FISIOLOGÍA VEGETAL. PRIMERA PARTE (1º Cuatrimestre) - Víctor Javier Mangas Martín

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1 Licenciatura en Biología 1-9 CÓDIGO: 17/93/2607 CURSO Carga docente: 6,5 créditos teóricos (3.25 primer cuatrimestre segundo cuatrimestre) 3,5 créditos prácticos (1.75 primer cuatrimestre segundo cuatrimestre) Curso: 2º 1º y 2º cuatrimestre grupos: A y B Departamentos: Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente Ciencias Ambientales y Recursos Naturales Profesor/a-es/as: - Víctor Javier Mangas Martín (Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente) - Pilar Martínez Núñez (Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente) - José Luis Casas Martínez (Ciencias Ambientales y Recursos Naturales - Mª Dolores Serna Guirao (Ciencias Ambientales y Recursos Naturales) PRIMERA PARTE (1º Cuatrimestre) Profesores: Carga docente: - Víctor Javier Mangas Martín (Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente) - Pilar Martínez Núñez (Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente) 3.25 créditos teóricos y 1.75 créditos prácticos. Grupos A y B OBJETIVOS: Estudiar los procesos básicos que explican el funcionamiento de las plantas. Conocer los mecanismos de absorción y transporte del agua y de los nutrientes minerales, así como sus relaciones. Analizar el transporte y translocación de substancias por el floema. Adquirir conocimientos sobre el metabolismo vegetal: fotosíntesis, respiración, asimilación de nutrientes minerales, reservas de las plantas y metabolismo secundario.

2 PROGRAMA DE TEORÍA: FISIOLOGÍA VEGETAL Licenciatura en Biología 2-9 TEMA 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTO DE FISIOLOGÍA VEGETAL. RELACIÓN CON OTRAS DISCIPLINAS. EL ORIGEN DE LAS PLANTAS VASCULARES. LA PARED CELULAR. BLOQUE I: EL AGUA EN LAS PLANTAS TEMA 2. RELACIONES HIDRICAS. IMPORTANCIA DEL AGUA EN LOS VEGETALES. POTENCIAL HÍDRICO Y SUS COMPONENTES. CARACTERÍSTICAS OSMÓTICAS DE LA CÉLULA VEGETAL. FLUJO DE AGUA EN LAS PLANTAS. TEMA 3. ABSORCIÓN Y TRANSPORTE DEL AGUA. EL AGUA DEL SUELO Y SU DISPONIBILIDAD PARA LA PLANTA. ABSORCIÓN Y TRANSPORTE DEL AGUA POR LAS RAÍCES. VÍA DEL XILEMA. TEORÍA DE LA COHESIÓN. INTERCAMBIOS HÍDRICOS ENTRE EL XILEMA Y OTROS TEJIDOS. TEMA 4. TRANSPIRACIÓN. LAS CÉLULAS OCLUSIVAS. FLUJOS IÓNICOS EN LAS CÉLULAS OCLUSIVAS. FACTORES EXTERNOS E INTERNOS QUE AFECTAN A LA APERTURA ESTOMÁTICA. NATURALEZA DE LA TRANSPIRACIÓN. FUNCIONES DE LA TRANSPIRACIÓN. ANTITRANSPIRANTES. BLOQUE II. NUTRICIÓN TEMA 5. NUTRICIÓN MINERAL. HISTORIA Y GENERALIDADES. ELEMENTOS ESENCIALES Y ACCESORIOS. SOLUCIONES NUTRITIVAS. METABOLISMO Y FUNCIÓN DE LOS ELEMENTOS MINERALES. DEFICIENCIAS MINERALES. TEMA 6. ABSORCIÓN Y TRANSPORTE DE NUTRIENTES POR LA RAIZ. LA RAÍZ COMO ÓRGANO DE ABSORCIÓN. TRANSPORTE VÍA APOPLASTO Y SIMPLASTO. FUERZAS QUE ACTÚAN SOBRE LOS IONES. MECANISMO DE TRANSPORTE. ABSORCIÓN FOLIAR.

