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BIOL 3435
(Botánica Elemental)
Segundo Semestre, 2014-2015
Duane A. Kolterman, Ph.D.
Asistencia, Página de internet
 http://academic.uprm.edu/ ~dkolterman/biol3435/
 ¡ Prontuario !
 Hojas sueltas indispensables
 Otra información de utilidad: exámenes viejos, enlaces, etc.
Prontuarios electrónicos
Prontuario(s)
 Prontuario oficial
 Objetivos, textos, asistencia, etc.
 Segundo semestre, 2014-2015
 Personal, clase y laboratorios, exámenes y calificaciones, etc.
 Normas y reglas
Mi Portal Colegial
 Nombre de usuario, contraseña
 Centro de Cómputos, Monzón
 Correo electrónico de UPRM
 nombre.apellido#@upr.edu
 En caso de emergencia …
“Código secreto”
 Mi Portal Colegial → Services for Students → My Courses → BIOL3435-030 →
RAND-ID: &####
 Publicación de notas …
 Lab 3: 4 al 6 de febrero
FAQ’s (preguntas frecuentes)
 Acceso a las presentaciones
 Criterios de evaluación
 Traslado, probatoria, etc.
 “Trabajos para subir la nota”
 Respuestas: no, No, NO, ¡NO!
Hábitos de estudio - ¡ SÍ !
 Asistencia: clase y laboratorio
 Estudios semanales
 Dominio de los conceptos y la terminología; uso de los apuntes y los libros de texto
 Consultas con los instructores
1: El mundo de las plantas
Propiedades fundamentales
 Crecimiento y reproducción
 Sexual vs. asexual
 Respuesta al medio ambiente
 Adaptación y evolución
Propiedades fundamentales
 Metabolismo
 Fotosíntesis, respiración celular
 Estructura organizada
 Unicelular vs. multicelular
 Procariótico vs. eucariótico
 Núcleo, organelos (orgánulos)
Propiedades fundamentales
 Composición orgánica
 Materias primas
 Agua: H2O
 Bióxido de carbono: CO2
 Oxígeno molecular: O2
 Nutrientes minerales
Plantas vs. animales
 Autotróficos
 Fotosíntesis
 No móviles
 Reproducción
 Semillas
 Esporas
 Heterotróficos
 Móviles
 Reproducción
 Huevos
 Cría viva
Célula vegetal vs. animal
 A nivel microscópico
 Pared celular
 Vacuola central grande
 Plastidios
 Capítulo 2, Laboratorio 2
Grupos estudiados (Ap. C)
 D. Bacteria: cianobacterias
 Protista: algas eucarióticas + ciertos “hongos” (no en Ap. C)
 Fungi: hongos verdaderos
 Plantae: plantas verdaderas
Organismos estudiados
 Plantas
 Angiospermas: flores y frutos
 Otros grupos
 Algas
 Hongos
Comparación de organismos
Una planta típica
El método científico
Botánica pura
 Taxonomía o sistemática, fisiología, anatomía, morfología, ecología, genética
 Pteridología, briología, ficología, micología, paleobotánica, palinología
Botánica aplicada
 Biotecnología, botánica económica, etnobotánica
 Agronomía, horticultura, silvicultura, fitopatología o protección de cultivos
Lista de asistencia
 Cotejar, corregir, firmar
 Atención particular a la ortografía, los acentos
 Errores ortográficos en su hoja de matrícula o Mi Portal Colegial: consejero,
Registradora …
Lista de asistencia
 Discrepancias
 Añadir nombre a la lista; presentar hoja de matrícula
 Avisarle al profesor: cambios de sección, baja parcial / total, etc.
2: Estructura de las células
 Microscopios, tipos de células
 Organelos (orgánulos), etc.
