CITOLOGIA 1-Botánica I

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Citología I 
 
Prof. Iris Edith Peralta 
 
BOTÁNICA I - CÁTEDRA DE BOTÁNICA 
AGRÍCOLA - FCA - UNCU - 2014 
Biodiversidad en la Tierra 
Los distintos tipos de seres vivos que pueblan 
nuestro planeta son resultado del proceso de 
evolución y diversificación unido a la extinción 
23 agosto 2011 . Vol. 9 Issue 8 e1001127 Nature 
Conocidas 1.713.000 (15%) 
Estimadas por conocer 
6.987.000 (85%) 
 
 
Total 8.700.000 
especies 
 
NÚMERO DE ESPECIES CONOCIDAS 
Insectos 
1.000.000 
Otros animales 
210.000 
Virus 
4.000 
Bacterios y 
formas similares 
4.000 Hongos 
70.000 Algas 
40.000 
Protozoarios 
40.000 
Plantas 
Superiores 
300.000 
TOTAL APROXIMADO 
1.713.000 
Vertebrados 
45.000 
 
Diversidad estimada en las plantas: (Reino Plantae) 
 Algas: 40.000 
 Plantas terrestres: 300.000 especies 
 Musgos: 24.000 especies 
 Helechos: 10.000 especies 
 Gimnospermas: 800-1200 especies 
 Angiospermas: 250.000 especies 
 Una mirada al universo viviente nos muestra 
que la evolución produjo una inmensa 
diversidad de formas. 
 Se estiman alrededor de 8.700.000 especies (a 
100 millones) de especies de los distintos 
grupos de organismos procariotas y 
eucariotas, cuya morfología, función, 
comportamiento y distribución son muy 
diferentes. Sin embargo, al estudiar a los 
organimos vivientes a nivel celular y molecular, 
exhiben una gran similitud. 
 
http://www.tolweb.org/tree 
ÁRBOL DE LA VIDA 
EUCARIOTAS 
REINO 
BACTERIA 
ARCHEA 
(MÓNERAS) 
REINO 
PROTISTAS 
REINO 
PLANTAS 
REINO 
HONGOS 
REINO ANIMAL 
PROCARIOTAS 
Heterótrofos: hongos 
animales 
Autótrofos: plantas 
Heterótrofos: bacterias 
Autótrofos: Cianobacterias 
 o Cianofíceas 
Clostridium botulinum 
Bacteria anaerobia , cuya toxina 
neurotóxica causa el botulismo 
Niveles de organización 
Protófitos 
Unicelulares 
(Bacterias, 
algas verde azuladas o 
cianofíceas) 
Anabaena 
azollae 
Nivel más sencillo de organización 
la célula individual cumple las 
funciones de un organismo entero. 
Los “protófitos” reunen grupos de 
organismos sistemáticamente muy 
diferentes como los procariotas, 
muchas algas y algunos hongos 
inferiores. Constan de una única 
célula y su organización es muy 
sencilla y tienen vida independiente. 
Niveles de organización 
 
Pandorina morum 
Volvox globator Colonias celulares 
Grupos de células no diferenciadas y equivalentes que se han 
formado por división, las células están conectadas por 
plasmodesmos y funcionan como unidad fisiológica. Existen 
colonias sencillas (pocas células) y muy complejas con división 
de trabajo entre células vegetativas y generativas 
Niveles de organización 
Talófitas 
Talo (del griego vástago) 
 
Cuerpo vegeativo pluricelular no 
diferenciado en un eje vascularizado, 
con desarrollo de hojas y raíces. 
Puede se filamentoso o laminar, y no 
posee mecanismos de regulación de 
su contenido hídrico (poiquilohidros) 
Niveles de organización 
Cladophora sp. 
Talo filamentoso 
Talófitas 
(Algas) 
Durvillea utilis 
“cochayuyo” 
 
Alga parda 
(Feofíceas) 
Vista subacuática de 
Macrocystes 
pyrifera 
“Sargazo” 
Alga parda (Feofíceas) 
 
Es el mayor vegetal, 
hasta 200 m de 
longitud. Se utiliza 
como forraje y 
extracción de iodo 
Esquema de 
Macrocystes 
pyrifera 
Porphyra sp. “nori” 
Niveles de organización 
Mucor mucedo 
Talófitas 
(Hongos) 
Cenoblastos 
Organismos tubiflormes plurinucleados 
Penicillium roquefortii 
(Ascomicetas) 
 
