay que acercarlos mucho a la misma. Los objetivos de gran aumento sólo pueden ser utilizados si se interpone entre el objetivo y la preparación una gota de un líquido que tenga el mismo índice de refracción que el vidrio (generalmente aceite de cedro) por lo que se denominan objetivos de inmersión. 50 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología OCULAR: Es el otro grupo de lentes del microscopio. Aumenta la imagen formada por el objetivo. En su parte superior lleva una inscripción que indica el aumento que produce. Ocular Objetivo ESPEJO: Sirve como fuente de luz al reflejar la de un foco externo. Tiene dos caras, una plana y otra cóncava para concentrar más la luz. Otros microscopios utilizan lámparas como fuente de luz. PORTAFILTROS: Soporte que admite filtros de vidrio de diversos colores. Estos filtros se utilizan para suavizar la luz o para aumentar el contraste. DIAFRAGMA: Está formado por un conjunto de laminillas que dejan un orificio en su centro. El diámetro del orificio puede ser modificado mediante una palanca, con lo que se regula la cantidad de luz que llega a la preparación. CONDENSADOR: Es un sistema de lentes situado debajo de la platina que concentra la luz sobre la preparación, consiguiéndose así una iluminación más intensa. BRAZO: Sirve de soporte a los otros elementos del microscopio. Está articulado con el pie para poder inclinarlo y hacer así más cómoda la observación. PIE: Soporte sobre el cual se apoya el microscopio. CHARNELA: Es el punto de articulación entre el brazo y el pie. Permite inclinar el microscopio para hacer más cómoda la observación. TUBO: Es un tubo hueco que separa los dos grupos de lentes (ocular y objetivo). REVÓLVER PORTAOBJETIVOS: Permite colocar en posición de trabajo a los distintos objetivos con que cuenta el microscopio. Presenta unas ranuras que facilitan la fijación del objetivo en la posición correcta. TORNILLO DE ENFOQUE (MACROMÉTRICO): Acerca o aleja rápidamente el objetivo a la preparación para hacer un enfoque aproximado sólo con los objetivos de menor aumento. TORNILLO MICROMÉTRICO: Permite enfocar con precisión, moviendo muy lentamente el objetivo. PLATINA: Es la superficie sobre la cual se colocan las preparaciones. Tiene un orificio en su centro para permitir el paso de la luz. En algunos microscopios está dotada de un sistema con dos tornillos que permiten el desplazamiento preciso de la preparación. PINZAS: Sirven de sujeción de la preparación sobre la platina. TORNILLO DEL CONDENSADOR: Permite subir o bajar el condensador respecto a la platina para mejorar la iluminación. 51 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología En la siguiente ilustración identifica cada uno de los componentes del microscopio descritos anteriormente: 2- Procedimiento para la preparación de la muestra y observación de células vegetales Para poder realizar buenas observaciones microscópicas, el preparado debe ser de muy poco espesor ya que la luz tiene que atravesarlo. Los cortes se hacen con una hoja de afeitar nueva, el filo se apoya en la superficie del material vegetal y se desliza suavemente hasta completar el corte. Se realizan varios cortes transversales o longitudinales y se colocan en una caja de Petri con agua para evitar la deshidratación. Se prepara un portaobjetos con una gota de agua. Se eligen los cortes que por transparencia se vean más delgados, se toman cuidadosamente con una pinza y se transfieren al portaobjetos, colocándolos sobre la gota de agua. Luego se ubica un cubreobjetos, que se apoya sobre uno de los lados y se deja deslizar lentamente sobre el preparado, de esta manera se evita la formación de burbujas. Con un papel absorbente se extrae el agua que haya quedado en los bordes del cubreobjetos. En algunos preparados pueden utilizarse colorantes especiales para resaltar los objetos. El portaobjetos con el preparado se coloca en la platina, ubicando siempre el cubreobjetos hacia arriba y el material a observar en el centro de la abertura de la platina. Se enciende la 52 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología lámpara, o en el caso de los microscopios de espejo éste se gira y orienta para captar la luz e iluminar el preparado. El objetivo de menor aumento debe estar ubicado sobre el preparado y suficientemente alejado de la platina. Se observa a través de los oculares, utilizando primero el objetivo de menor aumento y verificando que el campo de observación está uniformemente e intensamente iluminado, para ello se orienta correctamente el espejo hacia la fuente de luz o se enciende la lámpara del microscopio y se abre el diafragma. Se enfoca el material moviendo el tornillo macrométrico de manera que la platina con el preparado se acerque al objetivo pero sin tocarlo. Se ajusta la orientación del espejo o la altura del condensador con el tornillo correspondiente, y la apertura del diafragma hasta que el objeto esté uniformemente iluminado (la intensidad de la luz no debe molestar o irritar los ojos del observador). Cerrando lentamente el diafragma se hacen visibles aquellas partes del objeto que antes presentaban contrastes débiles, y moviendo lentamente el tornillo micrométrico se pueden observar bordes y estructuras refringentes. Moviendo muy lentamente la preparación se localiza la zona más interesante en el campo de visión, de esta manera al cambiar a un aumento mayor se consiguen ver los detalles del preparado, recordando que cuanto mayor es el aumento, menor es el campo de visión. Para observar el preparado con mayor detalle, se cambia a un objetivo de mayor aumento rotando el revólver, y se mueve suavemente el tornillo micrométrico para lograr un buen enfoque. Cuando se cambia el objetivo debe verificarse que al girar el revólver se ha anclado el objetivo perfectamente en su posición (existe un pequeño tope que te lo indica) y realizar el enfoque con el micrométrico. La distancia a la que se debe colocar el objetivo de la preparación depende del aumento; con los objetivos de gran aumento (40 ó 100x) debe estar muy cerca, del orden de 1 mm o menos. Por eso es importante empezar a enfocar siempre con los objetivos de menor aumento e ir pasando luego a aumentos mayores Se elige el mejor preparado y se hace un esquema de las estructuras celulares visibles, indicando la pared celular, el núcleo, cordones citoplasmáticos, vacuolas y organelas. En algunos preparados también es posible observar la ciclosis o flujo citoplasmático. El dibujo debe ser fiel a lo que se observa pero pueden suprimirse detalles innecesarios para simplificarlo (por ejemplo, si hay muchas células semejantes en el campo de visión, no es necesario dibujarlas todas, sino que bastará representar algunas con precisión). Al costado del esquema se coloca el aumento utilizado. Para calcular el aumento de lo que se está observando se debe multiplicar el aumento del ocular (10x, 12.5x, etc.) por el aumento del objetivo (10x, 45x, etc.) que se está utilizando. Por ejemplo el aumento será de 450 cuando utilizo un ocular de 10x y un objetivo de 45x. Por tratarse de preparados en fresco (con agua) se recomienda especialmente no mojar los objetivos ni la platina. Se debe cuidar la limpieza de las lentes, nunca deben tocarse con los dedos y en caso de suciedad o si han sido mojadas durante el procedimiento avise al instructor. Al terminar de utilizar el microscopio, apague la lámpara, coloque el revolver con el objetivo de menor aumento, retire el portaobjetos de la platina, y coloque la funda de protección. Luego limpie la mesada de trabajo. 53 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 1.1. Observación y dibujo de las células del pelo estaminal (filamento del estambre) de: Material: Setcreacea purpurea (Commelináceas) “tradescancia” Señalar: pared celular, vacuola, núcleo, organelas, cordones de ctoplasma, las membranas no se observan, pero señálelas entre paréntesis por su ubicación: plasmalema y tonoplasto y el aumento en cada esquema. 