 Membranas, pared celular
 Ciclo celular, división: mitosis
 Laboratorios 2 y 3 (en parte)
Escala biológica
 Apéndice B: sistema métrico
 Microscopios
 Óptico
 Electrónico
 mm, µm, nm
Microscopio óptico
 Desde finales del siglo XVI
 Robert Hooke, siglo XVII
“Células” de corcho, 1665
Microscopios
 Óptico
 Microscopio de disección
 Microscopio compuesto
 Electrónico (siglo XX)
 de rastreo o barrido (SEM)
 de transmisión (TEM)
Micrografías
Teoría celular: siglo XIX
 Schleiden (1838), Schwann (1839), Virchow (1855)
 Compone todos los organismos
 Unidad básica del organismo
 Todas se originan a partir de células ya existentes
Procariota vs. eucariota
Célula procariótica (3.5 mMa)
 Más pequeña y estructuralmente simple; sin un núcleo verdadero y sin organelos
rodeados por membranas
 Un sólo cromosoma circular de ADN “desnudo”
Célula eucariótica (~2 mMa)
 Más grande y estructuralmente más compleja, con un núcleo verdadero y distintos
tipos de organelos
 Dos o más de dos cromosomas lineales de cromatina
Teoría de endosimbiosis
 Organelos semiautónomos
 Autoreplicación
 Envoltura
 Un cromosoma circular
Metabolismo: Capítulo 7
 Ácidos nucleicos: ADN, ARN
 Proteínas: enzimas, etc.
 Carbohidratos o hidratos de carburo
 Lípidos, etc.
Célula vegetal: componentes
Células foliares de elodea
Célula vegetal vs. animal
Célula vegetal: componentes
Célula vegetal: organización
 Pared celular – lumen
 Protoplasto – plasmalema
 Vacuola – tonoplasto
 Protoplasma
 Núcleo vs. citoplasma
 Organelos vs. citoplasma básico
Célula vegetal: núcleo, etc.
 Núcleo
 Retículo endoplásmico
 Ribosomas
 Aparato de Golgi
Núcleo
 Envoltura nuclear
 Poros nucleares
 Cromosomas de cromatina
 Síntesis y función de ácidos nucleicos: ADN, ARN
 Nucléolo: síntesis de ARNr
Célula vegetal
 Retículo endoplásmico
 Liso vs. rugoso
 Ribosomas
 Cap. 13
Célula vegetal
 Aparato / complejo / cuerpos de Golgi
 Dictiosomas
 Vesículas
Célula vegetal: organelos
Organelos (orgánulos)
 Rodeados por membranas o envolturas
 Plastidios: cloroplasto
 Mitocondrias
 Microcuerpos o microsomas
Plastidios: cloroplasto (verde)
 Fotosíntesis
 Plantas, algas eucarióticas
 Tilacoides, granas
 Clorofilas, etc.
 Estroma
Plastidios (no en animales)
 Teoría de endosimbiosis
 Envoltura, un solo cromosoma, autoreplicación: proplastidios
 Leucoplasto: amiloplasto
 Cromoplasto: carotenoides
 Pigmentos insolubles en agua
Mitocondria
 Endosimbiosis: envoltura
 Crestas, matriz
 Respiración celular aerobia → ATP (Cap 9)
Microcuerpos o microsomas
 Una sola membrana
 Peroxisoma
 Fotorrespiración (Cap. 8)
 Glioxisoma
Vacuola (± no en animales)
 Un 90% del volumen total de la célula vegetal madura
 Tonoplasto
 Savia celular
Vacuola: savia celular
 Almacén / regulación: agua, sales, azúcares, proteínas solubles, etc. + antocianinas
 Pigmentos solubles en agua
 Sustancias tóxicas
 Alcaloides, cristales, etc.
Citoesqueleto
 Forma y movimiento
 Microfilamentos
 Actina
 Ciclosis
 Citosol
Citoesqueleto: microtúbulos
 Tubulinas
 Movimiento
 Flagelos / cilios, organelos, cromosomas, etc.
 Orientación …
Microtúbulos: flagelos y cilios
 Flagelos: largos y pocos (1-2) vs. cilios: cortos y ± numerosos
 Anteriores, posteriores, laterales
Membranas biológicas
 Modelo de mosaico fluido
Membranas: estructura
 Lípidos + proteínas (Cap. 7)
 Fosfolípidos, etc.
 Proteínas periféricas vs. integradas: portadores de diversas sustancias, receptores,
enzimas, etc.