3 TEMA 7. TRANSPORTE POR EL FLOEMA. Licenciatura en Biología 3-9 EL FLOEMA COMO CONDUCTOR DE LOS SOLUTOS. NATURALEZA DE LAS SUSTANCIAS TRANSPORTADAS. CARACTERÍSTICAS DEL TRANSPORTE. CARGA Y DESCARGA DEL FLOEMA. MECANISMOS DE TRANSPORTE. BLOQUE III. METABOLISMO. TEMA 8. CLOROPLASTOS Y PIGMENTOS FOTOSINTETICOS. EL ESPECTRO DE RADIACIÓN SOLAR. ESTRUCTURA DE LOS CLOROPLASTOS. ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL DE LOS TILACOIDES. ESTRUCTURA Y DISTRIBUCIÓN DE LOS PIGMENTOS FOTOSINTÉTICOS. TEMA 9. FOTOSÍNTESIS I. HISTORIA Y GENERALIDADES. FOTOEXCITACIÓN DE LOS PIGMENTOS FOTOSINTÉTICOS. EL EFECTO EMERSON. SISTEMA FOTOSINTÉTICO DE TRANSPORTE DE ELECTRONES. FOTOFOSFORILACIÓN. TEMA 10. FOTOSÍNTESIS II. FIJACIÓN Y REDUCCIÓN DEL CO2: CICLO DE CALVIN. SÍNTESIS DE SACAROSA. SÍNTESIS DE ALMIDÓN Y SU REGULACIÓN. TEMA 11. FOTOSÍNTESIS III. PLANTAS C4. ANATOMÍA DE KRANZ. CICLO DE HATCH Y SLACK. SIGNIFICADO FISIOLÓGICO. PLANTAS INTERMEDIAS ENTRE C3 Y C4. PLANTAS CAM. FOTORRESPIRACIÓN. TEMA 12. FACTORES QUE REGULAN LA FOTOSÍNTESIS. INFLUENCIA DE LA RADIACIÓN. INFLUENCIA DEL ANHÍDRIDO CARBÓNICO Y DEL OXÍGENO. INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA Y DEL AGUA. FACTORES INTERNOS. TEMA 13. REDUCCIÓN DEL NITRÓGENO Y DEL SULFATO. EL CICLO DEL NITRÓGENO Y LAS PLANTAS. FIJACIÓN BIOLÓGICA DEL NITRÓGENO. REDUCCIÓN ASIMILADORA DE LOS NITRATOS. EL CICLO DEL AZUFRE. ASIMILACIÓN DEL AZUFRE.

4 Licenciatura en Biología 4-9 TEMA 14. RESERVAS DE LAS PLANTAS. METABOLISMO SECUNDARIO. CARBOHIDRATOS, LÍPIDOS Y MINERALES DE RESERVA. METABOLISMO PRIMARIO Y SECUNDARIO. PRODUCTOS SECUNDARIOS MÁS IMPORTANTES. SIGNIFICADO DE LOS PRODUCTOS SECUNDARIOS. TEMA 15. RESPIRACIÓN DE LOS VEGETALES. MITOCONDRIAS VEGETALES. RESPIRACIÓN. FACTORES QUE AFECTAN A LA RESPIRACIÓN. PROGRAMA DE PRÁCTICAS: PRÁCTICA 1. DETERMINACIÓN MEDIANTE DISTINTOS MÉTODOS DEL POTENCIAL HÍDRICO DE UN TEJIDO VEGETAL (I). PRÁCTICA 2. DETERMINACIÓN MEDIANTE DISTINTOS MÉTODOS DEL POTENCIAL HÍDRICO DE UN TEJIDO VEGETAL (II). PRÁCTICA 3. DETERMINACIÓN MEDIANTE DISTINTOS MÉTODOS DEL POTENCIAL OSMÓTICO DE UN TEJIDO VEGETAL. PRÁCTICA 4. DIAGRAMA SOBRE RELACIONES HÍDRICAS EN PLANTAS. PRÁCTICA 5. TRANSPORTE DE AGUA EN LA PLANTA: MEDIDA DE LA INTENSIDAD DE LA TRANSPIRACIÓN Y DETERMINACIÓN DE LA APERTURA Y CIERRE DE ESTOMAS. PRÁCTICA 6. VIDEOS: FOTOSÍNTESIS Y CULTIVO "IN VITRO" DE ESPECIES LEÑOSAS. PROBLEMAS 1 Y 2. CÉLULA VEGETAL Y PARED CELULAR: CÁLCULO DE LA PROPORCIÓN DE MOLÉCULAS DE LA PARED CELULAR Y CÁLCULO DE LA MASA MOLECULAR. PROBLEMAS 3 Y 4. RELACIONES HÍDRICAS: CÁLCULO DE POTENCIALES HIDRICOS Y SUS COMPONENTES. PROBLEMA 5. CONDUCTIVIDAD ESTOMÁTICA Y CUTICULAR: ANÁLISIS DE SU EVOLUCIÓN EN FUNCIÓN DEL POTENCIAL HÍDRICO. PROBLEMA 6. TRANSPIRACIÓN: EXPLICAR LA INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA DEL SUELO Y DEL AIRE.