1.2. Observación y dibujo de las células del pelo glanduloso de la epidermis de: Material: Petunia x violacea (Solanáceas) “petunia” Señalar: pared celular, vacuola, núcleo, organelas, cordones de ctoplasma, las membranas no se observan, pero señálelas entre paréntesis por su ubicación: plasmalema y tonoplasto, y el aumento en cada esquema. 54 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología TRABAJO PRÁCTICO N°7 SUSTANCIAS ERGÁSTICAS Contenidos: Las sustancias ergásticas, productos del metabolismo celular. Sustancias de almacenamiento, estructurales o de desecho. Amiloplastos. Objetivos: Identificar algunas sustancias ergásticas (almidón, proteínas, cristales) y las estructuras celulares donde se acumulan mediante el uso del microscopio óptico. Reconocer la importancia del almidón dentro de las sustancias de reserva del mundo vegetal y su valor taxonómico. Identificar gránulos de almidón de distintas especies. Reconocer la importancia de las proteínas dentro de las sustancias de reserva del mundo vegetal. Observar sustancias de desecho celular: cristales de oxalato de calcio y concreciones carbonato de calcio. Realizar dibujos y esquemas interpretando todo lo observado. Etimológicamente, el término ergástico proviene del griego ergon, que significa trabajo. Las sustancias ergásticas son productos del metabolismo celular, se acumulan en la pared celular, en el citoplasma, organelas o en la vacuola. Son productos pasivos del protoplasto, pueden ser de almacenaje, estructurales o de desecho. Las sustancias ergásticas de desecho más comunes son mucílagos, resinas, gomas, látex, taninos, sustancias terpénicas, alcaloides, y cristales. Las principales sustancias de reserva son los carbohidratos: monosacáridos, disacáridos, polisacáridos como el almidón, las proteínas y diversos aceites. Algunas de estas sustancias son importantes en la sobreviviencia de las plantas: para la atracción de polinizadores, la protección de la radiación ultravioleta, en la formación de olores, sabores, efectos venenosos y de toxicidad. Carbohidratos. El principal carbohidrato de reserva de las plantas superiores es el almidón, se forma durante la fotosíntesis en los cloroplastos y luego por degradación y re-síntesis se almacena como reserva en los amiloplastos. El almidón está compuesto por dos tipos distintos de polisacáridos de D-glucosa: la amilosa (molécula no ramificada que se enrolla formando una hélice y contiene 1000 o más unidades de glucosa) y la amilopectina (molécula ramificada). En la matriz de los plastidios las moléculas de amilosa en solución acuosa forman hélices, en cuyo centro puede introducirse yodo en disposición molecular. El color azul resultante sirve como reacción microquímica característica del almidón. Las moléculas de amilopectina con yodo, dan coloración violeta rojiza. 55 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Los granos de almidón son característicos de cada especie o grupo de plantas. Son de forma y tamaño variados, y muestran capas concéntricas alrededor de un punto de deposición inicial llamado hilo, que puede estar en el centro (céntrico) o a un lado (excéntrico), puede ser lineal o puntiforme. El grano de almidón es simple cuando tiene un solo punto de deposición y compuesto cuando presenta varios. Los amiloplastos están rodeados de la membrana plastidial. membrana plastidial capa El almidón de reserva se encuentra en las células del parénquima de la corteza, médula, y tejidos vasculares de tallos y raíces; en el parénquima de rizomas, tubérculos, frutos, cotiledones y en el endosperma de las semillas. El almidón comercial se obtiene de múltiples fuentes, entre ellas, el endosperma de las semillas de cereales (Triticum aestivum, trigo; Zea mays, maíz), las raíces carnosas de tapioca (Mahinot esculenta, planta tropical), el tubérculo de la papa (Solanum tuberosum), el tronco de la palmera sago (Metroxylon sagu). El almidón es el alimento básico más importante de la humanidad. Proteínas. Las proteínas de reserva se almacenan en las vacuolas. Son sintetizadas en el retículo endoplasmático rugoso, de donde pasan a los dictiosomas. Estos después confluyen y transfieren las proteínas de reserva a grandes vacuolas. Las vacuolas se van fragmentando por deshidratación y forman numerosas pequeñas vacuolas donde precipitan las proteínas, y que a la madurez del tejido de almacenamiento se convierten en cuerpos proteicos sólidos o granos de aleurona. Ejemplos: en los cotiledones de semillas de Leguminosas y en la capa de aleurona del cariopse de las Gramíneas. Cada grano de aleurona está limitado por el tonoplasto y puede tener una matriz amorfa o una matriz que incluye un cristaloide proteico y un globoide amorfo no proteico. Algunos como en las Apiáceas (familia del apio y de la zanahoria) contienen cristales de oxalato de Ca. Grasas, aceites y ceras. Son sustancias ergásticas comercialmente importantes. Las grasas y aceites son formas de almacenamiento de lípidos; se forman gotas en el citoplasma (glóbulos lipídicos) o se almacenan en los elaioplastos. Son frecuentes en la pulpa de la aceituna, en los cotiledones del girasol y del maní. Las células del endosperma de la semilla de ricino (Ricinus communis) presentan numerosos glóbulos lipídicos. Las ceras se encuentran generalmente formado capas protectoras de la epidermis. Cristales. El ácido oxálico es tóxico para las plantas pero al combinarse con el calcio pierde su toxicidad y precipita bajo la forma de cristales de oxalato de Ca que se acumulan en las vacuolas. Se considera como producto de excreción, aunque se ha comprobado que en ciertos casos el calcio es reutilizado. El oxalato de calcio presenta diversas formas de cristalización que dependen del tenor de acidez de la vacuola: rafidios (agujas), estiloides (cristales columnares), 56 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología prismas, drusas (agregados de cristales prismáticos), arenas (cristales muy pequeños). El aspecto y ubicación de estos cristales puede contribuir a la clasificación taxonómica. Los cristales de carbonato de calcio no son comunes en plantas superiores, a veces están asociados a la pared celular bajo la forma de cistolito (Ficus elastica, Cannabis sp.) Taninos. Son un grupo heterogéneo de derivados fenólicos, muy frecuentes en el cuerpo vegetal, aparecen en las vacuolas como gránulos finos o gruesos, o cuerpos de formas variadas, de color amarillo, rojo o marrón, o pueden impregnar las paredes. Abundan en hojas, tejidos vasculares, peridermis, frutos inmaduros, cubiertas seminales y tejidos patológicos. Impiden el crecimiento de hongos y microorganismos cuando ocurren lesiones en el duramen (xilema inactivo) y el ritidoma. Tienen importancia comercial en la industria de la curtiembre. Pueden estar en células especiales, idioblastos tánicos o en las células epidérmicas. Colorantes vacuolares derivados de la flavona: antocianas y antoxantinas. Antocianas son colorantes hidrosolubles (ph neutro: violeta; ph ácido: rojo; ph alcalino: azul), Antoxantinas: amarillo. Leucoantocianidinas: blancos. Betacianos y betaxantinas: violeta, púrpura. Pigmentos: los carotenoides (provitamina A) insolubles en agua, caroteno (naranja) en la zanahoria, licopeno (rojo) en tomate. Actividades 1. Almidón Observar y esquematizar diversos gránulos de almidón (amiloplastos). 