Membranas: función
 Diferencialmente (selectivamente) permeable
 Transporte a través de las membranas: Cap. 10
 Difusión y osmosis (ósmosis)
Pared celular primaria
 Lámina (laminilla) media: pectinas , Ca2+
 Celulosa (Cap. 7) + otros carbohidratos
Celulosa en la pared celular
Pared celular (no en animales)
 Secundaria
 Ligninas
 Diferencias en plantas no vasculares, algas, hongos
Pared celular: conexiones
 Plasmodesmos o plasmodesmas (m)
 Punteaduras a través de la pared secundaria
División celular (Labs 3 y 6)
 Mitosis (crecimiento, reproducción asexual) vs. meiosis (reproducción sexual)
 División nuclear vs. división del citoplasma: citoquinesis o citocinesis
Ciclo celular
 En meristemas (meristemos) o tejidos meristemáticos
 Célula madre → dos células hijas
Ciclo celular – mitosis
 Un producto se especializa para alguna función en particular, el otro queda como parte
del meristema
 Cultivo de células o tejidos vegetales y sus aplicaciones …
Mitosis (Laboratorio 3)
 Interfase
 Profase
 Metafase
 Anafase
 Telofase – citoquinesis
Interfase = G1 + S + G2
 Cromosomas extendidos, “invisibles”
 Envoltura, nucléolo presentes
Mitosis – profase
 Condensación de los cromosomas
 Envoltura, nucléolo desaparecen
Profase – cromosomas
 Condensación
 Pares de cromátidas hermanas
 Centrómero
 Microtúbulos
Mitosis – metafase
 Alineamiento de los cromosomas: plano ecuatorial (placa metafísica)
 Huso o husillo (axonema)
Metafase – cromosomas
 Huso o husillo: microtúbulos unidos al centrómero de cada par de cromátidas
Mitosis – anafase
 Separación de las cromátidas
 Movimiento de los cromosomas hacia los polos opuestos
Mitosis - telofase
 “Desaparición” de cromosomas
 Formación de la envoltura y del nucléolo
 Citoquinesis
Citoquinesis o citocinesis
 Fragmoplasto
 Vesículas
 Placa celular
 Laminilla o lamela media
 vs. animales …
Mitosis (vs. meiosis)
 Dos células hijas a partir de una célula madre
 Células hijas genéticamente idénticas, cada una idéntica a la célula madre
 Especialización celular (Cap 3)
3: Estructura de las plantas
 Tipos de células y tejidos vegetales
 Introducción a los órganos vegetativos, crecimiento primario y secundario: Capítulos 35, Laboratorios 3-5
Reino Plantae
 Angiospermas: dicotiledóneas y monocotiledóneas
 Gimnospermas
 Plantas criptogámicas vasculares: pteridofitos y licofitos
Tipos de células
 Parénquima
 Colénquima
 Esclerénquima
 Más tarde: células asociadas al transporte y otras funciones
Parénquima (clorénquima)
Colénquima, esclerénquima
El cuerpo vegetal
 Plantas: organismos multicelulares
 Meristemas (iniciales) → células diferenciadas → tejidos → órganos → organismo
(planta)
Tejidos vegetales
 Simple vs. complejo
 Sistemas de tejido
 Dérmico o dermal
 Vascular
 Fundamental
Sistema de tejido dérmico
 Epidermis
 Cutícula (cutina)
 Tricomas
 Fibras vegetales de origen dérmico o vascular
Sistema de tejido vascular
 Xilema
 Conducción de agua y nutrientes minerales
 Traqueidas
 Punteaduras
Punteaduras
Sistema de tejido vascular
 Xilema
 Vasos
 Mayormente en angiospermas
Sistema de tejido vascular
 Floema
 Translocación de alimentos
 Tubos cribosos
 Células anexas
 Células cribosas
Tejido fundamental
 Parénquima, colénquima, esclerénquima
 Córtex o corteza primaria vs. médula
Tabla 3.1 – repaso de tejidos
Órganos vegetativos
 Raíz
 Anclaje
 Absorción
 Pelos radicales
 Tallo, hoja
Órganos vegetativos
 Tallo
 Forma (hábito) de la planta
 Producción, presentación de hojas y órganos reproductivos
 Transporte entre raíces y hojas
Órganos vegetativos
 Hoja
 Fotosíntesis
 Transpiración
 Adaptaciones de los órganos vegetativos …
Crecimiento y desarrollo
