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UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 1 NOEL CATUNTA CURSO BASICO DE BOTANICA GENERAL UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 2 NOEL CATUNTA --------------------- CURSO BASICO DE BOTANICA GENERAL --------------------------*-------------------------- I Edición (15/04/2015) UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 3 AGRADECIMIENTO Doy gracias a Dios por la existencia que me dio y a mis padres (Irma y óscar), que con tanto empeño supieron instruirme. Me siento complacido en poder también agradecer a mis profesores por la enseñanza que nos imparten, acompañadas de gran motivación. Por ultimo a mis compañeros y compañeras que son mi fuente de inspiración. DEDICATORIA Esta obra se la dedico a majorie, mi apreciada amiga, y a mis padres por su gran labor de padres. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 4 AGRADECIMIENTOS. “he buscado el sosiego en todas partes y solo lo he encontrado sentado en un rincón apartado, con un libro entre las manos”. (Thomas de Kempis) “Los libros no se escriben en el momento en que el autor se sienta a elaborarlos, ese solo es el instante de la redacción final. Hacer un libro es cosa de toda la vida”. (Miguel ángel Núñez) Este texto en particular fue elaborado pensando en la realidad de muchos jóvenes que inmersos en el pesimismo no hacen más que trazarse desilusiones y fracasos; vivimos en tiempos donde los estudios se han vuelto de vital importancia. Solo con el estudio constante podernos podremos triunfar. Una recomendación para aquel que esté dispuesto a arriesgar por su futuro. Doy mi agradecimiento especial a quien con esfuerzo hizo posible la elaboración de este texto. Espero haber contestado adecuadamente. Como es habitual agradezco a Roberto catunta Mamani, mi más implacable colaborador. Confió en que este texto será de mucha utilidad para todo aquel que quiera conseguir sus anhelos más profundos, que el éxito sonría tu vida. Pr. NOEL CATUNTA MAMANI UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 5 I N D I C E BOTÁNICA GENERAL Prólogo…………………………………………………………………………..4 Definición--División de las ciencias botánicas--Botánica pura-- Botánica general-- Botánica especial-- Botánica aplicada-- Ramas de la botánica-- Importancia de las plantas……………………………………….7 CLASIFICACIÓN AGRÍCOLA DE LAS PLANTAS Herbicultura—Arboricultura………………………………………………………8 NIVELES DE ORGANIZACIÓN EN LAS PLANTAS Protofitos—Talofitos—Briofitos—Cormofitos……………………………10 CÉLULA VEGETAL Teoría celular—Definición—Tamaño de la célula—Formas. Partes constitutivas de la célula Pared celular, Composición química, Origen, Estructura de la pared celular, Modificaciones de la pared celular…………………………………..14 VACUOLA Funciones, Contenido de la vacuola……………………………………………..20 UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 6 PLASTIDIOS Fotosintéticamente inactivas: (Cromoplastos, Leucoplastos) — Fotosintéticamente activos: (Cloroplastos, Estatolitos) — Gerontoplastos--Etioplastos—Dictiosomas (cuerpos de Golgi)…….24 CITOESQUELETO Microtúbulos (tubulina) —Microfilamentos (actina) —Multiplicación celular………………………………………………………………..28 TEJIDOS VEGETALES O HISTOLOGÍA VEGETAL Definición—Células aisladas—Clasificación de los tejidos……………32 TEJIDOS DEFINITIVOS O ADULTOS PARÉNQUIMAS Funciones…………………………………………………………………………………..37 TEJIDO MECÁNICO O DE SOSTENIMIENTO Colénquima—Distintos tipos de colénquima—Esclerénquima……..39 TEJIDO DE CONDUCCIÓN O SISTEMA DE CONDUCCIÓN Xilema o leño—Floema……………………………………………………………….43 TEJIDO EPIDÉRMICO O DE PROTECCION Epidermis: (Modificaciones del tejido epidérmico, Tricomas, Estructura, Formas) —Peridermis………………………………………………48 LENTICELAS—HIDÁTODOS—RITIDOMA— RIZOIDES…….55 UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 7 TEJIDO SECRETOR Pelos glandulares—Papilas epidérmicas—Bolsas lisígenas—Canales o conductos esquizógenos—Tubos laticíferos—Nectarios……………59 ORGANOGRAFÍA LA RAÍZ: Origen—Partes de la raíz—Clasificación o sistemas de raíces— Adaptaciones de la raíz—Anatomía de la raíz—Importancia agronómica de la raíz………………………………………………………………….62 EL TALLO: Origen del tallo—Funciones del tallo—Partes del tallo—Clasificación de los tallos—Ramificación del tallo—Principales formas de la copa de los árboles—MADERA—Adaptaciones o modificaciones de los tallos—Anatomía del tallo—Importancia agronómica de los tallos..........................................................................................................................73 LA HOJA: Estructura de la hoja—Tipos de hojas: (simples y compuestas) — Partes de la hoja simple—Clasificación de la hoja simple— Consistencia de la hoja—Presencia o ausencia de tricomas—Duración de las hojas en el tiempo—Heterofilia o dimorfismo foliar—Hoja UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 8 compuesta—Clasificación de la hoja compuesta—Adaptaciones o modificaciones de las hojas—anatomía de la hoja—Importancia agronómica de las hojas…………………………………………..85 LA FLOR Verticilos florales (clasificación del cáliz, partes de un pétalo, olor, clasificación de la corola) —Simetría floral—clasificación de la corola—perianto y perigonio—órganos reproductores: (androceo (a), gineceo o pistilo (g)) —posiciones del gineceo—sexualidad floral—inflorescencia……………………………………………………………….100 POLEN Estructura del grano de polen—Estructura del ovulo—Importancia agronómica de las flores………....………………………………………………...120 POLINIZACIÓN Clases de polinización—Agentes polinizantes…………………………...124 FECUNDACION…………………………………………………………………………126 FRUTO Partes del fruto—Clasificación de frutos—Importancia agronómica de los frutos……………………………………………………………………………..128 UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 9 SEMILLA Origen de la semilla—Partes de la semilla—Adaptación de la semilla—diseminación o dispersión—Importancia agronómica de las semillas……………………………………………………………………………….134 GERMINACION Definición—Condiciones necesarias para la germinación…………..138 GLOSARIO…………………………………………………………………...141 BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………….175 UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 10 Prólogo En la naturaleza se observan una gran gama de vegetaciones de diversas formas y tamaños, lo cual ha llevado a distintos investigadores al asiduo trabajo de investigarlas, analizarlas, para una mejor comprensión del medio que nos acoge; siendo así, hoy en nuestra actualidad, nos vemos plagados con un sinfín de informaciones que han repercutido grandemente en el conocimiento y posteriores descubrimientos de transcendencia, lo cual ha permitido tener una mejor comprensión de la naturaleza en que residimos. Al tomar en cuenta los aspectos de la investigación y la rigurosidad que requiere su análisis me he sentido complacido en elaborar un material que pudiese facilitar la búsqueda de información con el objetivo de que los jóvenes estudiantes no se pongan trabas en la comprensión de temas elementales para el campo agrícola. La información que se presenta en este texto van acompañadas de imágenes para una mejor comprensión del estudiante. Las imágenes que se presenta son extraídas de diversas fuentes de internet, siendo muchas de ellas fotografías reales. Al ver la complicación de aprendizaje que se presenta en muchos jóvenes, me he sentido motivado a poder realizar este texto; texto que sin duda presenta información sencilla para una mejor comprensión. Ojala, esta modesta cooperación sea de gran acogida para los jóvenes estudiantes que, aspiran al éxito; jóvenes estudiosos que se adiestren para las tareas del mañana. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 11 Ten presente: Sir Francis Bacon dijo: “un poco de ciencia inclina al espíritu humano al ateísmo, pero las profundidades filosóficas llevan los espíritus humanos a la religión”. Que el conocimiento, joven estudiante, os lleve a una mejor contemplación de la existencia de un Dios que gobierna las leyes de la naturaleza y que es aun creador de la vida. EL AUTOR. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 12 INTRODUCCIÓN “si alguno tiene falta de sabiduría, demándela a dios, el cual da a todos abundantemente, y no zahiere; y le será dada”. (Santiago_1:5) Probablemente muchos como yo han deseado realizar un texto como este o mucho mejor, lo cierto es que la experiencia como alumno que fui me ha motivado a redactar este pequeño formulario, que por mis experiencias he visto conveniente. Así como yo, un muchacho poco experimentado en el campo del estudio, tuvo que esforzarse para salir de la ignorancia de la misma forma tú lo puedes hacer, tú lo decides. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 13 BOTÁNICA GENERAL Definición: La botánica (gr.: botané: planta; botano: hierba) es la ciencia que se ocupa de estudiar las plantase integra, junto con la zoología y la antropología, la biología o ciencia que estudia a los seres vivos. División de las ciencias botánicas La botánica puede dividirse en dos ramas: la botánica pura, que estudia a las plantas desde el punto de vista teórico y la botánica aplicada, que considera los casos prácticos o de aplicación de los vegetales. El conocimiento de la botánica pura es importante para aclarar los problemas que se presentan al estudiar la botánica aplicada. I. Botánica pura Se divide a su vez, del siguiente modo. A. Botánica general Estudia los caracteres generales de las plantas, tanto morfológicos como fisiológicos. a. Citología: es el estudio de las células. b. Histología: es el estudio de los tejidos. c. Morfología: es el estudio de las formas. d. Anatomía: es el estudio de la estructura y organización interna de los vegetales. e. Fito fisiología: (fisiología vegetal) estudia las funciones que se llevan a cabo en las plantas. f. Fitoquímica: (bioquímica vegetal) estudia la composición química de los vegetales. g. Ecología: estudio de la adaptación de los vegetales a los ambientes. h. Genética: estudio de los mecanismos de la herencia. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 14 i. Embriología: y ontogenia, estudio del origen y el desarrollo de las plantas. j. Palinología: estudio de las esporas y del grano del polen. k. Teratología: estudia las anomalías y monstruosidades que pueden aparecer en el organismo vegetal. l. Organografía: estudialos órganos de la planta. B. Botánica especial Es el estudio de los caracteres específicos de las diversas plantas para proceder a su clasificación; comprende también el estudio de los vegetales que existieron en otras épocas sobre la superficie de la tierra. Se divide en: a. Botánica sistemática: estudia la identificación, descripción y clasificación de las plantas. b. Fitogeografía: estudia la distribución actual de los vegetales en la superficie terrestre. c. Paleontología: estudia los restos fósiles que existieron en el pasado. d. Fitografía: hace descripción de cada una de las plantas atendiendo con preferencia la forma de los órganos más importantes. II. Botánica aplicada Es el estudio de la utilidad que las plantas pueden reportar al hombre desde el punto de vista de la alimentación, de la medicina y de la industria. a. Fruticultura: estudia cultivos frutales. b. Horticultura: estudia cultivos de hortalizas. c. Silvicultura: estudia los bosques (forestales). d. Fitopatología: estudia las enfermedades de las plantas. e. Cultivos hidropónicos: son cultivos que se efectúan en agua, con un alto contenido de nutrientes. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 15 f. Cultivos invitro: son cultivos en vidrio, poseen un medio especial de preparado para que el crecimiento de la semilla sea el más óptimo. g. Cultivos in situ: la germinación de la semilla se da en el lugar de su siembra. h. Floricultura: estudia el cultivo de flores. i. Farmacognosia: (botánica farmacéutica) estudia a plantas que contienen principios activos. j. Fitomejoramiento: estudia la variabilidad genética y la selección de plantas. Ramas de la botánica a. Bacteriología: estudia a las bacterias. b. Ficología: estudia a las algas. c. Micología: estudia a los hongos. d. Briología: estudia a los musgos y hepáticas. e. Pteridología: estudia a los helechos. f. Microbiología: estudia a los organismos microscópicos. g. Liquenología: estudia a los líquenes. Nota: ¿Qué es FLORA?- Es el conjunto de especies vegetales de una determinada región (espacio geográfico). UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 16 Importancia de las plantas Nos proporciona oxígeno, que es la vital fuente para nuestra existencia. Nos proporciona alimentos, como: Vid, olivo, cebada, quinua, quiwicha, café, cañigua, espinaca, tomate, brócoli, rabanito. Es un gran suministro de materia prima para la industria: textilera, cervecera, petrolera, cafetalera, para el campo de la construcción, etc. Son medicinales, tenemos: uña de gato, manzanilla, sábila, coca, betarraga, diente de león, yacón, anís, belladona, linaza, llantén, muña, menta, hierba luisa, hinojo, ajo, cebolla, romero, no ni, etc. Protege a los suelos de las erosiones: la lluvia y el veinte erosionan el suelo ocasionando suelos improductivos, por lo tanto las plantas son muy importantes para evitar la desertización. Son la vivienda y refugio de innumerables seres vivientes, desde los microscópicos hasta los macroscópicos (animales). Forman parte de la pirámide alimenticia. Son filtro para la contaminación ambiental. Ellas regulan la temperatura, generan oxígeno para reducir el calentamiento global. Sin duda existen muchos otros beneficios que nos reportan las plantas, queda al criterio del estudiante el enumerarlas, esto según lo vea conveniente. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 17 CLASIFICACIÓN AGRÍCOLA DE LAS PLANTAS I. Herbicultura Es el estudio de plantas solamente herbáceas de consistencia blanda. Se divide en: A. Alimenticias Cereales: pertenece a la familia poáceas (gramíneas), por ejemplo tenemos: trigo, centeno, maíz, arroz, avena. a. Menestras: son especies fabáceas o leguminosas. ej.: arvejas, porotos, pallares, lentejas, habas, soja, tarwi. b. Pseudocereales: quinua, quiwicha y cañigua. c. Tubérculos: son tallos de diferentes familias, tenemos: papa, oca, olluco, isaño. d. Raíces: tenemos: camote, yacón, zanahoria, nabo, racacha. e. Pratenses: son plantas forrajeras, ej.: alfalfa, maíz chalero, avena forrajera, kudzu, pasto de elefante. B. Industriales a. Sacaríferas: son plantas de donde se extrae azúcar (caña de azúcar, remolacha azucarera, estevía). b. Textiles: proporciona fibras para la confección de ropas y otros productos (lino, yute, cáñamo, romio, algodón). c. Oleaginosas: obtención de aceites (soja, girasol, maní, ajonjolí, maíz). d. Insecticidas: insecticidas biosidas son de origen natural (lupino, tabaco, toñuz, piretro, rotenonas, barbascos) e. Aromáticas: orégano, geranio, la albaca, cilandro, apio, hierva luisa, manzanilla, cedrón, tomillo, estragón, apio, comino. C. Medicinales: orégano, manzanilla, hierva luisa, llantén, colas de caballo, sábila, geranio, muña, ruda, paico, caléndula. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 18 II. Arboricultura Es el cultivo de árboles de consistencia leñosa (dura) son perennes. Se dividen en: A. Frutales a. Cítricos: limón, naranja, lima, limón, sidra, mandarina, etc. b. De nuez: pecanas, castañas, nueces, almendras. c. De hueso: son aquellos que tienen una sola semilla (durazno, damasco, ciruela). d. De pepitas: membrillo, manzana y pera. e. Tropicales: palta, mango, papaya, coco, etc. f. Frutales menores: mora, higuera, y guayaba. B. Industriales a. Arboles industriales: olivo, caucho, tragacanto (goma de mascar), cacao. b. Arboles maderables: roble, pino, cedro, caoba, eucalipto, ispingo, algarrobo. c. Arboles de sombra y de adorno: vilca, sauce, álamo, acacias, molle, fresnos, jacaranda, etc. C. Ornamentales De jardinería y parques (vilcas, magnolia, mioporio, tulipán africano, palo verde, palo borracho, chiflera, casuarinas, álamo, jacaranda, tamarix, sauce, araucaria, pino, molle hawaiano). UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 19 NIVELES DE ORGANIZACIÓN EN LAS PLANTAS Según la complejidad de las plantas, estas se dividen en:A. Protofitos: Son organismos, siendo gran parte de ellos acuáticos (algas cianofitas (azul verdosas) y algunos hongos). B. Talofitos: UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 20 Presentan un cuerpo llamado talo conformado por muchas células pero que no presentan haces vasculares (tejidos de conducción; xilema y floema). Por ejemplo: a) Género: lessonia (feofitas)=algas pardas. b) Beneficios: se extrae ácido algínico o alginatos para la elaboración de productos alimenticios. a) Género: porphira (rodofitas)=algas rojas. b) Beneficios: estas algas se consumen, sirve de alimento; también se obtiene de estas algas agar-agar y el carragenin, esta última evita la sedimentación de los productos como: las chocolatadas envasadas que se venden en el mercado. a) También tenemos a las (clorofitas)=algas verdes. Ulva. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 21 a) Hongos: están conformados por filamentos denominados hifas, que a su vez estas en conjunto forman los micelios; las hifas pueden ser: cenocíticas o tabicadas, tenemos como un claro ejemplo a los champiñones. C. Briofitos: Es un grupo que se encuentra entre los talofitas y los cormofitos porque les gusta el agua pero pueden vivir en ausencia de ella por un breve tiempo. (Musgo). UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 22 D. Cormofitos: Es el grupo mayor que conforman a los helechos y a las espermatofitas. En ella se presencia haces vasculares que son tejidos de conducción (xilema y floema). Espermatofitas: esperma (semilla) y fitos (planta) son plantas con flores, viene a ser el grupo más evolucionado. SPERMATOPHITAS a. Pinophitas (gimnospermas) UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 23 Gimnos (descubierto) y perma (semilla), las semillas no están dentro de un recipiente (ovario). b. Magnoliophitas (angiospermas) Angios (sacos) y perma (semilla) las semillas se encuentran dentro de un recipiente denominado ovario. Se clasifican en: a. Clase magnoliopsida (dicotiledónea) 1. Familias: o Fabáceas: menestras. o Rosáceas: frutas. o Solanáceas: papa, tomate, ají, rocoto, berenjena, etc. o Rutáceas: cítricos. o Cucurbitáceas: sandilla, zapallo, melón, calabaza. b. Clase liliopsida (monocotiledóneas) 1. Familias: o Poáceas (gramíneas): trigo, arroz, avena, maíz, cebada. o Musáceas: plátano. o Arecáceas (palmeras): palmera datilera, palmera cocotera, marfil. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 24 CÉLULA VEGETAL Teoría celular Las primeras observaciones de las células fueron hechas por leeuwenhoeck pero no se le dio crédito. Tanta extrañeza causaba que, cuando más tarde Robert Hooke (1665) rebelo la existencia de los seres microscópicos, ante la sociedad real de Londres, tuvo que llevar su microscopio y hacérselos ver para que creyeran y se convencieran. Dicho descubrimiento produjo gran entusiasmo y muchos se dedicaron con afán, ayudados de lentes primitivos, al estudio de los vegetales. El mismo Hooke (1667) observó que estaban formadas por pequeñas cavidades o celdillas, que llamo células. Se distinguieron también en esos trabajos grey (1672) y Malpighi, quien comprobó la presencia de células en muchos vegetales. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 25 Posteriormente Robert Brown (1831) hizo un gran aporte al descubrir el núcleo de la célula, desde entonces numerosos hombres de ciencia multiplicaron las investigaciones y comprobaciones al respecto, lo que dio origen al teoría celular, formulada por mathias scleiden (botánico) y Theodor schwann (zoólogo) en 1838, en la cual se admite que todo los vegetales están formados por células. Al año siguiente, schwann la hizo extensiva a los animales. Para comprobar si realmente la célula debía considerarse como unidad anatómico- fisiológica, o si debían tomar como tales a elementos más pequeños, se han efectuado numerosos experimentos de merotomía, que consiste en fragmentar células vivas; se ha podido observar así que la parte de la célula que contiene el núcleo sigue viviendo y la otra muere; en cuanto al núcleo sin ninguna porción de protoplasma tampoco puede existir, llegándose a la conclusión de que tanto el citoplasma como el carioplasma son indispensables y se complementan mutuamente, formando una unidad fisiológica. Además, como la célula es el último elemento capaz de llevar vida independiente y de reproducirse, realizando los atributos de la vida, debe considerarse también como unidad biológica, de modo que podamos llamar organismo o ser unicelular al que consta de uno solo de estos elementos y pluricelular al que esté formado por varios. Por lo tanto, la célula es el elemento fundamental de todos los seres vivos. Definición: Célula, es una porción de protoplasma provista de núcleo, es decir, es la unidad estructural u funcional de todo ser vivo. Tamaño de la célula El tamaño de la célula es muy variable y para estudiarlo se necesita de un microscopio, aunque algunas células pueden observarse a simple vista. La unidad de medida que se utiliza son los micrómetros (µm) equivalente a la milésima parte de un milímetro. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTAM., NOEL (2015) 26 El tamaño medio de las células de los tejidos vegetales varía entre 20 y 100 µm. algunas fibras, como las del ramio (bohemeria nívea) pueden medir entre 20 y 50 µm y ciertas células que tienen el látex en muchas plantas (laticíferos) pueden medir más de un metro. La medida general de la célula vegetal esta entre 10 y 100 µm. Formas a. Poliédricas: en la cebolla. b. Alargadas: en los tubos laticíferos de las euforbias. c. Ovoides: en el parénquima esponjoso. d. Fusiformes: en las traqueidas del tejido de conducción. e. Isodiamétricas: en el colénquima. Partes constitutivas de la célula Pared celular Es un tipo de matriz extra celular, que forma una estructura densa, rígida y fuerte, rodeando las células le quita movilidad a las células y es responsable de las características especiales de crecimiento, nutrición, reproducción y defensa. Posee de pasajes para el intercambio celular denominadas plasmodesmos. Como última referencia podemos ver UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 27 que, cuando una célula muere lo único que permanece es la pared celular lignificada (plantas). Composición química Está conformada principalmente por celulosa, hemicelulosa, sustancias pépticas, lignina, gomas, mucilagos, ceras y taninos. Origen La primera manifestación de la nueva pared es la placa celular que se forma en el fragmoplasto. Esta placa comienza a formarse en el centro de la célula y va progresando hacia los bordes (crecimiento centrífugo) hasta dividir en dos a la célula madre. Los dictiosomas toman parte de la nueva pared, ya que se los observa en gran número cerca del fragmoplasto. En la formación de la pared celular intervienen los microtúbulos, así también los ya mencionados dictiosomas. Estructura de la pared celular a. Pared primaria Es la primera que aparece (son más visibles en plantas herbáceas). Las microfibrillas se disponen en forma desordenada en la pared primaria, que resulta entonces isotrópica y plástica. El depósito de las microfibrillas puede hacerse por aposición, es decir, unas sobre otras, o por intususcepción, intercalándose entre otras ya depositadas. El crecimiento de la pared se da de afuera hacia adentro: las primeras microfibrillas que UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 28 se depositan en lo que vendrá a ser la parte exterior de la pared y las capas sucesivas se van colocando hacia el interior de la cavidad celular. Mientras la célula está creciendo la pared primaria aumenta simultáneamente de espesor y superficie. Se estimó que aun las más pequeñas células meristemáticas pueden llegar a tener entre 1000 y 500 000 plasmodesmos que las vinculan con sus vecinas. b. Lamina media La laminilla media está formada por una sustancia amorfa, constituida principalmente de sales cálcicas y magnésicas del ácido péctico. Es posible que la laminilla media penetre mediante prolongaciones muy finas en el espesor de las paredes, contribuyendo así a mantener la unión entre las mismas. c. Pared secundaria La principal diferencia estructural entre la pared primaria y la secundaria está en la disposición ordenada de las microfibrillas que ocurre en la secundaria. Esta disposición confiere a esta pared sus características elásticas. Se observa en las plantas arbóreas. El principal componente de la pared secundaria es la lignina Modificaciones de la pared celular a. Suberificación (suberina) Es la transformación de la celulosa en suberina, sustancia de composición y propiedades parecidas a la cutina. Las células superficiales del tallo y de las raíces suberifican toda la membrana, lo que provoca la muerte del protoplasma; dichas células constituyen el súber o corcho. En ciertos casos forma capas de bastante espesor, como en el alcornoque, roble, quebracho, etc. b. Lignina UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 29 La lignina es una sustancia más dura que la celulosa. Es elaborada por el protoplasma y se incrusta en la membrana celulósica formando capas concéntricas y reduciendo la cavidad celular. Las células lignificadas tienen paredes muy resistentes y constituyen el verdadero esqueleto de sostén del vegetal; forman la madera, el hueso o caroso de algunas frutas, etc.; es decir, las partes de mayor dureza. Según lo ya mencionado la lignina es el componente que se encuentra en la pared celular (Las 2/3 parte de la pared es celulosa y 1/3 es lignina). c. Esporopolenina Es un compuesto químico que se encuentra en la superficie del grano de polen la EXINA, también lo hallamos en las esporas. d. Gelificación Es un fenómeno por el cual la membrana de las células superficiales de algunas plantas o semillas, en contacto con el agua, se hincha, formando una especie de gelatina o goma. Al producirse la destrucción de la lámina media las células se sueltan, es decir se mueven. e. Mineralización Es la incrustación de sales de sílice o de calcio. Es notable la dureza que comunican a los tallos del trigo. La forma rígida de algunos tallos es debido al carbonato de calcio (𝐶𝑎𝐶𝑂4) además contiene caliza, un compuesto que le da aspereza. f. Cerificación UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 30 Para hacerse más impermeables algunas células epidérmicas, a la cutina agregan cera que se acumula sobre algunas hojas, frutas… (Ciruela, uvas), presentándose bajo la forma de un polvo muy tenue y de color blanco azulado o de pelitos microscópicos. Ordinariamente la cantidad de cera es pequeña, pero a veces es tan abundante que puede ser explotada con fines industriales, como la cera de la palmera de los andes (ceraxylon andicola). Hay presencia de ceras en la pared celular, esto le confiere a las plantas una mayor protección. Tenemos: a los frutos, hojas, palmeras ceríferas, cera de carnauba. g. Cutinización Es la transformación de la celulosa en cutina. Su propiedad predominante es la de ser impermeable. Forma una capa llamada cutícula cuya función consiste en proteger los órganos que recubre, de la acción del frio y de la evaporización. h. Calosa Es un compuesto químico, se encarga de taponar todo los agujeros de la capa cribosa, esto se da cuando hay escasez de agua. Para que la planta comience nuevamente su actividad las enzimas destruyen la calosa y los agujeros de la placa cribosa reanudan su actividad.UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 31 VACUOLA En el citoplasma de las células vegetales y después de la etapa juvenil, aparecen en el citoplasma pequeñas vesículas (vacuolas) rodeadas de una membrana llamada tonoplasto. Se sugirió que estas vesículas se formarían a partir del retículo endoplasmático, desprendiéndose de él y aumentando el tamaño, para luego, por un proceso de coalescencia, confluir dando vesículas mayores. Esta hipótesis se apoya en el hecho de que ciertas enzimas del retículo endoplasmático se hallan en el tonoplasto. El contenido de las vacuolas se llama jugo celular y el conjunto de las vacuolas se denomina vacuoma. El agua es la sustancia más abundante del jugo celular. A medida que la célula alcanza el estado adulto, las vacuolas se van uniendo entre si hasta formar una sola vacuola que puede llegar a ocupar hasta el 90% o más del lumen celular. Funciones Almacenamiento En el contenido vacuolar hay sustancias que le van a importar a la célula, como también se hallara sustancias toxicas. Turgencia de la célula Permite la cantidad máxima de almacenaje, es decir, cuando la vacuola llega al límite permisible no permite más el ingreso de agua. Permite movimiento (tropismo) Permite el movimiento frente a estímulos externos (luz, temperatura, etc.), también lo podemos ver en plantas carnívoras como: la sensitiva y plantas insectívoras. Contenido de la vacuola a. Agua Es el principal componente de la vacuola por su abundancia. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 32 b. Pigmentos antociánicos Son de naturaleza liposoluble; presentan los siguientes colores: rojo, purpura, azul y violeta. Ej.: mora, berenjena, zarzamora, higos, salmuera, arándano, campanilla, gladiolos morados, los azulejos, etc. c. Aceites esenciales (aromáticos) Ej.: orégano, perejil, menta, hierva luisa, hinojo, canela, laurel, las flores, el carmín, pimienta, manzanilla, tomillo, etc. d. Aceites (oleaginosas) Lo encontramos en: olivo, soja, palta, girasol, algodón, palma aceitera, aceite de ajonjolí, maní, cacao, etc. e. Taninos Son sustancias amargas; puede tener colores como: amarillo y anaranjado. Ejm: te, café, granada, frutos verdes. f. Alcaloides Son También sustancias amargas; se encuentran en hojas verdes, algunos frutos y en tallos de determinadas plantas. Nicotina: tabaco. Solanina: frutos de la papa. Teobromina: cacao. Cocaína: hojas de coca. Coniina: cicuta. Alcaloides fuertes Quinina: quina (para curar el Paludismo) Cafeína: cacao, te, café. Teofilina: te. Curarina: curare. Estricnina: nuez vómica. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 33 g. Glucósidos Son sustancias amargas, ej.: la quinua. Faseolunatina: pallares, frejoles, garbanzos. Sinigrina y sinalbina: mostaza. Amigdalina: ciruela. Digitalina: digital o dedalera (se emplea en medicina). Dhurrina: sorgo. h. Látex Está compuesto por enzimas y caucho, es ampliamente utilizado en la industria automovilística y otros. i. Cristales de oxalato de calcio Es el componente más común de los cristales vegetales, y resulta de la acumulación intracelular de Calcio. Los cristales tienen forma de arena cristalina, de agujas en los rafidios, columnas en los estiloides (Eichhornia crassipes), prismática en los cristales prismáticos simples o compuestos: las drusas UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 34 j. Ácidos orgánicos Ácido cítrico: limón, toronja, pomelo, sidra, mandarina. Ácido oxálico: oca. Ácido málico: vacuola de frutos inmaduros. Ácido malónico: hojas, betarraga. Ácido tartárico: piña, uvas. k. Ácidos inorgánicos Sulfatos, fosfatos y cloruros. l. Monosacáridos Glucosa: es un azúcar reductor que se halla en el jugo de las uvas, en las hojas verdes, en las raíces de zanahorias (daucus carota) en los bulbos de la cebolla (allium cepa), etc. Fructosa: es otra hexosa que difiere de la glucosa en que no es reductora. Es frecuente en los frutos (de donde proviene su nombre) y, polimerizada, da el polisacárido soluble inulina, frecuente como sustancia de reserva en las raíces engrosadas de dalia (dahlia) o en los tubérculos de topinambo. Sacarosa o azúcar común: puede constituir hasta el 20% del peso en fresco de la caña de azúcar y de la remolacha azucarera. Se halla también en las raíces de zanahoria, en muchas frutas, en el néctar de muchas flores y en la savia de Acer saccharatum. m. Proteínas Globulina: en leguminosas. Glutenina: cereales. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 35 Grano de aleurona PLASTIDIOS Son orgánulos citoplasmáticos típicos de los vegetales, aunque faltan en las bacterias, cianofíceos y hongos. Son visibles con el microscopio óptico y están rodeados por una UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 36 membrana plasmática. Se originan por autoduplicación o a partir de proplastidios, que también se autoduplican. Los plastídios se clasifican según su color o su contenido. Por el color se distinguen los leucoplastos, blancos e incoloros; cloroplastos, verdes por la presencia de clorofila y los cromoplastos, de color distinto del verde: rojos, anaranjados o amarillos. Cualquiera de estos plastídios puede transformarse en otro por la pérdida o adquisición de un pigmento. Así, en un tomate verde los cloroplastos se transforman en cromoplastos durante la maduración y adquieren color rojo y los cloroplastos de una hoja mantenida largo tiempo en la oscuridad pierden su color, transformándose en leucoplastos. Por el contenido, se distinguen: Fotosintéticamenteinactivas Cromoplastos Cromo (color) y plastos (planta). Son plástidos que contienen pigmentos liposolubles de la clorofila, comúnmente caroteno o sus derivados. Son fotosintéticamente inactivos y se los encuentra en distintos órganos vegetales a los que comunican su coloración, generalmente distintas tonalidades de amarillos y rojos. a. Colores: Carotenoides: anaranjado, amarillo intenso. Licopeno: rojo fuerte. b. Ejemplos: mango, durazno, damasco, melón, zapallo, tomate, etc. c. Formas: Los cromoplastos tienen formas variables: esféricas, cristales, amorfos, espiralados. Y pueden formarse a partir de cloroplastidios y también de proplastidios. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 37 Nota: las coloraciones de distintos órganos vegetales debidas a estos pigmentos no se deben confundir con otras cuya causa son pigmentos hidrosolubles que se hallan disueltos en el jugo celular, como es el caso de los antocianos. Leucoplastos Se hallan en células adultas no expuestas a la luz (en rizomas, tubérculos, etc.) o en células jóvenes, originando luego cloroplastos o cromoplastos. Son cuerpos citoplasmáticos muy delicados, generalmente ubicados próximos al núcleo celular. Amiloplastos En los cloroplastos pueden formarse gránulos de almidón (almidón de asimilación) como consecuencia de la polimerización de las moléculas de glucosa producidas por la fotosíntesis. Este granulo es temporario, hidrolizándose el almidón para ser transportado a un plastidio especializado en su almacenaje (amiloplasto), donde constituye el almidón de reserva. En un tubérculo de papa el almidón puede constituir hasta en un 20-30% del peso en fresco y hasta el 70% en el grano de trigo. El almidón es el principal componente de muchos alimentos para el consumo humano. En el amiloplasto, el almidón se deposita en capas o estratos, variando su densidad dentro de cada capa. La acumulación de almidón comienza alrededor de un centro de deposición que recibe el nombre de hilo. La posición del hilo es variable, pudiendo ser UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 38 céntrica o excéntrica. Puede haber más de un hilo y entonces el grano de almidón resulta compuesto: avena, arroz. También son variables las formas de los amiloplastos. Los amiloplastos, lo mismo que el almidón, se tiñen de color azul oscuro con el reactivo de lugol (solución acuosa de iodo y ioduro de potasio). Fotosintéticamente activos Cloroplastos Son los plastídios portadores de los pigmentos fotosintéticos (clorofila), asociadas generalmente con carotenoides. Los cloroplastos de las plantas superiores son numerosos, pequeños (4-8 µm), de forma