5 Licenciatura en Biología 5-9 PROBLEMA 7. POTENCIAL DE MEMBRANA: ANALIZAR CAMBIOS EN EL POTENCIAL DE MEMBRANA TRAS LA ADICIÓN Y SUPRESIÓN DE CNK. PROBLEMA 8. ASIMILACIÓN DE CARBONO: EXPLICAR EL SIGNIFICADO FISIOLÓGICO DEL ( CO2 EN PLANTAS C3 Y C4 EN FUNCIÓN DE LA FIJACIÓN NETA DE CO2. PROBLEMA 9. FOTOSÍNTESIS NETA Y FOTORRESPIRACIÓN: INTERPRETAR LA INFLUENCIA DE [CO2] Y [O2] SOBRE EL PORCENTAJE DE GLICINA Y SACAROSA. CRITERIOS DE EVALUACIÓN: Teoría y prácticas: Al finalizar el primer cuatrimestre, examen tipo test, consistente en 50 preguntas con cuatro opciones cada una, siendo correcta una de ellas. En la corrección se tiene en cuenta que tres errores anulan un acierto y que las preguntas no contestadas no penalizan. En Junio, Septiembre y Diciembre, el examen consistirá en 8 preguntas de desarrollo, valoradas, cada una, sobre 1.25 puntos. Actividades complementarias: los/las alumnos/as pueden presentar, con carácter voluntario, un cuaderno de prácticas de laboratorio y problemas realizado por una o dos personas, cuya puntuación -entre 0 y 1 punto- se suma a la del examen a partir de 4, obteniéndose así la calificación del cuatrimestre. Calificación global de la asignatura: resulta de efectuar la media aritmética entre la calificación del primero y segundo cuatrimestre, siempre que éstas alcancen 4 puntos. BIBLIOGRAFÍA: FUNDAMENTOS DE FISIOLOGÍA VEGETAL Azcon-Bieto, J. y Talon, M. (Coord.). Ed. Mc Graw Hill Interamericana y Univ. Barcelona. Madrid. FISIOLOGÍA VEGETAL Barcelo, J.; Nicolás, G.; Sabater, B. Y Sanchez, R. 7ª ed. Ed. Pirámide. Madrid. FISIOLOGÍA VEGETAL I. NUTRICIÓN Y TRANSPORTE Guardiola, J.L. y Garcia, A. Ed. Síntesis. Madrid. FISIOLOGÍA VEGETAL Salisbury, F.B. Y Ross, C.W. Ed. Grupo Editorial Iberoamérica. México.

