Biología Vegetal. 3ª Parte: Reproducción de plantas angiospermas. Tema 4 de Biología NS Diploma BI Curso

Transcripción

1 Biología Vegetal 3ª Parte: Reproducción de plantas angiospermas Tema 4 de Biología NS Diploma BI Curso

2 Antes de comenzar Pregunta guía De qué depende que unas plantas florezcan en primavera y sin embargo otras en otoño? Conocimientos previos

3 La flor Unidad reproductora de las plantas angiospermas. Pétalos Es una flor de una planta monocotiledónea o dicotiledónea? Antera Estilo Estigma Filamento Sépalos Ovario

4 La flor Dibuje y rotule la estructura de una flor dicotiledónea. Estambre Antera Estigma Carpelo Estilo Filamento Ovario Sépalo Pétalo Flor idealizada

5 Añade las funciones: Antera Pétalos La flor Estilo - Atracción de polinizadores (insectos y pequeñas aves). - Lugar donde se deposita el polen. - Cubierta protectora de la flor en desarrollo. - El tubo polínico crece desde el estigma al ovario a lo largo del estilo. - Contiene los óvulos. - Mantiene la antera. - Contiene el polen. Estigma Filamento Sépalos Ovario

6 Añade las funciones: Pétalos La flor - Atracción de polinizadores (insectos y pequeñas aves). Web Universidad Alberta - Contiene el polen. Filamento Antera - Mantiene la antera. Sépalos - Cubierta protectora de la flor en desarrollo. Estilo Ovario - Lugar donde se deposita el polen. Estigma - El tubo polínico crece desde el estigma al ovario a lo largo del estilo. - Contiene los óvulos.

7 Proceso de reproducción en angiospermas Polinización 1. Transporte del polen desde la antera de una planta al estigma de otra. Diseminación 3. Dispersión de las semillas (óvulo fertilizado) con objeto de no competir por los recursos. Fertilización 2. Fusión de los núcleos de los gametos masculinos (contenido en el grano de polen) y femeninos para formar el cigoto. Para ello, el tubo polínico crece hacia abajo desde el estigma hacia el ovario, a través del estilo, y dos espermas son liberados al ovario, donde ocurre la fertilización.

8 Reproducción en angiospermas: Polinización Polinización zoófila: Aquella realizada por diversos animales como insectos (polinización entomófila), pájaros (polinización ornitófila), etc. que transportan el polen en su propio cuerpo. Polinización anemófila: Cuando es el viento el encargado de transportar el polen. Tiene lugar en plantas de flores poco vistosas pero que producen gran cantidad de polen, como los pinos. Video1

9 Reproducción en angiospermas: Fertilización Grano de polen Si un grano de polen germina, un tubo polínico crece hacia abajo hasta el ovario. 2 núcleos polares Estigma Tubo polínico 2 espermas Estilo Ovario Ovario (contiene los gametos femeninos) Web Campbell Óvulo Micropilo El tupo polínico libera 2 espermas en el gametofito femenino con un óvulo. Ovario 2 núcleos polares Óvulo 2 espermas a punto de ser descargardos Un esperma fertiliza al óvulo, formando el cigoto. El otro esperma se combina con los dos núcleos polares, formando una célula triploide que se desarrolla en un tejido nutritivo llamado endospermo. Núcleo del endospermo (3n) (2 núcleos polares + esperma) Cigoto (2n)

10 Reproducción en angiospermas: Diseminación Las plantas han desarrollado varios mecanismos para la diseminación de sus semillas, de manera que las nuevas plantas puedan establecerse a cierta distancia de sus parentales para evitar la competencia por los recursos. Por el viento (anemocoria). Presenta expansiones laminares que al desprenderse las semillas permiten a éstas un vuelo bastante raro, manteniéndola en el aire y así puede ser transportada por el viento lejos de la planta madre. Ejemplos son el diente de león (1a) y el arce (1b). Por el agua (hidrocoria). Muchos arboles (nogal o avellano) que se encuentran en las orillas de los ríos dejan caer sus frutos al agua y estos son arrastrados por la corrientes a lugares más lejano. Otro ejemplo son los cocos (2a) y (2b). Por los animales (zoocoria). La epizoocoria es cuando se pegan al cuerpo del animal, como los arrancamoños con sus garfios que se engancha en el pelo de mamíferos (3a) o la higuera del infierno (3b). La endozoocoria implica su ingestión por vertebrados.

11 Estructura de la semilla dicotiledónea La semilla se forma a partir de un óvulo fertilizado. testa plúmula radícula testa Exterior Cotiledones Reserva nutritiva para la germinación Interior Cubierta de la semilla plúmula micropilo (agujero) Tallo embrionario Permite la entrada de agua radícula hilo (cicatriz) Raíz embrionaria Unión del óvulo al ovario

12 Hojas verdaderas Cotiledón Hipocotilo plúmula Germinación La germinación Cotiledón Epicotilo Biología BI Curso Cotiledón Hipocotilo radícula testa Alubia

13 Condiciones necesarias para la germinación Para germinar, las semillas requieren una combinación de condiciones ideales: - Oxígeno para la respiración celular. - Agua para rehidratar la semilla y activar metabólicamente a las células. - Temperatura y ph para la actividad óptima de las enzimas. ** Los requerimientos de luz no se incluyen, ya que difieren entre especies. Video2

14 Condiciones necesarias para la germinación Algunas semillas requieren algunas condiciones especiales para estimular la germinación: - Fuego: Las semillas de las plantas pirófitas, como Cistus incanus, germinan tras los incendios estimuladas por karrikinas presentes en el humo y cenizas. - Ser digerida y traspasada: La germinación de ciertas plantas se mejora o se posibilita, después de que la semilla haya pasado por el sistema digestivo del animal. - Lavada para eliminar inhibidores: alubia.