1.1 En frutos: Material: Musa x paradisiaca (Musáceas) “bananero” Indicar: Forma del gránulo: Tamaño del gránulo: Ubicación del hilo: Características del hilo: Señalar: hilo, capas y membrana plastidial y aumento 1.2. En semillas: Material: Phaseolus vulgaris (Leguminosas) “Poroto” Indicar: Forma del gránulo: Tamaño del gránulo: Ubicación del hilo: Características del hilo: Señalar: hilo, capas y membrana plastidial y aumento 57 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 1.3. En tallo reservante: Material: Tubérculo de Solanum tuberosum (Solanáceas) “Papa” Indicar: Forma del gránulo: Tamaño del gránulo: Ubicación del hilo Características del hilo: Señalar: hilo, capas y membrana plastidial y aumento 1.4. En cariopses o en productos derivados de cereales: Material: Zea mays (Gramíneas) “Maíz” Señalar: Forma del gránulo: Tamaño del gránulo: Ubicación del hilo Características del hilo: Señalar: hilo, capas y membrana plastidial y aumento Material: Triticum aestivum (Gramíneas) “trigo” Señalar: Forma del gránulo: Tamaño del gránulo: Ubicación del hilo Características del hilo: Señalar: hilo, capas y membrana plastidial y aumento Material: Avena sativa (Gramíneas) “avena” Indicar: Forma del gránulo: Tamaño del gránulo: Ubicación del hilo: Señalar: hilo, capas y membrana plastidial y aumento. 2. Proteínas 2.1. Observar y esquematizar diversos gránulos de aleurona. Material: Ricinus communis (Euforbiáceas) “ricino” Indicar: globoide, sustancia fundamental, cristaloide, tonoplasto o membrana plastidial. 58 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 3. Cristales y concreciones 3.1. Observar y esquematizar cristales aislados y drusas de Oxalato de Calcio. Material: Begonia sp (Begoniáceas) “Begonia”. Indicar: Tejido parenquimático, idioblasto, vacuola Cristales y drusas y el aumento. 3.2. Observar y esquematizar rafidios Material: Alocasia odora (Aráceas) “pouto”, “oreja de elefante”. Indicar: Tejido parenquimático, aerénquima, idioblasto, pared celular, vacuola, ráfide, rafidio y el aumento. 3.3. Observar y esquematizar concreciones de carbonato de Calcio (cistolito). Material: Ficus elastica (Moráceas) “gomero” Indicar: Epidermis pluriestratificada, tejido parenquimático, idioblasto, pared celular, vacuola, cistolito, pedúnculo celulósico, litocisto. 59 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 4. Colorantes y pigmentos 4.1. Observar y esquematizar células de la epidermis del pétalo de: Material: Rosa sp. (Rosáceas) “rosa” Indicar: Epidermis, idioblasto, pared celular, vacuola, colorantes y el aumento 4.2. Observar y esquematizar células de la epidermis de la hoja de: Material: Beta vulgaris var. conditiva (Quenopodiáceas) “remolacha” Indicar: Epidermis, idioblasto, pared celular, vacuola, colorantes y el aumento. 4.4. Observar y esquematizar cromoplastos en las células del parénquima reservante de la raíz de: Material: Daucus carota (Umbelíferas) “zanahoria” Indicar: Parénquima reservante, pared celular, vacuola, citoplasma, cromoplastos (pigmentos) y el aumento. 4.5. Observar y esquematizar cromoplastos en las células del parénquima del mesocarpo del fruto de: Material: Solanum lycopersicum (Solanáceas) “tomate” Indicar: Parénquima reservante, pared celular, vacuola, citoplasma, cromoplastos (pigmentos) y el aumento. 60 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología TRABAJO PRÁCTICO N°8 HISTOLOGÍA VEGETAL. TEJIDO EPIDÉRMICO Contenidos: Tejido de protección primario. Diferentes tipos de células que componen la epidermis. Células epidérmicas propiamente dichas, células oclusivas de los estomas, tricomas. Objetivos: Observar e interpretar los diferentes tipos de células que integran la epidermis. Relacionar los tipos de células con las funciones que tienen en la epidermis. Diferenciar la epidermis de Monocotiledóneas y Dicotiledóneas. Reconocer la estructura de diversos tricomas epidérmicos. Desarrollar habilidades para realizar preparados histológicos y en el manejo del microscopio para la observación de las muestras. El cuerpo interno de las plantas se organiza en agrupaciones celulares con características morfológicas, estructurales y funcionales semejantes que constituyen los tejidos. Un tejido es el conjunto de un cierto tipo de células, o también de diferentes tipos, que cumplen con una o más funciones específicas. Si el tejido consta de un solo tipo de células se lo denomina homogéneo o simple, mientras que es heterogéneo o complejo cuando incluye diferentes tipos de células. Todos los tejidos se originan a partir del cigoto. De acuerdo a su organización se reconocen diferentes categorías de tejidos. En el cuerpo primario de la planta los tejidos meristemáticos o embrionarios están constituidos por células de origen embrional que conservan la capacidad de dividirse indefinidamente y a partir de las cuales se forman el resto de los tejidos. Los tejidos adultos o maduros están formados por células que han perdido el carácter embrionario por diferenciación y especialización, generalmente no se dividen ni crecen. En la planta se reconocen tres sistemas de tejidos: Sistema Dérmico: comprende a la epidermis que recubre el cuerpo primario de la planta que es reemplazada en el crecimiento secundario por la peridermis. Sistema Fundamental: constituido principalmente por el parénquima, y los tejidos de sostén (colénquima y esclerénquima). Sistema Vascular: constituido por los tejidos conductores: xilema y floema. La epidermis tiene su origen en la protodermis, es el tejido que recubre el cuerpo primario de la planta y que se encuentra en contacto con el ambiente externo, no se desarrolla en los meristemas apicales y tampoco en la caliptra del ápice radicular. El tejido epidérmico generalmente está constituido por una única capa de células vivas (uniestratificado), y a veces posee varias capas (pluriestatificado). Es un tejido heterogéneo o complejo formado por distintos tipos de células. Los órganos que no desarrollan un crecimiento secundario conservan la epidermis mientras viven, cuando existe crecimiento secundario se forma otro tejido de protección denominado peridermis. 61 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Funciones: protección mecánica, limitación de la transpiración, intercambio gaseoso, secreción, almacenamiento de sustancias, desdiferenciación limitada. Las células de la epidermis están cubiertas por una cutícula impermeable que limita la pérdida de agua por transpiración y restringe la entrada de dióxido de carbono, los estomas son los responsables de regular el intercambio gaseoso (CO2 y vapor de agua). La capacidad de desdiferenciarse de las células epidérmicas permite al tejido reparar heridas. Actividades 1. Observación y dibujo de la epidermis de una dicotiledónea vista de frente. Para la obtención de la muestra (ver trabajo práctico nro 6, punto 2) realice un corte en la superficie de la hoja y con una pinza tome la zona del corte y levante el tejido epidérmico (transparente), deposite una parte de manera que la cara externa quede hacia arriba sobre la gota de agua en el portaobjeto, coloque el cubreobjeto y realice la observación microscópica. Indique el aumento que utilice para realizar el esquema. Material: Hoja de Hydrocotyle bonariensis (Umbelíferas) “tembladerilla” Señalar en el esquema las células epidérmicas propiamente dichas, células oclusivas (estomas) y células anexas, ostiolo o poro, cloroplastos, pared celular primaria, Indique el aumento que utilice para realizar el esquema 62 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 2. Observación y dibujo de la epidermis de una monotiledónea vista de frente. Para la obtención de la muestra utilice la técnica descripta en el punto 1. Material: Hoja de Iris germanica (Iridáceas) “lirio” Señalar en el esquema las células epidérmicas propiamente dichas, células oclusivas (estomas), ostiolo o poro, cloroplastos, pared celular primaria. Indique el aumento que utilice para realizar el esquema 3. Observación y dibujo de la epidermis de una monotiledónea vista de perfil (corte transversal) Para la obtención de la muestra realice cortes transversales de la hoja y colóquelos en una caja de petri con agua, con una pinza tome un corte delgado y ubíquelo sobre la gota de agua en el portaobjeto, coloque el cubreobjeto y realice la observación microscópica. Material: Hoja de Iris germanica (Iridáceas) “lirio” Señalar en el esquema las células epidérmicas propiamente dichas, células oclusivas (estomas), ostiolo o poro, cloroplastos, pared celular primaria, cámara subestomática, pared tangencial externa y pared tangencial interna, paredes radiales, cutícula, parénquima clorofiliano, espacios intercelulares. Indique el aumento que utilice para realizar el esquema. 