6 SEGUNDA PARTE (2º Cuatrimestre) Licenciatura en Biología 6-9 Profesor/a-es/as: - Jose Luis Casas Martínez (Ciencias Ambientales y Recursos Naturales - Mª Dolores Serna Guirao (Ciencias Ambientales y Recursos Naturales) OBJETIVOS Describir el proceso de crecimiento y diferenciación de las plantas superiores, desde la germinación de la semilla hasta la senescencia y muerte de la planta. Analizar el papel y funcionamiento de las hormonas vegetales y otras señales reguladoras. Estudiar el papel de la luz y otras señales ambientales en el desarrollo vegetal. PROGRAMA DE TEORÍA PARTE I: PRINCIPIOS BÁSICOS DEL DESARROLLO VEGETAL TEMA 1. CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL DESARROLLO VEGETAL. DESARROLLO VEGETAL: CRECIMIENTO Y DIFERENCIACIÓN. FORMAS DE EXPRESAR EL CRECIMIENTO. DISTRIBUCIÓN DEL CRECIMIENTO. TOTIPOTENCIA DE LAS CÉLULAS VEGETALES. MECANISMOS DE REGULACIÓN DEL DESARROLLO. FACTORES AMBIENTALES. FACTORES ENDÓGENOS. Fitohormonas. Señales eléctricas. Señales hidráulicas. TEMA 2. FITOHORMONAS Y DESARROLLO VEGETAL I. AUXINAS, GIBERELINAS Y CITOQUININAS. CONCEPTO Y ASPECTOS ESTRUCTURALES. DESCUBRIMIENTO Y ANTECEDENTES HISTÓRICOS. METABOLISMO Y TRANSPORTE. PRINCIPALES EFECTOS FISIOLÓGICOS. TEMA 3. FITOHORMONAS Y DESARROLLO VEGETAL II. ÁCIDO ABSCÍSICO, ETILENO Y POLIAMINAS. CONCEPTO Y ASPECTOS ESTRUCTURALES. DESCUBRIMIENTO Y ANTECEDENTES HISTÓRICOS. METABOLISMO. PRINCIPALES EFECTOS FISIOLÓGICOS. OTRAS SUSTANCIAS REGULADORAS DEL DESARROLLO.

7 Licenciatura en Biología 7-9 TEMA 4. BASES CELULARES DEL CRECIMIENTO. CRECIMIENTO CELULAR. FUNCIONES DE LA PARED CELULAR. MODELOS ESTRUCTURALES. BIOQUÍMICA Y BIOFÍSICA DE LA EXPANSIÓN DE LA PARED CELULAR. TEMA 5. BASES CELULARES DE LA DIFERENCIACIÓN. INTRODUCCIÓN. DIFERENCIACIÓN CELULAR. POLARIDAD EN CÉLULAS VEGETALES. CONTROL DEL PLANO DE DIVISIÓN CELULAR. PARTE II: FISIOLOGÍA DEL DESARROLLO VEGETAL TEMA 6. GERMINACIÓN DE LAS SEMILLAS. CONCEPTO DE GERMINACIÓN. ESTRUCTURA DE LA SEMILLA. VIABILIDAD Y LONGEVIDAD. FACTORES QUE CONDICIONAN LA VIABILIDAD DE LAS SEMILLAS. SEMILLAS RECALCITRANTES Y SEMILLAS ORTODOXAS. ASPECTOS BIOQUÍMICOS DE LA GERMINACIÓN. IMBIBICIÓN. RESPIRACIÓN. MOVILIZACIÓN DE RESERVAS. TEMA 7. DESARROLLO VEGETATIVO. CONCEPTO DE JUVENTUD Y MADUREZ EN LAS PLANTAS. DESARROLLO VEGETATIVO. DESARROLLO DE LA RAÍZ. DESARROLLO DEL TALLO. DESARROLLO DE LA HOJA. CASOS DE DIFERENCIACIÓN VEGETATIVA ANÓMALA: TUMORES Y AGALLAS. APLICACIONES EN BIOTECNOLOGÍA VEGETAL. TEMA 8. FLORACIÓN. INTRODUCCIÓN. SÍNTOMAS MACROMORFOLÓGICOS DEL COMIENZO DEL PERIODO REPRODUCTIVO. MORFOGÉNESIS FLORAL. CAMBIOS ANATÓMICOS EN LOS MERISTEMOS. DESARROLLO DE LA FLOR. CONTROL HORMONAL DE LA FLORACIÓN. TEMA 9. FECUNDACIÓN: FORMACIÓN DE SEMILLA Y FRUTO. INTRODUCCIÓN. FECUNDACIÓN. GERMINACIÓN DEL GRANO DE POLEN. AVANCE DEL TUBO POLÍNICO. FUSIÓN DE GAMETOS. EMBRIOGÉNESIS. FORMACIÓN DEL ENDOSPERMO. ACTIVIDAD METABÓLICA DURANTE LA FORMACIÓN DE LA SEMILLA. SÍNTESIS DE MATERIALES DE RESERVA. DESARROLLO DEL FRUTO. CARACTERÍSTICAS DEL CRECIMIENTO DEL FRUTO. NUTRICIÓN DEL FRUTO.