 
 
 
 Rhyzopus stolonifer 
 “ moho del pan” 
Esquema de un 
hongo de 
sombrero 
(Basidiomicetas) 
Líquenes 
Originalmente el 
término talo fue 
introducido por el 
liquenólogo Acharius 
en 1810. 
El concepto de talo 
se opone al del 
Cormo. 
Briófitos 
(musgos) 
Ocupan una posición 
intermedia entre los Talófitos 
y los Cormófitos. 
Representan la transición de 
la vida acuática a la 
terrestre. 
Su cuerpo desarrolla 
rizoides, filoides y taloides 
de estructuras sencillas y no 
desarrollan un tejido 
vascular (un inicio de tejidos 
de conducción ocurre en 
grupos más evolucionados) 
 
 
 
Fontinalis antipyretica 
Niveles de organización 
Habitat: crecen en climas fríos o muy húmedos 
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Musgo_sobre_muro.jpg
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Mossopolis.jpg
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Taiwan_2009_JinGuaShi_Historic_Gold_Mine_Moss_Covered_Retaining_Wall_FRD_8940.jpg
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Musgo.jpg
Cormófitos 
Adaptados a la vida 
terrestre 
Compuestos por tres 
órganos : raíz, tallo y 
hojas (fotosíntesis) 
 
Diferenciación estructural 
y funcional. Desarrollo de 
tejidos meristemáticos, 
tejidos fundamentales, 
tejidos vasculares 
Elodea canadensis 
Niveles de organización 
Plantae 
 
Árbol filogenético del reino Plantae, nótense los eventos de adquisición del cloroplasto, que 
precedieron a la aparición de las "plantas verdes" 
Principales características de los 
vegetales frente a hongos y animales 
Presencia de pared celular rígida 
Ausencia de movilidad de sus cuerpos 
vegetativos 
Capacidad de seguir creciendo y desarrollando 
nuevos órganos hasta su muerte 
Desarrollo de una gran superficie en relación 
con su volumen 
Ausencia de ingestión de sustancias a favor de 
la absorción 
Autotrofia 
En los organismos vivientes existe una gran 
diversidad, sin embargo, al estudiarlos a nivel 
celular y molecular, exhiben una gran similitud. 
 
Las células son los bloques con que se 
construyen todas las formas de vida. 
 
La célula es la unidad estructural y funcional 
fundamental de los seres vivos. 
 
Las células son las unidades elementales que 
contienen estructuras provistas de la información 
genética, enzimas relacionadas al metabolismo y 
una membrana de permeabilidad selectiva. Por 
debajo del nivel de complejidad de la célula no 
hay vida independiente. 
Los estudios bioquímicos demuestran que 
la materia viviente esta compuesta por los 
mismos elementos que constituyen el 
mundo inorgánico, aunque existen 
diferencias fundamentales en su 
organización. 
 C, O, H, N, P, S, Mg, Ca, K, Na, Fe, 
etc. 
 
En el origen de la vida surgieron estructuras supramoleculares capaces de 
autoreproducirse y autoensamblarse (proteínas, hidratos de carbono, 
lípidos y ácidos nucleícos). Con la aparición del código genético, se 
originaron organismos capaces de perpetuarse: primer célula procariota 
Todos los organismos vivos tienen el mismo código genético. 
Estas evidencias indican que la vida en la Tierra se inició una sola vez. 
De Robertis, 2000 
4.600 millones de años 
3.500 millones 
de años 
900 millones de años 
CARACTERISTICAS DE LOS SERES VIVOS 
 
COMPOSICIÓN: Predominan las proteínas, 
ácidos nucleicos, polisacáridos y lípidos. Iones y 
moléculas orgánicas. 
 
ESTRUCTURA COMPLEJA: Los componentes 
moleculares y supramoleculares están 
funcionalmente conectados y sincronizados unos 
con otros, constituyendo sistemas. 
 