63 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 4. Observación y dibujo de tricomas o pelos. Para obtener la muestra de tricomas realice el raspado de la superficie de la hoja sobre una gota de agua situada en el porta objetos, coloque el cubreobjetos y observe en el microscopio utilizando los diferentes aumentos. Indique en cada caso el aumento que utilice para realizar el esquema. 4.1. Tricoma unicelular ramificado: Material: Hoja de Matthiola incana (Crucíferas) “alelí” Indicar: epidermis, células basales, células del tricoma 4.2. Tricoma pluricelular dendroide: Material: Hoja de Platanus x acerifolia (Platanáceas) “plátano” Indicar: epidermis, células basales, células del tricoma 4.3. Escama peltada: Material: Hoja de Olea europaea (Oleáceas) “olivo” Indicar: epidermis, células basales (pie), células del tricoma escamoso 64 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 4.4. Pelo multicelular glanduloso: Material: Tallo de Solanum lycopersicum (Solanáceas) “tomate” Indicar: epidermis, células basales, células del tricoma, glandula apical 4.5. Pelo urticante: Material: Hoja de Urtica urens (Urticáceas) “ortiga” Es un tricoma simple que se desarrolla de una base pluricelular de tejido epidérmico y subepidérmico. El cuerpo del pelo está calcificado por eso es rígido, el extremo está silicificado y la pared no está engrosada. Al tocar el extremo del pelo urticante se rompe el cuello siguiendo una línea oblicua, y el cuerpo se clava (como si fuera una aguja hipodérmica) e inyecta el jugo celular que contiene ácido fórmico, histamina y la acetilcolina responsables de la acción irritante que la ortiga produce sobre la piel. 65 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología TRABAJO PRÁCTICO N°9 HISTOLOGÍA VEGETAL. PARÉNQUIMAS Y TEJIDOS DE SOSTÉN. COLÉNQUIMA Y ESCLERÉNQUIMA Contenidos: Parénquimas y tejidos de sostén. Diferentes tipos de tejidos y células de acuerdo a su función. Objetivos: Observar e interpretar los parénquimas y tejidos de sostén Relacionar los tipos de células con las funciones de los tejidos Reconocer las características celulares de los tejidos en estudio Diferencias los tipos de parénquimas y los dos tejidos de sostén: colénquima y esclerénquima. Reconocer e identificar los tipos de colénquima. Analizar e identificar los tipos celulares que constituyen el esclerénquima: fibras y esclereidas. Reconocer la importancia física-estructural de la ubicación de los tejidos de sostén en los órganos primarios de planta. Desarrollar habilidades para realizar preparados histológicos y en el manejo del microscopio para la observación de las muestras. El parénquima se origina a partir del meristema fundamental y del procambium en el cuerpo primario de las plantas, y a partir de los meristemas laterales secundarios (cambium y felógeno) en el cuerpo secundario. Es un tejido vivo, homogéneo, formado por el tipo básico de células diferenciadas a la madurez, que conservan su capacidad de dividirse. Las células parenquimáticas cumplen diversas funciones relacionadas con las actividades metabólicas de las plantas, y por la posición que ocupan en la planta se los reconoce como parénquimas medulares y corticales de tallos y raíces, mesófilo de la hoja, antófilos de las flores, nucela del óvulo, placenta, parénquimas de los frutos, endosperma de las semillas. Los parénquimas clorofilianos del mesófilo de la hoja cumplen funciones de asimilación (ocurre la fotosíntesis) y sus tipos celulares poseen gran cantidad de cloroplastos; los parénquimas con funciones de reserva acumulan amiloplastos como en el tubérculo de papa, mesocarpo de la banana o endosperma de las semillas. Otros parénquimas retienen agua (acuíferos) o poseen grandes espacios intercelulares (aeríferos). El parénquima también está asociado a los haces conductores, interviene en la cicatrización de heridas y regeneración de los tejidos, es decir que puede desdiferenciarse. El colénquima se origina a partir del meristema fundamental, y cuando acompaña a los haces vasculares se origina del procambium. Está constituido por células con protoplasto vivo y con capacidad de desdiferenciación. Es el característico tejido de sostén en órganos con crecimiento primario en las plantas jóvenes herbáceas y brotes jóvenes de plantas leñosas. El colénquima se encuentra generalmente debajo de la epidermis en tallos y hojas de Dicotiledóneas, especialmente en los ángulos de tallos y pecíolos, en cordones o como un cilindro continuo de tejido, y a ambos lados del nervio principal de la lámina de la hoja y también en pecíolos, pedicelos y pedúnculos. El colénquima rara vez aparece en la Monocotiledóneas. Presenta 66 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología células vivas a la madurez con paredes primarias más engrosadas en algunas zonas, están constituidas por poca celulosa y una mayor proporción de hemicelulosas y pectinas que las hace plásticas, también son muy hidratadas (por eso brillan en los preparados histológicos). De acuerdo al lugar donde se produce el engrosamiento de las paredes primarias, se clasifica al colénquima en: angular, laminar y lagunar. El esclerénquima se origina normalmente del meristema fundamental, si está asociado al xilema y floema primario se origina del procambium y cuando está asociado al xilema y floema secundario se origina del cambium. El esclerénquima está formado por células que al alcanzar la madurez se especializan completamente, tienen pared primaria y presentan una pared secundaria engrosada generalmente lignificada. La composición de la pared las hace duras, elásticas y rígidas, que proporcionan resistencia a los órganos de la planta frente a tensiones, pesos y presiones. El esclerénquima posee células muertas a la madurez, es decir sin protoplasto, incapaces de dividirse (desdiferenciarse). El esclerénquima es el tejido de sostén de los órganos adultos de las plantas, en el cuerpo secundario y es muy importante en las Monocotiledóneas. Sus células se clasifican según la forma en fibras, elementos alargados, y en esclereidas, elementos aproximadamente isodiamétricos o de diversas formas. Actividades 1. Observación y dibujo de los tejidos parenquimáticos y colénquima Para la obtención de la muestra realice cortes transversales del tallo o pecíolo de la hoja y colóquelos en una caja de petri con agua, con una pinza tome un corte delgado y ubíquelo sobre la gota de agua en el portaobjeto, coloque el cubreobjeto y realice la observación microscópica. Material: Pecíolo de Begonia sp. (Begoniáceas) “begonia” Señalar los siguientes tejidos y estructuras: epidermis, colénquima (indique su ubicación y tipo), haces vasculares, parénquima cortical, parénquima medular, idioblastos (cristales o drusas). En el esquema con mayor aumento señale la pared celular y los engrosamientos, protopasto, vacuolas, etc. Indique el aumento que utilice para realizar el esquema 67 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 2. Observación y dibujo de los tejidos parenquimático