8 TEMA 10. SENESCENCIA. Licenciatura en Biología 8-9 CONCEPTO Y TIPOS DE SENESCENCIA. CAUSAS DE LA SENESCENCIA. ALGUNOS CASOS DE SENESCENCIA DE ÓRGANOS. SENESCENCIA DE HOJAS. MADURACIÓN Y SENESCENCIA DE FRUTOS Y FLORES. PARTE III: REGULACIÓN AMBIENTAL DEL DESARROLLO VEGETAL. ECOFISIOLOGÍA VEGETAL TEMA 11. INFLUENCIA DE LA LUZ EN EL DESARROLLO VEGETAL I: FOTOMORFOGÉNESIS INTRODUCCIÓN. TIPOS DE FOTORRECEPTORES. FITOCROMO. DESCUBRIMIENTO. ESTRUCTURA Y NATURALEZA QUÍMICA. FOTOCONVERSIÓN Y MODO DE ACCIÓN DEL FITOCROMO. RESPUESTAS MEDIADAS POR FITOCROMO. TEMA 12. INFLUENCIA DE LA LUZ EN EL DESARROLLO VEGETAL II: FOTOPERIODISMO CONCEPTO DE FOTOPERIODISMO. CLASIFICACIÓN FOTOPERIÓDICA DE LAS PLANTAS. LA INDUCCIÓN FOTOPERIÓDICA DE LAS PLANTAS. DETECCIÓN DEL FOTOPERIODO. ESTIMULO FOTOPERIÓDICO. TRANSDUCCIÓN DEL ESTÍMULO. MECANISMOS DE MEDIDA DEL TIEMPO EN LAS PLANTAS. TEMA 13. INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN EL DESARROLLO VEGETAL. INTRODUCCIÓN. VERNALIZACIÓN. TIPOS DE PLANTAS QUE REQUIEREN VERNALIZACIÓN. PERCEPCIÓN DEL ESTIMULO VERNALIZADOR. LETARGO. TIPOS. PAPEL DE LAS FITOHORMONAS. SALIDA DEL LETARGO. TEMA 14. LOS MOVIMIENTOS DE LAS PLANTAS. TIPOS DE MOVIMIENTOS EN LAS PLANTAS. TROPISMOS. FOTOTROPISMO Y GRAVITROPISMO. NASTIAS. MOVIMIENTOS DE PLANTAS SENSITIVAS. MOVIMIENTOS AUTÓNOMOS. NUTACIONES Y CIRCUNNUTACIONES.

9 PROGRAMA DE PRÁCTICAS FISIOLOGÍA VEGETAL Licenciatura en Biología 9-9 PRÁCTICA 1. EFECTO DE LAS AUXINAS EN EL CRECIMIENTO DE TALLO Y RAIZ. PRÁCTICA 2. EFECTO DE LAS CITOQUININAS SOBRE LA SENESCENCIA DE HOJAS DE ESPINACA. PRÁCTICA 3. BIOENSAYO DE AUXINAS: TEST DE LA CURVATURA DE TALLOS. PRÁCTICA 4. ENSAYO DE VIABILIDAD DE SEMILLAS. PRÁCTICA 5. PARÁMETROS FISIOLÓGICOS DE LA MADURACIÓN DE FRUTOS: VALORACIÓN DE LA ACIDEZ. PROBLEMA 1. MOVILIZACIÓN DE LAS RESERVAS NUTRITIVAS EN SEMILLAS DE CEREALES. PROBLEMA 2. DISTRIBUCIÓN DEL CRECIMIENTO EN EPICÓTILOS. PROBLEMA 3. FOTOPERIODISMO Y FLORACIÓN. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Teoría: Examen tipo test simple, consistente en 40 preguntas con cuatro opciones cada una de las que habrá que elegir una de ellas. Prácticas: Examen escrito consistente en 4-5 cuestiones acerca de los resultados y la metodología manejados en las prácticas y los problemas realizados durante el curso. Se califica con apto o no apto. Actividades complementarias: La realización de seminarios teórico-prácticos tendrá carácter voluntario y no podrán ser realizados por grupos de más de dos personas. Su calificación contribuirá a la nota global del cuatrimestre. BIBLIOGRAFIA FISIOLOGÍA VEGETAL F. B. Salisbury y C.W. Ross. Grupo Editorial Iberoamérica. FUNDAMENTOS DE FISIOLOGÍA VEGETAL J. Azcón-Bieto y M. Talón. McGraw-Hill-Interamericana-UPC.