NUTRICIÓN: Los seres vivos están formados por 
moléculas ricas en energía e inestables (ordenación 
estructural y funcional con baja entropía). Este 
estado se mantiene con la entrada de energía, los 
organismos abiertos absorben fotones ricos en 
energía y ceden sustancias pobres en energía 
(CO2, H2O). El intercambio de materia y energía es 
característico de los seres vivos (metabolismo), 
posibilita la formación de las moléculas del cuerpo a 
través de un proceso que requiere energía 
(anabolismo); la descomposición de los enlaces 
químicos ricos en energía que la ceden 
(catabolismo). 
 
MOVIMIENTO: Todo organismo vivo posee 
movilidad. Algunos organismos entran en fases de 
vida latente (esporas, semillas) 
CAPTACIÓN Y RESPUESTA A ESTÍMULOS: 
Percepción de las señales del medio ambiente y 
reacción. 
 
DESARROLLO: Los seres vivos modifican su 
aspecto en las diferentes etapas desu vida 
(crecimiento y diferenciación), hasta alcanzar su 
tamaño final (ontogenia). 
REPRODUCCIÓN y MULTIPLICACIÓN: 
Perpetuación de las estirpes a través de la 
sucesión de las generaciones. ¨Omne vivum e 
vivo¨ HERENCIA: Transmisión de la información 
genética (almacenadas en las secuencias de los 
nucleótidos de los ácidos desoxirribonucleicos) 
que contiene el programa para el dessarrollo 
individual adecuado a cada estirpe o linaje de los 
organismos. 
 
EVOLUCIÓN: Replicación y la transmisión de la 
información genética de forma precisa. Sin 
embargo a lo largo de las generaciones se 
producen cambios que se heredan (mutaciones). 
 En las poblaciones aparecen diferencias 
hereditarias que dan mayores posibilidades de 
reproducirse, aparecen cambios de aspecto, 
funciones y costumbres y llevan al 
establecimiento de una especie (filogenia) 
 Teoría de la selección (Darwin y Wallace, 1859) 
 
 En todos los organismos la capacidad 
reproductiva es la capacidad vital preponderante. 
La vida es un continuo. 
 
Célula procariota 
Anabaena azollae procariota fotosintético 
6CO2+6H2O C6H12O6+602 
E solar 
Reacción de 
fotosíntesis 
Membrana 
plasmática 
Citoplasma 
Pared 
celular 
Nucleoide 
(ADN) 
Membranas 
fotosintéticas 
Fotografía ME 
Célula eucariota unicelular 
6CO2+6H2O C6H12O6+602 
E solar 
Chlamydomonas eucariota fotosintético 
Membrana 
plasmática 
Pared celular 
Cloroplasto 
Grano de 
almidón 
Pirenoide 
Memb 
nuclear 
Núcleo 
Mitocondria 
Base del 
flagelo 
6CO2+6H2O C6H12O6+602 
Reacción de 
fotosíntesis 
Célula eucariota, organismo pluricelular 
Zea mays eucariota fotosintético 
E solar 
6CO2+6H2O C6H12O6+602 
Reacción de 
fotosíntesis 
Pared celular 
Plasmalema 
Carioteca 
Núcleo 
Nucleolo 
Mitocondria 
Cloroplasto 
Vacuola Grano de 
almidón 
Procariotas Eucariotas 
Células pequeñas (1-10μm) Células grandes (10-100μm) 
ADN en nucleoide no rodeado por una 
membrana. No hay cromosomas 
Núcleo rodeado por una membrana. 
Cromosomas compuestos de ADN, ARN 
y proteínas 
División celular directa (fisión binaria) 
No hay centríolos, huso mitótico ni 
microtúbulos 
División celular (mitosis). Huso mitótico, 
ordenación de microtúbulos 
Sistemas sexuales primitivos Reproducción sexual generalizada, 
actúan ambos sexos en la fecundación 
Formas multicelulares escasas. Sin desarrollo 
de tejidos 
Organismos multicelulares con desarrollo 
extensivo de tejidos 
Formas anaerobias, anaerobias facultativas y 
aerobias 
Casi todas aerobias (necesitan oxígeno) 
Grandes variaciones en las vías metabólicas Vías metabólicas de oxidación similares 
Ausencia de mitocondrias Mitocondrias 
Flagelos bacterianos simples Flagelos complejos (tubulina) 
En especies fotosintéticas no hay plastidios 
(enzimas ligadas a las membranas) 
Fotosíntesis aerobia y anaerobia 
En especies fotosintéticas hay plastidios 
Fotosíntesis oxigénica 
Organización celular en procariotas y eucariotas 
Procariotas Eucariotas 
Envoltura nuclear Ausente Presente 
ADN (ácido 
dexosiribonucleico) 
Desnudo Combinado con proteínas 
(histonas) 
Cromosomas Unico, circular 
en nucleoide 
Múltiples, lineales en 
núcleo 
Nucléolos Ausentes Presentes 
Organelas (mitoc. y clorop.) Ausentes Presentes 
Tamaño del ribosoma 70S 80S/ 70S en mitocondrias 
y cloroplastos 
Citoesqueleto 
(microtúbulos y filamentos) 
Ausentes 
 