clorofiliano (clorénquima), parénquima esponjoso y esclerénquima. Para la obtención de la muestra realice cortes transversales de la hoja y colóquelos en una caja de petri con agua, con una pinza tome un corte delgado y ubíquelo sobre la gota de agua en el portaobjeto, coloque el cubreobjeto y realice la observación microscópica. Material: Hoja de Phormium tenax (Liliáceas) “formio” Señalar los siguientes tejidos y estructuras: epidermis, mesófilo de la hoja, parénquima clorofiliano (clorénquima), parénquima esponjoso y esclerénquima, haces vasculares, vaina de fibras, vaina parenquimática. En un mayor aumento observe y realice el esquema de las fibras indicando la pared engrosada regularmente, puntuaciones y lumen. Indique el aumento que utilice para realizar el esquema 3- Observación de esclerénquima. Para obtener la muestra realice el raspado del clamidocarpo de la pera y ubíquela sobre una gota de agua situada en el porta objetos, coloque el cubreobjetos y observe en el microscopio utilizando los diferentes aumentos. Material: Fruto de Pyrus communis (Rosáceas) “peral” Señalar los siguientes tejidos y estructuras: parénquima reservante, grupo de braquiesclereidas, pared celular secundaria, puntuaciones ramificadas Indique en cada caso el aumento que utilice para realizar el esquema. 68 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 4. Complete la siguiente tabla Características Parénquima Colénquima Esclerénquima Función Ubicación en la planta y/o presencia en órganos Forma de las células Tipo de pared celular Mayor proporción de hemicelulosas y pectinas en la pared 1ria Contenido de agua en la pared Presencia de lignina en la pared Protoplasto (presencia/ausencia) Capacidad de desdiferenciación Propiedad física En qué plantas se desarrollan Ejemplos Según su función: Según engrosamiento de sus paredes: Según la forma células: 69 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología TRABAJO PRÁCTICO N°10 HISTOLOGÍA VEGETAL. XILEMA Contenidos: Tejido vascular, xilema primario y secundario. Diferentes tipos celulares de los sistemas axial y radial y la relación con sus funciones. Objetivos: Observar e interpretar el tejido xilemático. Reconocer las características de los tipos celulares Relacionar los tipos de células con las funciones del tejido. Reconocer e identificar elementos vasculares del xilema primario, y del xilema secundario de las Gimnospermas y Angiospermas. Desarrollar habilidades para realizar preparados histológicos y en el manejo del microscopio para la observación de las muestras. El xilema (del griego xylon = madera) es el tejido de transporte de agua y sales minerales disueltas de las plantas vasculares, y junto con el floema, tejido que transporta solutos producto de la fotosíntesis, forman un sistema continuo de tejidos vasculares que conecta todo el cuerpo vegetal. El xilema puede ser primario o secundario, y difieren fundamentalmente por su origen y organización. En el primer caso se origina a partir del procambium, y los primeros elementos que se diferencian y maduran son los del protoxilema mientras que los que aparecen después constituyen el metaxilema. El xilema primario sólo desarrolla un sistema axial. En las plantas con crecimiento secundario el xilema se origina del cambium y se desarrolla en sentido axial y radialmente. Ambos son tejidos heterogéneos complejos que contienen elementos especializados conductores de agua, células parenquimáticas y células de sostén. Las células conductoras son los llamados elementos vasculares o traqueales, de formas alargadas (prosenquimáticas), con paredes secundarias gruesas y lignificadas, con engrosamientos de diversas formas (desde anillados hasta punteados), y protoplasto muerto a la madurez. Se reconocen dos tipos: las traqueidas, con extremos cerrados, romos, y los miembros o elementos de vaso, con extremos perforados. Las traqueidas pueden estar presentes en todas las plantas vasculares pero son los únicos elementos de conducción de la mayoría de las Pteridófitas (helechos) y las Gimnospermas (excepto Gnetales), los miembros del vaso son característicos de las Angiospermas, mientras que están ausentes en el xilema de Pteridófitas y las Gimnospermas. Los miembros o elementos de vaso se disponen en filas longitudinales conectándose entre sí a través de las perforaciones (=placas perforadas) situadas en las paredes terminales. Las filas de células de miembros del vaso forman los vasos o tráqueas por donde circula el agua libremente. Los elementos vasculares pueden conectarse lateralmente a través de las puntuaciones con otras células de conducción, células parenquimáticas o de otros tejidos. El xilema contiene además células parenquimáticas que pueden almacenar diversas sustancias ergásticas (almidón, aceites, taninos, etc.), dispuestas en cordones verticales (parénquima axial) o radiales (radios).También aparece gran variedad de fibras con función de soporte y se distinguen dos tipos: las fibras libriformes con puntuaciones simples, y las fibrotraqueidas con puntuaciones areoladas. 70 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Actividades 1-Observación y dibujo de elementos vasculares del xilema primario (xi) vistos en un corte longitudinal Para la obtención de la muestra realice cortes longitudinales del pedúnculo y colóquelos en una caja de petri con agua, con una pinza tome un corte delgado y ubíquelo sobre la gota de agua en el portaobjeto, coloque el cubreobjeto y realice la observación microscópica. Material: pedúnculo del fruto de Musa x paradisiaca (Musáceas) “bananero” Señalar: parénquima axial, elementos o miembros del vaso anillados (con paredes secundarias espesadas en forma de anillo), elementos espiralados (con paredes secundarias espesadas en forma de espiral o hélice), elementos reticulados (con paredes secundarias espesadas en forma de red), fibras. Indicar en cada elemento vascular la pared primaria y la secundaria y la forma de los extremos y el lumen celular. Por tratarse de un tejido primario no hay células parenquimáticas radiales. Indique el aumento que utilice para realizar el esquema 71 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 2. Observación y dibujo de elementos vasculares del xilema secundario (Xi) 2.1. Leño de una Angiosperma: El xilema secundario (madera) ha sido previamente macerado y disgregado mediante la técnica Jeffrey (mezcla de ácidos). Para la obtención de la muestra tome una gota del macerado y ubíquela en el portaobjeto, coloque el cubreobjeto y realice la observación microscópica. Material: Quercus robur (Fagáceas) “roble europeo” Señalar: células parenquimáticas axial y radial (cuando lo tipos celulares están agrupados se pueden observar ambos sistemas estructurales), elementos o miembros de vaso, traqueidas (aparecen muy raramente) y fibras. En los elementos vasculares indique la pared primaria, pared secundaria, tipo de puntuación, tipo de perforación en el extremo del elemento del vaso, forma de los extremos, lumen celular. Indique el aumento que utilice para realizar el esquema. 2.2. Leño de una Gimnosperma: El xilema secundario (madera) ha sido previamente macerado y disgregado mediante la técnica Jeffrey (mezcla de ácidos). Para la obtención de la muestra tome una gota del macerado y ubíquela en el portaobjeto, coloque el cubreobjeto y realice la observación microscópica. Material: Pinus sp (Pináceas) “pino” Señalar: células parenquimáticas axial y radial (cuando lo tipos celulares están agrupados se pueden observar ambos sistemas estructurales), traqueidas, raramente fibrotraqueidas, y fibras. No hay miembros del vaso ni fibras libriformes. En las traqueidas indique la pared primaria, pared secundaria, tipo de puntuación, forma de los extremos, lumen celular. Indique el aumento que utilice para realizar el esquema. 