 Sistema radical (raíces) vs. sistema del vástago (tallos, hojas)
 Temas a cubrirse después …
 Raíces, tallos, hojas (Capítulo 4)
 Germinación (Capítulo 6)
 Dominancia apical (Cap. 11)
Crecimiento y desarrollo
 Crecimiento: determinado vs. indeterminado
 Meristemas
 Meristemas apicales, primarios, laterales
Crecimiento primario
Crecimiento primario
 Meristemas primarios: protodermo o protodermis, procámbium, meristema
fundamental
Crecimiento y desarrollo
 Crecimiento secundario (en ciertas plantas solamente): meristemas secundarios o
laterales (Capítulo 5)
 Planta herbácea vs. leñosa, anual vs. bienal vs. perenne
Anual, bienal, perenne
Primer Examen Parcial
 viernes, 20 de febrero
 En la conferencia
 Capítulos 1-6
4: Cuerpo vegetal primario
 Raíces primarias – Laboratorio 3
 Tallos primarios y hojas – Lab. 4
 Especializaciones, modificaciones …
Crecimiento primario
Raíz primaria
 Sistema radical axonomorfo vs. fasciculado o fibroso
 Raíces adventicias
 Desarrollo (zonas), cofia radical, pelos radicales, etc.
 Corte longitudinal, transversal
Sistemas radicales
Ápice de la raíz primaria, s.l.
Raíces primarias, s.t.
Periciclo → raíz lateral
Endodermis, banda de Caspary
Raíces modificadas
 Raíz adventicia, aérea, zanco, tabular o contrafuerte, neumatóforo, de reserva
(bienales, ciertas viandas), haustorio, etc.
 Ver ilustraciones en el texto …
Simbiosis (mutualismo)
 Micorrizas
 Nódulos radicales (Capítulo 10)
 Laboratorio 3
Ápice del vástago, s.l.
 Meristema apical
 Meristemas primarios
 Haz (m) vascular
 Primordio foliar
 Yema axilar
Cóleo, tocador, vergüenza …
Tallos primarios, s.t.
Tallos modificados
 Estolón, rizoma, tubérculo, cormo, bulbo, espina, aguijón, zarcillo, tallo carnoso o
suculento, cladodio, etc.
 Ver ilustraciones en el texto …
Raíces vs. tallos
 Calathea allouia (Marantaceae)
 Criterios
 Morfología
 Anatomía
 Desarrollo
Hojas: filotaxia (filotaxis)
Hojas: morfología
Hojas: anatomía
Hojas: anatomía
 Estomas
 Células oclusivas
 Mesófilo en empalizada vs. esponjoso
Hojas: abscisión
 Plantas siempre verdes vs. caducifolias (deciduas)
 Zona de abscisión
 Capa de protección
 Capa de separación
Hojas modificadas
 Escama, espina, zarcillo, hoja carnosa o suculenta, bráctea, plantas carnívoras o
insectívoras, etc.
 Ver otras ilustraciones en el texto …
Nepenthes spp.
5: Crecimiento secundario
 En muchas dicotiledóneas y gimnospermas
 Meristemas secundarios
 Tallos leñosos, raíces leñosas
 Laboratorio 5
Crecimiento 1º vs. 2º
 Crecimiento 1º
 Elongación (vertical)
 Crecimiento 2º
 Diámetro (lateral)
Crecimiento secundario
 Meristemas y sistemas de tejido
 Dérmico o dermal
 Vascular
Meristemas secundarios
 Vascular: cámbium vascular
 Xilema 2º (madera), floema 2º
 Dérmico: cámbium suberoso o de corcho (felógeno)
 Corcho (súber, felema), felodermo o felodermis
Cámbium vascular: origen
 Tallo: fascicular (del procámbium residual) vs. interfascicular (de parénquima en el
rayo medular)
Cámbium vascular: origen
 Raíz: del procámbium residual (entre el xilema 1º y el floema 1º) y del periciclo
Cámbium de corcho: origen
 Formación inicial, cámbiums de corcho sucesivos
 Peridermo o peridermis
Raíz / tallo leñoso: desarrollo
Tallo leñoso maduro
 Madera
 Corteza 2ª o cáscara
 Interna
 Externa
Crecimiento secundario
Madera = xilema secundario
 Rayo vascular
 Angiosperma, gimnosperma
 Tres secciones
 Laboratorio 5
Duramen vs. albura (alburno)
Anillos anuales de crecimiento
 Dendrocronología, paleoclimatología – ver ilustraciones en el texto
 Opciones en el trópico …
Lenticelas
Productos de los árboles …
 Maderas diversas para usos diversos, papel, resinas, látex, ámbar, corcho, etc.