Presentes 
 
Endomembranas Ausentes Presentes 
Pared celular No celulósica Celulósica 
División Amitosis Mitosis y meiosis 
Tamaño celular 1-10µ 5-100µ 
Célula animal 
Pared celular, vacuolas 
más desarrolladas, 
cloroplastos 
Célula vegetal 
Desarrollo histórico del concepto celular 
 
1665 
Robert Hooke 0bserva y describe células por primera vez 
1670 Anton van Leeuwenhoek Observa células de distintos organismos y 
describe por primera vez los cloroplastos 
1675 Marcello Malpighi Describe la estructura de la célula vegetal 
1831 Robert Brown Descubre el núcleo celular 
1835 Matthias Schleiden Descubre el nucleolo 
1839 Theodor Schwann Núcleo en células vegetales. Paralelismo 
estructural entre tejidos animales y vegetales 
1839 Schleiden-Schwann Teoría celular 
1855 Rudolf Virchow Principio Omnis cellula e cellula 
1875 Strasburger-Flemming Mecanismo de división nuclear y mitosis 
1884 Strasburger Procesos de fecundación en la fanerógamas. 
Núcleo es el portador de los factores de la 
herencia 
Hacia 1880 Abbe Perfecciona la óptica microscópica 
Principio del Siglo XX Diferentes autores Descripción de todos los orgánulos celulares 
visibles al microscopio óptico 
Redescubrimiento de las leyes de la herencia Mendel. Cariología y Citogenética. 
1945 Fase Microestructural, Bioquímica y Molecular (1953 modelo ADN, 1996 
primeros organismos con genoma secuenciado, 
Siglo XXI Secuenciación de Genomas. Genómica y Proteómica 
Medidas utilizadas en microscopía 
1cm=1/100m=1x10-2m 
1mm=1/1.000m=1x10-3m 
Micrómetro 1µm=1/1.000.000m=1x10-6m 
Nanómetro 1nm=1/1.000.000.000m=1x10-9m 
Angstrom 1A =1/10.000.000.000m=1x10-10m 
 
1m=1x102cm=1x103mm=1x106µm=1x109nm=1x1010A 
1mm=1x103µm=1x106nm=1x107A 
1µm=1x103nm=1x104A 
1µm=1x10-3mm 
 µm=micrón; nm=nanómetro, A = Angstrom 
Poder de resolución o poder de 
separación: capacidad para distinguir 
la separación entre dos pequeños 
detalles en la imagen. Mínima 
distancia en que dos puntos pueden 
verse como separados 
1 µm Menos de 1 µm 
Límite del ojo humano= 100µm 
= 0,1mm 
Límite del microscopio óptico 
=0,2µm = 0,0002 mm 
Límite del microscopio electrónico 
=5-10 A° 
=0,5-1 nm= 0,0005-0,001µm 
= 0,0000005-0,000001mm 
10m 
1m 
0,1m 
1cm 
1mm 
100µm 
10µm 
1µm 
100nm 
10nm 
1nm 
0,1nm Atomos 
pequeñas 
moléculas 
lípidos 
proteínas 
ribosomas 
virus 
micoplasma (pequeñas 
bacterias) 
mitocondrias 
bacterias 
núcleo 
células 
animales 
y vegetales 
 polen 
semillas de 
sésamo 
nuez 
altura de una planta 
herbácea 
altura en humanos 
largo de una fibra 
de yute 
Microscopio óptico (fotónico) 
Lentes de cristal y partículas de luz (fotones) 
Fórmula de Abbe, E =0,61 λ/A= 0,61 λ/n sen α 
 