72 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 3- Complete la tabla comparativa referida a los tipos de células xilemáticas observadas Tipo celular Extremos (abierto/ cerrado) Pared/es (espesamientos) Puntuaciones Protoplasto (presencia/ ausencia) Xilema 1° o Xilema 2° (axial o radial) Grupo taxonómico Traqueida Miembro del Vaso Célula parenquimática Fibra libriforme Fibrotraqueida Otras 73 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología TRABAJO PRÁCTICO N°11 ANATOMÍA VEGETAL: TALLO PRIMARIO Y SECUNDARIO Contenidos: Anatomía de tallo primario y secundario. Estructura y función de los diferentes tejidos. Tallo primario: tejidos y regiones; estelas; haces. Semejanzas y diferencias entre Mono y Dicotiledóneas Tallo secundario: cambium, felógeno y tejidos derivados; leño temprano, tardío y anillos de crecimiento; albura y duramen. Objetivos: Identificar los tejidos primarios presentes en la anatomía de un tallo de Dicotiledóneas y uno de Monocotiledóneas. Comparar la anatomía de ambas clases de Angiospermas. Señalar en un esquema los tejidos secundarios de una Dicotiledónea leñosa. Comparar la anatomía primaria con la secundaria de un tallo. El tallo expone las hojas a la luz y es la vía por la que las sustancias se transportan de las raíces a las hojas y viceversa; puede almacenar distintas sustancias. Por su asociación con las hojas, su anatomía interna primaria es más compleja que la de la raíz y presenta los 3 sistemas de tejidos. a- Epidermis: superficie externa de un tallo joven, constituida por células tabulares, proporcionalmente con pocos estomas y cubierta por la cutícula. b- Corteza: formada básicamente por un clorénquima con grandes espacios intercelulares, y tejidos de sostén dispuestos generalmente en cordones longitudinales: predomina el colénquima en las Dicotiledóneas y el esclerénquima en las Monocotiledóneas. No hay endodermis morfológicamente diferenciada. Médula: región central de parénquima, con notables meatos; su función es la acumulación de sustancias de reserva. En algunas especies se encuentra destruida en los entrenudos. Tanto corteza como médula pueden contener idioblastos y/o laticíferos. c- Haces vasculares: son cordones longitudinales de xilema y floema primarios. Entre los hacecillos hay parénquima interfascicular. Los haces se disponen en eustela en las Dicotiledóneas, y en atactostela en las Monocotiledóneas. No hay periciclo. En las plantas leñosas, con crecimiento secundario, por la actividad de restos de procambium y por desdiferenciación del parénquima interfascicular, se forma el cambium que genera xilema y floema secundarios, dispuestos en anillos concéntricos. Periféricamente, por desdiferenciación de tejidos subepidermicos, se establece el felógeno, que produce súber y felodermis, dispuestos en franjas longitudinales superpuestas. 74 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Actividades: 1- Observación del transcorte de un tallo de una Monocotiledónea. Material: Realice cortes transversales, perpendiculares al eje, de superficies paralelas, colóquelos en agua y seleccione los más delgados; monte el preparado correspondiente. Indique el aumento Esquematice un círculo según el aumento utilizado y en él señale regiones y tejidos primarios médula haz vascular epidermis xilema primario (xi) proto y metaxilema floema primario (fl) proto y metafloema parénquima medular clorénquima esclerénquima Tipo de estela: ...............................: Tipo de haz: .................................... Sentido de maduración del xi: ..................... Sentido de maduración del fl: ...................... 75 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 2- Observación del transcorte de un tallo de una Dicotiledónea herbácea. Material: Realice cortes transversales, perpendiculares al eje, de superficies paralelas, colóquelos en agua y seleccione los más delgados; monte el preparado correspondiente. Indique el aumento Esquematice un círculo según el aumento utilizado y en él señale regiones y tejidos primarios: corteza médula haz vascular radio medular epidermis xilema primario (xi) proto y metaxilema floema primario (fl) proto y metafloema procambium parénquima cortical parénquima interfascicular parénquima medular clorénquima colénquima Tipo de estela: ...............................: Tipo de haz: .................................... Sentido de maduración del xi: ..................... Sentido de maduración del fl: ...................... 76 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 3- Reconocimiento de los tejidos de un tallo secundario de una Dicotiledónea leñosa. En los siguientes esquemas, que representan la transición de estructura primaria a secundaria de un tallo, denomine los tejidos y estructuras señaladas (esquema realizado por Elizabeth Mendoza) Estructura primaria del tallo Establecimiento del cambium Estructura secundaria del tallo 77 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 4- Observación macroscópica de leño Esquematice los cortes transversales y longitudinales del material proporcionado y señale: anillos de crecimiento, leño temprano, leño tardío, albura, duramen, ritidomis y lenticelas. Material: 78 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología TRABAJO PRÁCTICO N°12 ANATOMÍA VEGETAL: RAÍZ PRIMARIA Y HOJA Contenidos: Anatomía de la raíz primaria. Estructura y función de los diferentes tejidos. Transporte vía apoplasto y simplasto y la especialización de la endodermis. Tipos de raíces por la ubicación de los tejidos vasculares (xilema y floema primario). Origen de raíces laterales Anatomía de la hoja. Estructura y función de los diferentes tejidos. Tipos de hojas por la ubicación de los estomas y de los tejidos parenquimático en empalizada y lagunoso. Anatomía de la hoja en relación con el ambiente. Objetivos: Analizar la anatomía de la raíz primaria. Comparar la anatomía de la raíz con la del tallo. Analizar la anatomía de la hoja en especies de Dicotiledóneas y de Monocotiledóneas. Reconocer la estructura y la función de cada tejido. Identificar los tipos anatómicos de las hojas en relación a sus adaptaciones al ambiente. La raíz constituye la parte subterránea del cormo. Está implicada en la absorción de agua y sales minerales y en la fijación, otras dos funciones asociadas son almacenamiento y conducción. Las raíces axonomorfas y fasciculadas tienen crecimiento primario y similar anatomía; algunas raíces pivotantes adquieren crecimiento en grosor (crecimiento secundario). La anatomía primaria de la raíz es relativamente simple por la ausencia de hojas. En una raíz joven a nivel de la zona de absorción se observan los 3 sistemas de tejidos dispuestos en capas concéntricas: 1. Epidermis o rizodermis: uniestratificada o a veces pluriestratificada, con pelos radicales o absorbentes (prolongaciones tubulares unicelulares); sin estomas y cutícula muy delgada o ausente. 2. Córtex: región constituida fundamentalmente por un parénquima con plástidos de almacenamiento y característicos espacios aeríferos, excepto en las capas más externa (exodermis) e interna (endodermis). La endodermis presenta la banda de Caspary en las paredes anticlinales (radiales y terminales) de sus células. En la endodermis de raíces que permanecen siempre en estado primario la pared tangencial externa y las dos radiales se engrosan y lignifican, pero enfrentadas al protoxilema se encuentran células de paso, que mantienen sus paredes delgadas y con banda de Caspary. 