 Uso sostenible …
 Ver el texto + BIOL 3146 …
Primer Examen Parcial
 viernes, 20 de febrero
 En la conferencia
 Capítulos 1-6
6: Reproducción sexual
 Principalmente en las angiospermas …
 Ciclo de vida, meiosis
 Flor, fruto, semilla
 Laboratorio 6 (+ Lab. 8 …)
Reproducción: ciclo vital
 Asexual (vegetativa) → clones genéticamente idénticos
 Sexual → variación genética
 Unión de gametos: esperma o espermatozoide (♂) + huevo u ovocélula (♀) → cigoto
(zigoto)
Alternancia de generaciones
 Haploide (n) vs. diploide (2n)
 Cromosomas homólogos, genes, alelos (Capítulos 12-13)
 Singamia (fecundación) vs. meiosis: meiosis I vs. meiosis II
Meiosis – Laboratorio 6
 Profase I
 Sinapsis
 Metafase I
 Anafase I
 Anafase II
Mitosis vs. meiosis
Mitosis (vs. meiosis) – Cap. 2
 Dos células hijas a partir de una célula madre
 Células hijas genéticamente idénticas, cada una idéntica a la célula madre
 Células haploides o diploides …
Meiosis (vs. mitosis)
 Cuatro células hijas (n) a partir de una célula madre (2n)
 Células hijas casi siempre genéticamente diferentes, siempre diferentes (nivel de
ploidía) de la célula madre
Ciclos de vida
Gametofito vs. esporofito
Reproducción por semillas
 Esporangios
 Óvulo vs. polen
 Monoico vs. dioico
 Polinización vs. dispersión
Angiospermas: la flor
 Pedúnculo vs. pedicelo
 Receptáculo
 Cáliz – sépalo
 Corola – pétalo
 Perianto
Angiospermas: la flor
 Androceo – estambre = filamento + antera
 Saco polínico → polen
Angiospermas: la flor
 Gineceo – pistilo (carpelos) = estigma + estilo + ovario → óvulo(s)
Inflorescencias
Modificaciones de la flor
 Completa vs. incompleta
 Perfecta (bisexual o hermafrodita) vs. imperfecta (unisexual)
Modificaciones de la flor
 Regular (actinomorfa) vs. irregular (zigo- o cigomorfa)
 Posición del ovario
 Adaptaciones para la polinización …
Fecundación doble
 Óvulo → semilla
 Cigoto → embrión
 Endosperma …
 Tegumento(s) → testa
Fecundación doble
 Ovario → fruto
 Pared del ovario → pericarpo
 A veces con otras partes (accesorio)
Angiospermas: el fruto
 Dispersión, ejemplos – ver ilustraciones en el texto …
 Carnoso, seco, dehiscente, indehiscente
Tipos de frutos
Tipos de frutos
Semillas y su germinación
 Radícula, hipocótilo, cotiledón (cotiledones), epicótilo, plúmula, endosperma
(endospermo)
 Latencia (dormancia), viabilidad o longevidad, imbibición, germinación hipogea o
epigea
Semillas (Capítulo 3)
Semillas: germinación
Aspectos comerciales …
 Reproducción asexual: apomixis, agamospermia – zarzamora …
 Frutos partenocárpicos – guineo …
Primer Examen Parcial
 viernes, 20 de febrero
 En la conferencia