E=poder de resolución 
λ=longitud de onda de la luz utilizada 
A=Abertura numérica 
n=índice de refracción de medio existente entre el 
objeto y la lente objetivo (n=velocidad de la luz en el vacio/ 
velocidad de la luz en el medio transmisor) 
α =semiángulo con que los rayos de luz entran al 
objetivo 
α 
Lente objetivo 
objeto 
luz 
Lentes y observación en microscopios ópticos 
Desviación de los haces de luz 
Mejorar el poder de resolución del MO 
significa reducir el valor de E 
Fórmula de Abbe, E =0,61 λ/A= 0,61 λ/n sen α 
 
Disminuir λ, usando luz ultravioleta λ=4000A 
Incrementar n, entre objetivo y cubreobjeto 
agregar una gota de aceite de cedro (n=1,5) 
Incrementar α=90 , sen 90 =1, utilizando 
lentes de mayor abertura (gran angular) 
condensador 
 
Microscopio 
óptico 
Fuente 
de luz 
Lente 
condensadora 
del haz de luz 
especímen 
Lente 
objetivo 
Lente 
ocular 
Observación 
ocular directa 
Microscopio electrónico de 
transmición 
Microscopio 
electrónico de barrido 
Imagen proyectada en 
pantalla fluorescente 
Fuente de 
electrones 
Fuente de 
electrones 
condensador 
especímen 
Objetivo 
 
proyector 
 
proyector 
detector 
Deflector 
 
especímen 
Imagen en 
pantalla 
 
haz de 
electrones haz de 
electrones 
Microscopios óptico y electrónico 
Instrumental MO ME 
Fuente de energía Fotones Electrones (0,05A ) 
Condensación Lentes de cristal Electroimanes 
Soporte Tubo lentes y 
espejos 
Tubo de vacío 
Observación del 
objeto 
Directa, a través de 
lentes 
Indirecta, pantalla 
fluorescente 
Poder de resolución (0,2µm) 0,3-0,4 µm 
 
5-10 A 
 
Aumento 
 
1800-2000 (4000) 
 
200.000-300.000 
 
Preparado Vivo o muerto 
(técnicas de fijación) 
Muerto (técnicas de 
fijación) 
Microscopiosmás modernos: 
 
Microscopios de contraste de fase y de 
interferencia para observaciones de 
materiales vivos y para estudios de 
desarrollo. 
 
Microscopio electrónico de barrido que 
permite obtener imágenes tridimensionales 
Célula Vegetal 
 
Espacio intercelular 
Campo de 
punteaduras, 
paso de 
plasmodesmos 
Dictiosoma 
Núcleo 
Mitocondria 
Nucleolo 
Ribosoma 
Cisternas Retículo 
endoplasmático 
rugoso 
Túbulos 
Retículo 
endoplasmático 
liso 
Peroxisoma 
Tonoplasto 
Pared celular 
Laminilla 
media 
Cloroplastos 
Cordones 
citoplasmáticos 
Citosol 
Plasmalema 
Fotografía ME 
Vacuola 
ortotetradecaedro. 
Células de tejidos parenquimáticos 
Formas de las células vegetales 
 Isodiamétricas= tres dimensiones iguales 
Formas de las células vegetales 
Planenquimáticas= dos dimensiones iguales y una menor 
Ejemplo: células del tejido epidérmico 
Prosenquimáticas= dos dimensiones iguales 
 y una mayor 
Ejemplo: Células del tejido vascular, 
elementos de conducción; células del tejido 
esclerenquimático, fibras 
Tamaño de las células 
 
Más pequeñas=0,3-0,5µm 
en bacterias 
Más grandes=0,5m en ramio 
(Bohemeria nivea) 
 60-70 mm en algodón 
 (Gossypium hirsutum) 
 
 Normales=20-200 µm 
10m 
1m 
0,1m 
1cm 
1mm 
100µm 
10µm 
1µm 
100nm 
10nm 
1nm 
0,1nm Atomos 
pequeñas 
moléculas 
lípidos 
proteínas 
ribosomas 
virus 
micoplasma (pequeñas 
bacterias) 
mitocondrias 
bacterias 
núcleo 
células 
animales 
y vegetales 
 polen 
semillas de 
sésamo 
nuez 
altura de una planta 
herbácea 
altura en humanos 
largo de una fibra 
de yute 
ME 
MO 
ojo