3. Cilindro central: región que abarca al periciclo, xilema y floema primarios, los tejidos vasculares primarios se disponen en actinostela. El desarrollo del crecimiento secundario en la raíz es similar al del tallo, pero el cambium se forma sobre restos de células procambiales más la desdiferenciación parcial del periciclo, tejido que también origina al felógeno y ramificaciones laterales primarias de la raíz. 79 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología La estructura de una hoja responde a tres presiones evolutivas opuestas: exponer una superficie máxima a la luz, conservar el agua, y asegurar el intercambio gaseoso. Una hoja normal tiene los tres sistemas de tejidos distribuidos en patrones propios de cada especie y adaptados a distintas condiciones ambientales (disponibilidad hídrica, heliofanía, etc.) 1. Epidermis: uniestratificada o a veces pluriestratificada, de células dispuestas en forma compacta; abundantes estomas de diversa posición; con cutícula; tricomas y/o glándulas. 2. Mesófilo: región formada fundamentalmente por clorénquima de 2 tipos: en empalizada de células columnares y ordenadas, y esponjoso de células estrelladas e irregularmente dispuestas; según como se dispongan ambos, se reconocen hojas de estructura isolateral o dorsiventral. Suele existir colénquima o esclerénquima en los márgenes de la hoja. 3. Nervios o haces vasculares: cordones de xilema y floema primarios, rodeados por una o varias capas de células parenquimáticas, la vaina del haz, unida a veces a la epidermis por bandas de tejido de sostén constituyendo la extensión de la vaina del haz. Actividades 1. Observación y dibujo de la anatomía de una raíz primaria Material: Iris germanica ( Iridáceas) “ lirio “ Identificar y señalar los diferentes tejidos primarios y sus detalles. Indique el aumento. epidermis = rizodermis pelo absorbente exodermis endodermis parénquima cortical o córtex periciclo proto y metaxilema proto y metafloema célula de paso vía apoplasto vía simplasto (raíz lateral) Maduración del xi: .................................. Maduración del fl: .................................... Tipo de estela: ......................................... Tipo de raíz por la disposición y desarrollo de polos de xi: ............................ 80 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 2- Observación y dibujo del corte transversal de una hoja bifacial (dorsiventral) Material: Ligustrum lucidum (Oleáceas) “ligustro” Identificar y señalar los diferentes tejidos primarios y sus detalles Indique el aumento. epidermis abaxial y adaxial, parénquima en empalizada, parénquima esponjoso, tejido de sostén, xilema primario, floema primario, estomas, mesófilo, vaina del haz. Tipo de hoja por ubicación de estomas: Adaptación al ambiente: 3- Observación de una hoja unifacial (isolateral o isobilateral) Material: Identificar y señalar los diferentes tejidos primarios y sus detalles Indique el aumento. epidermis abaxial, epidermis adaxial, parénquima en empalizada, parénquima esponjoso, tejido de sostén, xilema primario y floema primario, estomas, mesófilo. Tipo de hoja por ubicación de estomas: Adaptación al ambiente: 81 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 4- Observación de una hoja de una Monocotiledónea Material: Identificar y señalar los diferentes tejidos primarios y sus detalles. Indique el aumento. epidermis abaxial, epidermis adaxial, parénquima en empalizada, parénquima esponjoso, tejido de sostén, xilema primario y floema primario, estomas, mesófilo Tipo de hoja por ubicación de estomas: Adaptación al ambiente: 5- Observación de una hoja de una Gimnosperma Material: Pinus halepensis (Pináceas) “pino de alepo” Identificar y señalar los diferentes tejidos primarios y sus detalles. Indique el aumento. epidermis abaxial, epidermis adaxial, parénquima, tejido de transfusión, endodermis, canales resiníferos, tejido de sostén, xilema primario y floema primario, estomas, mesófilo Tipo de hoja por ubicación de estomas: Adaptación al ambiente: 82 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología TRABAJO PRÁCTICO N°13 ANATOMÍA DE LOS ÓRGANOS REPRODUCTIVOS Contenidos: La flor, la estructura de las piezas fértiles: estambres y carpelos. Anatomía de la antera, tipos de dehiscencia. Polen, nociones sobre su estructura, intina, exina, aperturas (colpos y poros). Anatomía del ovario: carpelos, tipos de placentación y tipos de óvulos: ortótropo. anátropo, campilótropo. Fecundación de las angiospermas, formación del tubo polínico, saco embrionario, gametas y doble fecundación. Objetivos: Analizar la anatomía de las piezas florales fértiles: carpelos y estambres. Reconocer las estructuras de un grano de polen. Reconocer los tipos de óvulos y sus estructuras. Comparar los distintos tipos de placentación. Comprender la importancia biológica de la flor. La flor de las angiospermas se caracteriza por poseer ciclos estériles (cáliz y corola) y fértiles (androceo y gineceo). El cáliz está compuesto por sépalos y la corola por pétalos, que son hojas estériles no presentes en el resto de las espermatofitas. El androceo o ciclo masculino está constituido por estambres (microesporofilos) que poseen generalmente un filamento y una antera. La antera tiene 4 microsporangios (sacos polínicos) unidos por el tejido conectivo. El gametófito masculino (grano de polen) presenta un núcleo generativo, que formará los anterozoides, y uno vegetativo que generará el tubo polínico. El gineceo o ciclo femenino, formado por las hojas carpelares o carpelos (megaesporofilos), posee una superficie preparada para recibir al grano de polen llamada estigma, un estilo preparado para hacer crecer al tubo polínico hacia los óvulos protegidos en el ovario. Los óvulos están unidos a la pared del ovario mediante un tejido llamado placenta, esta forma de unión o "tipos de placentación" es útil para la determinación de las familias. En el óvulo se desarrolla el gametofito femenino (saco embrionario), en general, está reducido a unas pocas células o núcleos (3 antípodas, 2 polares, 2 sinérgidas y oósfera). El proceso de fecundación de las Angiospermas comienza con la llegada del grano de polen al estigma, parte receptiva de la flor. El polen retenido por las células estigmáticas produce su germinación apareciendo el tubo polínico que pasa a través de la intina y sale por los poros germinativos o colpos. La célula vegetativa generará el crecimiento del tubo polínico, y la célula generativa se dividirá para producir las células espermáticas, que serán las que actúen como gametos. El tubo polínico crece atravesando el estigma y el estilo llevando en su extremidad al núcleo de la célula vegetativa seguido por el núcleo generativo (o por los gametos resultantes de su división). El crecimiento del tubo polínico continúa por el estilo nutriéndose a expensas de sus tejidos. Se dirige hacia el ovario hasta llegar a la micrópila, por donde penetrará al óvulo. El extremo del tubo polínico llega al aparato ovular y es recibido por las sinérgidas. Uno de los gametos se fusiona con la oósfera para dar luego lugar al la cigota que luego producirá el embrión, y el otro se reúne con las células polares para dar lugar luego al endosperma triploide. Este proceso de doble fecundación sólo sucede en las Angiospermas. 