lenticular y con una superficie relativamente grande en relación con su volumen. Se pueden contar unos 400.000 cloroplastos por milímetro cuadrado en las hojas del ricino. En los grupos vegetales inferiores los cloroplastos suelen tener formas muy variadas: acopadas, helicoidales, estrellados, ramificados. Cada célula presenta de 40-50 cloroplastos. La evolución condujo, en las plantas superiores, a números elevados de cloroplastos en cada célula, siendo estos pequeños y de forma más o menos lenticular. Los cloroplastos poseen cierto grado de autonomía genética y metabólica, al punto que se ha dicho que parecen ser organismos simbiontes con las plantas verdes. Función Su función es la de convertir la energía electromagnética de la luz en energía química contenida en moléculas orgánicas (fotosíntesis). Estructura del cloroplasto UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 39 El límite exterior del cloroplasto es una membrana biológica llamada peristromio. El mayor volumen está ocupado por un estroma casi incoloro dentro del cual se disponen membranas biológicas que llevan los pigmentos dispuestos. Las membranas parecen concentrarse en ciertas regiones formando grana que mide entre 0.3 y 0.7 µm, presentando el cloroplasto un aspecto granuloso. Los cloroplastos de las hojas del tabaco tienen entre 40 y 80 grana. En las laminillas de los grana pueden observarse unos corpúsculos (cuantosomas) que parecen ser las unidades fisiológicas del proceso fotosintético. Estatolitos En la célula de la caliptra se hallan los estatolitos que son cuerpos que contienen almidón, permitiendo que la raíz de una planta tenga un crecimiento geotropismo positivo (+). Gerontoplastos Son los cloroplastos que han perdido la clorofila (cloroplastos envejecidos). Etioplastos Son los cloroplastos no expuestos a la luz perdiendo su coloración (su coloración es blanca) por la ausencia del pigmento clorofila. Dictiosomas (cuerpos de Golgi) Fue descubierto por camilo Golgi. Los dictiosomas son un conjunto de endomembranas presentes en el citoplasma. Por lo general existen seis cisternas y se encuentran cerca del núcleo. Puede haber de 4-8 dictiosomas en una célula. Funciones Interviene en la formación de polisacáridos complejos y en la formación de la pared celular. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 40 CITOESQUELETO Es una compleja trama de microtúbulos, filamentos intermedios y microfilamentos que atraviesa el citoplasma. Constituye un mayor nivel de organización de los componentes de la matriz citoplasmática en el cual ciertas proteínas específicas, las tubulinas, se agregan en cuerpos de forma cilíndrica, mientras otras como las actinas, miosinas, actininas, dan origen a filamentos de diverso calibre. Microtúbulos (tubulina) Los microtúbulos son de estructura hueca y algo rígidos, están constituidos de dímeros de tubulina (alfa y beta) dispuestos en forma helicoidal. De localizan al contacto con algunas proteínas de la membrana citoplasmática u actúan dando soporte al citoplasma, orientan el movimiento celular. Miden 24 nm de diámetro, 5 nm de espesor y longitud variable. Su misión en la célula vegetal está en la formación del huso acromático (metafase- anafase). UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 41 Microfilamentos(actina) Los microfilamentos poseen elasticidad, se asocian entre sí y con los microtúbulos. Otorgan flexibilidad a la matriz citoplasmática participando directamente en el movimiento debido a su capacidad contráctil. En el caso de la célula vegetal interviene en el movimiento de ciclosis (movimiento en sentido horario de los cloroplastos). Multiplicación celular A. Mitosis o cariocinesis Un concepto citológico establece que toda célula proviene de otra. Se caracteriza por una serie de modificaciones complejas que se producen en el núcleo antes de la división de la célula. Generalmente se las divide en cuatro: a. Profase Comprende los fenómenos preliminares o preparación del núcleo. Las fibras de acromatina y los granos de cromatina forman un filamento único, de diámetro uniforme, donde las granulaciones de cromatina se alinean como en un tubo. El nucléolo desaparece sin que se sepa que se hace de él. El centrosoma, cuando existe, se vuelve más brillante y el protoplasma que lo rodea forma pequeños filamentos radiales que constituyen el áster. Al mismo tiempo se divide en dos partes iguales formando dos esferas atractivas. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 42 El filamento nuclear se divide en un número determinado de fragmentos iguales llamados cromosomas. Este número es constante para una misma especie vegetal. Al mismo tiempo las esferas atractivas comienzan a separarse. b. Metafase La membrana nuclear desaparece y el jugo nuclear se mescla con el protoplasma. Las esferas atractivas se separan más y más hasta ocupar los polos opuestos de la célula. El protoplasma se dispone a manera de filamentos granulados que van de uno a otro áster formando el uso acromático. Los cromosomas que toman la forma de U o de V, se sitúan en el plano perpendicular del eje del huso acromático (plano ecuatorial), con sus vértices dirigidos hacia el centro, formando lo que se llama placa ecuatorial. Los cromosomas se dividen longitudinalmente, de modo que cada cromómero o grano de cromatina queda también dividida en dos partes iguales. c. Anafase Comprende la separación real de las dos mitades de los cromosomas; concluida la cual, los cromosomas hijos se disponen en dos líneas paralelas orientando sus vértices hacia los ásteres, luego emigran lentamente siguiendo los filamentos del huso acromático (filamentos directores). En su marcha no llegan los cromosomas al polo mismo sino que se paran a cierta distancia y empiezan a reunirse de nuevo. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 43 d. Telofase (reconstrucción de los núcleos) Los cromosomas se acortan y se hinchan por la absorción de líquidos; luego se descomponen tomando la cromatina la forma de granos y la acromatina la forma reticulada. Alrededor aparece la membrana nuclear, constituyéndose así los dos núcleos. Reaparece el nucléolo, sin que se sepa de donde se origina y la irradiación de citoplasmática de los centrosomas desaparece. Al principio de esta fase se observan sobre los hilos del huso acromático y en su punto medio unas esferitas que forman la lámina celular de Strasburger (fragmoplasma), precursora de la membrana celulósica que aparecerá luego, quedando la célula dividida en dos células hijas, generalmente iguales y capases de reproducirse a su vez del mismo modo. B. Meiosis Durante el proceso sexual dos gametos se fusionan para formar el cigoto. Para la formación de los gametos ocurre una división especial, llamada meiosis (del griego: meyos: reducir) en la que cada célula hija recibe un solamente un “juego” completo de cromosomas. Esto significa que en la meiosis el número de cromosomas en las células resultantes es la mitad del original (número haploide o n) y que como resultado de la fusión de los gametos, se restituye el numero diploide (2n) propio de cada especie el proceso meyótico es necesario ya que, en caso de no producirse, el numero cromosómico se duplicaría en cada generación sexual, lo que no podría ocurrir más que pocas veces. Esta característica hace que también se designe a la meiosis como división reductiva. Además de producirse la reducción mencionada, se verá también que durante el proceso meyótico ocurre la recombinación al azar de los caracteres genéticos, que luego se manifiestan en la descendencia de origen sexual. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 44 La meiosis suele ser más larga que la mitosis, pudiendo durar desde unos días hasta varias semanas. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 45 TEJIDOS VEGETALES O HISTOLOGÍA VEGETAL Definición La histología es el estudio de los tejidos (es una asociación de células, generalmente semejantes, que desempeñan una función común). Células aisladas Las células que hacen vida libre constituyen los vegetales unicelulares como las diatomeas y muchas algas inferiores que viven en las aguas dulces, como también la mayoría de las bacterias. Estas células deben desempeñar por si solas todas las funciones necesarias para su existencia: buscar el alimento y elaborarlo, defenderse, reproducirse, etc. En cambio, en los vegetales pluricelulares (salvo las talofitas, que no presentan tejidos diferenciados, y las briofitas, que los presentan algo diferenciados), se produce la división del trabajo, es decir, existen grupos de células que se adaptan a desempeñar una función en común. Clasificación de los tejidos Tomando por base la forma de las células y sobre todo las funciones que desempeñan los tejidos, se dividen en las siguientes clases: Tejidos embrionales o meristemos Reciben el nombre de tejidos embrionales, y también el de meristemos, los que están en constante división celular. Las células que los constituyen son relativamente pequeñas, generalmente las células son redondeadas y están sumamente apretadas formando un tejido compacto que no deja ningún espacio intercelular; tienen la membrana delgada y el núcleo proporcionalmente muy grande. Además, esas células en plena actividad genitiva se dividen rápidamente, cada una, en dos, y éstas, a su vez, en cuatro, y así sucesivamente, aumentando al mismo tiempo de volumen. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICOPREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 46 Los meristemos están constituidos por células isodiamétricas, ricas en protoplasma. Originan todo los demás tejidos, por eso se los llama tejidos formadores. Se hallan en todas las partes del vegetal en vía de crecimiento, y pueden ser primarios o secundarios. A. Meristemo primario Es el que se encuentra en la extremidad de los órganos jóvenes de la planta: vértice del tallo y de la raíz, yemas, etc., donde constituye el cono vegetativo que provoca el crecimiento de dichos órganos en longitud. a. Ápice del tallo En 1924, Schmidt propuso la teoría “túnica-corpus,” aplicable solamente al ápice caulinar. Según la misma, se distinguen la o las túnicas, y el corpus, principalmente por el sentido en que ocurren las divisiones celulares. En las túnicas las divisiones son anticlinales (del griego: anti: en contra; clinos: inclinar) es decir, según un plano perpendicular a la superficie del órgano. Por ser este el sentido principal de división celular, estas capas crecen en extensión. En el corpus se realiza divisiones anticlinales, UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 47 periclinales (del griego: peri: alrededor, en torno) o sea según un plano paralelo a la superficie del órgano, y también divisiones oblicuas, por lo que el resultado final es el aumento del volumen del cuerpo. Cuando las iniciales en ellas se dan los dos primeros tipos de divisiones y no hay, por lo tanto, una distinción entre túnica y corpus. Cuando las iniciales forman varias capas, las extensiones sufren divisiones anticlinales y dan lugar a una o más túnicas, en tanto que las más internas, que se dividen siguiendo varios planos, formaran el corpus. De este modo, túnicas y corpus tienen orígenes independientes. Entre estos dos casos límite hay varios patrones de transición en los que la separación de túnica y corpus puede no ser tan clara. b. Ápice de la raíz En 1868 Hanstein expuso su teoría de los “histógenos”, atribuye a distintas capas de iniciales el origen de los diferentes tejidos. Un histógeno seria, como su nombre lo indica, un meristemo generador de cierto tipo especial de tejido. Estos histógenos derivarían de distintas células iniciales (promeristemas) ubicada en el ápice radial. Según este autor, la capa más externa (dermatógeno) sería la encargada de producir los diversos tejidos epidérmicos. Le siguen una o más capas más internas (periblema) que originaran la corteza y, más internamente, se ubicara el pleroma, que producirá un cilindro central con los tejidos vasculares. Esta teoría se aplica ampliamente en el estudio de los ápices de raíces. Nota importante: ¿Qué significa el termino TOTIPOTENCIA?—significa que los meristemos tienen la capacidad de regenerar todo un individuo a partir de una minúscula fracción. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 48 B. Meristemo secundario Se halla en el seno de los órganos viejos o ya formados; tal es el meristemo llamado cambium y el felógeno que determinan el crecimiento del tallo en espesor (tanto de la raíz como del tallo). a. Cambium vascular El cambium es un meristemo lateral que, sobre todo en las gimnospermas y las dicotiledóneas, produce xilema y floema secundarios, siendo la causa del crecimiento en grosor de estas plantas. Xilema: anatómicamente está ubicada más internamente que el floema. Floema: ubicada más externamente hacia la superficie del vegetal. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 49 Formas: fusiformes y radiales. b. Cambium suberoso o felógeno El felógeno (del griego: felos: corcho; genos: que engendra) es un meristemo lateral que producirá el tejido de protección que reemplaza a la epidermis cuando hay crecimiento secundario. A partir del felógeno se forman, hacia el exterior, el súber o felema y, hacia UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 50 el interior, la felodermis. El conjunto súber-felógeno-felodermis constituye la peridermis. El felógeno puede diferenciarse a partir de células epidérmicas, subepidémicas (corticales) o aun dentro del floema no funcional. El felógeno es sometido a esfuerzos de tracción y compresión a medida que el tallo o la raíz van creciendo en grosor. Al cabo de un periodo de crecimiento, que puede llegar a ser de varios años, se forma una nueva capa de felógeno a partir de células vivas que ocupan una posición más interna, y así sucesivamente. A este fenómeno se lo llama migración del felógeno, aunque en realidad no ocurre una migración sino que se forman felógenos nuevos en capas más profundas. Súber o felema En su madures, está formado, por células muertas cuyas paredes están impregnadas con suberina. De este modo ofrece protección mecánica y, al mismo tiempo, constituye un buen aislador térmico ya que sus cavidades celulares (lumen) están llenas de aire. Felodermis Está formada normalmente por una o más células parenquimáticas. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 51 TEJIDOS DEFINITIVOS O ADULTOS PARÉNQUIMAS Los parénquimas son tejidos formados por una aglomeración de células vivas y esencialmente activas. Su forma es variable, su membrana delgada, y su protoplasma abundante. Es un tejido simple de poca especialización, formado por células vivas en la madurez, que conservan su capacidad de dividirse. Cumplen diversas funciones, de acuerdo a la posición que ocupan en la planta, presentando formas y contenidos celulares acordes. Las células parenquimatosas poseen la capacidad de dividirse, aun estando maduras, es lo que posibilita el cultivo in vitro de plantas mediante el cual se pueden obtener plantas enteras a partir de partes vegetales o grupos de células en un medio artificial. Formas La forma de las células parenquimáticas puede ser muy variable: más o menos isodiamétricas y facetadas,casi poliédricas o alargadas, lobuladas, etc. FUNCIONES a. Parénquima Fundamental: UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 52 Es el menos especializado, son células isodiamétricas, de paredes primarias delgadas; se encuentra como relleno entre otros tejidos, en la región medular y en el córtex. Retiene su capacidad de dividirse por mitosis a la madurez, esta característica permite que de una sola célula se pueda regenerar una planta completa por cultivo in vitro. b. Parénquima Clorofiliano: Realiza la fotosíntesis, en hojas y tallo verdes. El parénquima en empalizada está formado por células alargadas o poliédricas, sin espacios intercelulares y un mayor contenido de cloroplastos. Están ubicadas debajo del tejido epidérmico de las hojas (haz). El parénquima esponjoso o lagunoso se encuentra debajo del parénquima en empalizada (envés), y se especializa además de la fotosíntesis en el intercambio gaseoso. Presenta menor cantidad de cloroplastos y están formados por células esféricas, y presenta espacios intercelulares. c. Parénquima Reservante: Especializado en acumular sustancias de reserva, almidón, lípidos, proteínas. Común en raíces, bulbos, rizomas, tubérculos y semillas. d. Parénquima Aerénquima o aerífero: UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 53 Parénquima de las plantas acuáticas que presenta grandes espacios intercelulares para acumular aire y permitir la flotación y/o el intercambio gaseoso. El sistema de espacios queda determinado por la formación de lagunas aeríferas o por la forma irregular o estrellada de las células. e. Parénquima Acuífero: Parénquima de las plantas carnosas, cuyo mucílago permite la retención de grandes cantidades de agua. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 54 TEJIDO MECÁNICO O DE SOSTENIMIENTO Los tejidos de sostén son muy resistentes y comunican a la planta la dureza y la solidez necesarias. De este modo el tallo puede mantenerse erguido y sostener las ramas, y las hojas pueden resistir la violencia del viento. El colénquima y el esclerénquima son los tejidos de sostén de las plantas. Están constituidos por células con paredes celulares gruesas que aportan una gran resistencia mecánica. A pesar de compartir la misma función, estos tejidos se diferencian por la estructura y la textura de sus paredes celulares y por su localización dentro del cuerpo de la planta. A. Colénquima Es un tejido vivo formado por un solo tipo celular, la célula colenquimática. Presenta una gruesa pared celular primaria caracterizada por engrosamientos distribuidos de manera desigual, lo que confiere al tejido gran resistencia a la tensión y a otros tipos de estrés mecánico. Las células colenquimáticas, al igual que las células parenquimáticas, son capaces de reanudar una actividad meristemática gracias a que sus paredes celulares son primarias y no lignificadas, a pesar de su grosor. Es un tejido poco extendido en el cuerpo de las plantas ya que, por lo general, no está presente en las raíces ni tampoco en estructuras con crecimiento secundario, donde es sustituido por el esclerénquima. El colénquima se sitúa en posiciones periféricas, donde realiza mejor su función, bien justo debajo de la epidermis o separado de ella por una o dos capas de células parenquimáticas. Forma una especie de cilindro continuo o bien se organiza en bandas discontinuas. Sirve de soporte durante el crecimiento de tallos herbáceos, hojas y partes florales de las dicotiledóneas. Está ausente en las monocotiledóneas. Las paredes celulares de las células colenquimáticas tienen una gran cantidad de pectinas y hemicelulosas, además de celulosa. Juntos confieren a este tejido sus características de resistencia y flexibilidad. Precisamente estas características tisulares le han dado el nombre al colénquima, que deriva de la palabra griega colla, que significa goma. Si a esto le sumamos que es un tejido vivo, y por tanto con capacidad para UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 55 desarrollar y engrosar sus paredes celulares, podemos decir que es el tejido de sostén por excelencia de los órganos que se están alargando, ya que tiene capacidad de adaptarse al crecimiento de cada estructura de la planta. Distintos tipos de colénquima Se caracterizan por el engrosamiento de sus paredes celulares. a) Colénquima angular: Si la pared celular está engrosada de forma desigual pero no deja espacios intercelulares, en el cual los engrosamientos se dan en los vértices de las células. b) Colénquima laminar: Cuando los engrosamientos están en las paredes tangenciales externas e internas. c) Colénquima lagunar: Si el engrosamiento de la pared deja espacios intercelulares y tales engrosamientos están cerca de dichos espacios intercelulares. d) Colénquima anular: si el engrosamiento es uniforme alrededor de la célula. UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN BOTANICA GENERAL FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA ACADEMICO PREFESIONAL DE AGRONOMIA _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ BOTÁNICA GENERAL. CATUNTA M., NOEL (2015) 56 B. Esclerénquima A diferencia del colénquima, presenta dos tipos de células con pared celular engrosada, pero ésta es secundaria y lignificada en las células maduras. Las células esclerenquimáticas maduras no contienen protoplasma y son células muertas. Gracias a la estructura de sus paredes celulares el esclerénquima tiene una función muy importante en el soporte de los órganos que han dejado de alargarse. Protegen las partes más blandas de las plantas y más vulnerables a estiramientos, pesos, presiones y flexiones. Por eso aunque está distribuido por todo el cuerpo de las plantas, ya sean estructuras con crecimiento primario o secundario, es más abundante en tallos y hojas que en raíces. Este tejido es complejo y los dos tipos de células que lo componen se distinguen principalmente por su forma, su origen y su localización. Un tipo son las fibras, células alargadas y fusiformes, y el otro las esclereidas, que son células variadas en su forma pero típicamente más isodiamétricas que las fibras. El origen de estos dos tipos celulares no está claro
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