83 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Polares Oosfera Anterozoides Representación gráfica del ciclo vital de una Angiosperma (de Greulach & Adams, “Las Plantas” Ed. Limusa-Wiley, México, 1970 84 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología En las Angiospermas los óvulos se forman a partir del tejido placentario. Muchos óvulos poseen dos tegumentos protectores la primina y la secundina, otros poseen sólo uno de estos tegumentos. Los tegumentos van creciendo alrededor de tejido nucelar hasta rodearlo completamente, pero dejando una abertura que constituirá la micrópila por donde luego penetrará el tubo polínico. La morfología de los óvulos es muy variada pero por las relaciones que guardan entre sí la micrópila, la chalaza, y el funículo, se pueden reconocer tres formas: Óvulo Ortótropo, el más primitivo, las tres regiones se ubican en línea recta. Anátropo (los más frecuentes), donde el cuerpo del óvulo ha girado 180º sobre su base, de modo que la micrópila queda próximo al funículo y más cerca de la placenta. Óvulos Campilótropos su cuerpo se arquea quedando próximo a la chalaza y la micrópila Placentación El carpelo se interpreta como la unidad básica del gineceo. Una flor puede tener uno o varios carpelos. Un gineceo con un solo carpelo se lo considera apocárpico. Si hay dos o más pueden estar unidos gineceo gamocarpelar (=Gineceo sincárpico), o separados gineceo dialicarpelar (=Gineceo apocárpico). Como estructura foliar, el carpelo se describe plegado a lo largo de tal modo que la superficie adaxial queda encerrada y los márgenes están más o menos completamente unidos. Dentro del ovario se distingue la pared del ovario, el lóculo o lóculos y en un ovario multilocular los tabiques. En la unión de los carpelos se forma el tejido placentario o placenta que genera a los óvulos. Las placentas pueden estar ubicadas cerca de los márgenes o como a alguna distancia de ellos. La posición de la placenta en un ovario está relacionada con el tipo de unión de los carpelos. El estilo es una prolongación hacia arriba del carpelo. En los gineceos sincárpicos el estilo, si es único, deriva de todos los carpelos que lo componen. Los carpelos pueden estar unidos incompletamente, con el estilo como una única estructura compuesta en la base, y una estructura múltiple en el ápice; pueden tantas unidades estilares como carpelos hay en el ovario sincárpico. El estigma maduro suministra un ambiente adecuado para la germinación de los granos de polen y se denomina receptivo cuando llega al estado 85 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología maduro. Los estigmas en este estado pueden estar cubiertos con material segregado por un tejido glandular (estigmas húmedos). El tejido estigmático se conecta con el óvulo en la cavidad ovárica por el tejido de transmisión, que sirve como trayectoria para el tubo polínico en crecimiento y como fuentes de nutrientes. En los estilos sólidos el tejido de transmisión, forma uno o más cordones incluidos en el tejido fundamental o asociados con los haces vasculares. En los estilos con canales el tejido de transmisión tapiza el canal. 86 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología La dehiscencia de la antera es la apertura de la misma luego de su maduración. Los granos de polen pueden salir al exterior a través del estomio (es). La dehiscencia por lo general es longitudinal y cuando es así esta puede ser introrsa esto significa que la antera deja salir los granos de polen hacia adentro, con respecto al eje floral y extrorsa cuando los granos de polen salen hacia afuera. La dehiscencia puede ser también poricida cuando el polen sale por pequeños orificios apicales, o valvar cuando el polen sale por pequeñas tapitas que se levantan. Los granos de polen pueden tener formas variadas (esféricas, elipsoidales etc.) y normalmente están protegidos por una capa externa constituida por varias subcapas, la exina, muy resistente y formada por sustancias terpenoides que protegen el contenido vivo del polen. En la superficie de la exina existen diversas estructuras, así como repliegues (colpos) donde la pared es más delgada y también poros abiertos o con un pequeño tapón u opérculo. Más internamente adosada a la exina esta la intina, de naturaleza celulósica y péctica. El tubo polínico sale a través de los poros o colpos. Actividades 1. Observación y dibujo de un corte transversal de un ovario Material: Identificar las estructuras que lo forman y señalarlas en el esquema. Indique el aumento. Carpelos, Epidermis adaxial y abaxial. Óvulos: funículo, micrópila, tegumentos. Haz vascular. Reconocer el tipo de placentación: El tipo de óvulo: 87 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología 2. Observación y dibujo de un corte transversal de una antera Material: Identificar las estructuras que lo forman y señalarlas en el esquema. Indique el aumento. Epidermis, Estomio, Endotecio y paredes engrosadas, Capa media, Tapete Sacos polínicos y granos de polen, Conectivo, Haz conductor. 88 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología TRABAJO PRÁCTICO N°14 ANATOMÍA VEGETAL: LA SEMILLA Contenidos: La semilla, estructuras seminales. Tipos de semillas y su clasificación por la ubicación de los tejidos de reserva. Objetivos: Analizar y reconocer la morfología de los distintos tipos de semillas. Reconocer las estructuras seminales. La semilla está constituida por el embrión en estado de vida latente, acompañado o no de tejido nutricio, y protegido por el episperma. La semilla proviene de la transformación y desarrollo del primordio seminal, después de lograda la fecundación, en la cual se pueden distinguir las siguientes partes: 1. Tegumento seminal o episperma: es la cubierta de protección resistente. En su formación intervienen el o los tegumentos del ovulo o primordio seminal, denominados primina (externo) que da origen a la testa de la semilla, y la secundina que es más interna y da origen al tegmen de la semilla. Hilo: cicatriz de forma variada, generalmente de color diferente al del resto del episperma, que queda en la semilla al desprenderse ésta del funículo. Micrópila: pequeño orificio dejado en el ápice del primordio seminal por el o los tegumentos, que pueden permanecer visible o desaparecer en la semilla. Rafe: línea longitudinal en resalto, como una costura, presente en semillas que provienen de primordios seminales anátropos y campilótropos, originado por la soldadura del funículo con el óvulo. Arilo: excrecencia carnosa de desarrollo variable, localizada en diversos puntos de la cubierta seminal. Se considera una modificación relacionada con la diseminación. Carúncula: arilo micropilar de pequeñas dimensiones. 2. Embrión: es el esporofito joven, parcialmente desarrollado. Es el primordio de planta en estado de vida latente. 3. Tejido nutricio: es el tejido reservante que puede persistir en la semilla madura, o ser absorbido por el embrión y en este caso las reservas se acumulan en los cotiledones. De acuerdo al lugar que se ubican las sustancias de reservas, las semillas se clasifican en: Endospermadas o albuminadas: las reservas se almacenan en el endosperma o albumen, el embrión es generalmente pequeño. Ejemplos: trigo, maíz. Exendospermadas o exalbuminadas: las reservas se acumulan en los cotiledones, siendo éstos muy desarrollados. El embrión llena casi completamente la semilla. Ejemplos: poroto, girasol. Perispermadas: las reservan se ubican en la nucela. Ejemplos: pimienta, remolacha, quinoa. Protaladas: se encuentran en el prótalo o endosperma primario. Ejemplos: pino, cedro. 89 BOTÁNICA I CÁTEDRA DE BOTÁNICA AGRÍCOLA FCA - U.N.CUYO 2014 Ingeniería Agronómica Lic. en Bromatología - Bromatología Actividades 1. Observación y dibujo de una semilla albuminada Material: Identificar las estructuras que lo forman y señalar: Tegumento seminal Hilo Micrópila Rafe Embrión: cotiledones, radícula, plúmula Tejido de reserva Tipo de óvulo del que proviene: 2. Observación y dibujo de una semilla exalbuminada Material: Identificar las estructuras que lo forman y señalar: Tegumento seminal Hilo Micrópila Rafe Embrión: cotiledones, radícula, plúmula Tejido de reserva Tipo de óvulo del que proviene: 3. Observación y dibujo de una semilla perispermada Material: Identificar las estructuras que lo forman y señalar: Tegumento seminal Hilo Micrópila Rafe Embrión: cotiledones, radícula, plúmula Tejido de reserva Tipo de óvulo del que proviene: 90