15 almidón amilasa Metabolismo de la germinación hidrólisis maltosa 1. El agua es absorbida a través del micropilo, hidratando la semilla y activando el metabolismo. 2. Síntesis de giberelinas (hormona crecimiento vegetal) en los cotiledones. 3. La giberelina estimula la producción de amilasa, la cual cataliza la hidrólisis del almidón a maltosa. 4. La maltosa es absorbida por la plúmula y la radícula. 5. Hidrólis de la maltosa a glucosa para la producción de energía por respiración celular y la fabricación de celulosa. Síntesis absorción maltosa hidrólisis giberelinas Síntesis agua glucosa Crecimiento (respiración celular)

16 Metabolismo de la germinación GA α-amilasa maltosa agua GA cotiledón radícula

17 Investigando la germinación Si tu variable dependiente es la tasa de germinación, cómo la medirías? qué instrumento utilizarías? Qué factor investigarías como variable indepediente? Cómo la manipularías?

18 Video3 Resumen reproducción Angiospermas

19 Control de la floración Por qué no florecen todas las plantas en la misma época del año? El propósito de la floración es permitir la polinización, fertilización y posterior diseminación de las semillas. Las flores solo se abren cuando el polinizador adecuado es abundante, por lo que las distintas especies muestran cambios poblacionales estacionales. Algunas especies, como el lirio, florecen cuando los días son más largos (verano), mientras que otras especies, como el crisantemo, lo hacen cuando los días son más cortos (otoño-invierno). Planta de día largo Longitud crítica de la noche Planta de día corto No florece (noche demasiado corta) No florece (noche demasiado larga) El control de la floración se realiza a través de un proceso llamado fotoperiodo (duración día-noche), donde el factor crítico no es en realidad la longitud del día, sino la longitud de la noche.

20 Los fitocromos En las plantas existen dos grupos principales de fotorreceptores, es decir, pigmentos vegetales con capacidad de detectar la presencia de luz: los fotorreceptores de luz azul y los fitocromos. Los fotorreceptores de luz azul controlan diversas acciones, como el fototropismo. Los fitocromos son pigmentos de la hoja que miden la longitud de la noche. En la hoja se encuentra bajo dos formas fotorreversibles: Fitocromo rojo (Pr) que absorbe luz roja y Fitocromo infrarrojo (Pfr) que absorbe luz infrarroja. Se produce lentamente durante la noche. Se produce rápidamente durante el día. Efectividad fototrópica relativa Luz Tiempo = 0 min. Tiempo = 90 min Longitud de onda (nm)

21 Los fitocromos y la floración Los niveles del fitocromo infrarrojo (Pfr) se usan para determinar la longitud de la noche (Forma activa). Las plantas de día largo necesitan altos niveles de Pfr para florecer, mientras que las plantas de día corto necesitan bajos niveles de Pfr para florecer. Durante el día, una gran cantidad de luz roja (660 nm) llega del sol. También llega, aunque en bastante menor proporción, luz infrarroja (730 nm). Durante el día, la forma mayoritaria es el Pfr. Sin embargo, en oscuridad, no hay ni luz roja ni infrarroja, con lo que el Pfr se convierte lentamente en Pr. Fitocromo rojo LUZ SOLAR LUZ ROJA conversión rápida conversión lenta LUZ INFRARROJA conversión lenta Cuanto mayor sea la duración de la noche, más Pfr se convierte en Pr. Fitocromo infrarrojo

22 Los fitocromos y la floración El papel de los fitocromos en el control de la floración se ha determinado experimentalmente. Condiciones normales de luz: Plantas día largo florecen Plantas día corto florecen Experimento con pulso de luz roja: Un pulso de luz roja altera la oscuridad, resetando el reloj Alto Alto pulso de luz roja Cantidad de Pfr Bajo nivel crítico de Pfr Tiempo en oscuridad longitud crítica noche Cantidad de Pfr Bajo NO se alcanza el nivel crítico de Pfr Plantas de día corto no florecen Plantas de día largo florecen fuera de lugar Tiempo en oscuridad

23 Los fitocromos y la floración Planta día largo Longitud crítica noche Planta día corto No florece No florece Un pulso de luz roja altera la oscuridad, reseteando el reloj con efectividad. Un pulso de luz roja seguido de un pulso de luz infrarroja retorna a las condiciones normales. No florece Tiempo (h) No florece Estos experimentos muestran que las plantas de día corto florecen al medir la longitud de la noche. Web Whfreeman

24 Los fitocromos y la floración: Verano Planta día largo se abren (LDP) Planta día corto NO se abren (SDP) florecen porque no florecen porque Las noches son cortas porque Menos Pfr se convierte en Pr - Pfr actúa como un promotor de la floración para plantas de día largo, uniéndose a una proteína, que actúa como un factor de transcripción que activa los genes implicados en la floración. - Periodos de oscuridad inferiores a una determinada longitud crítica, permiten altos niveles de Pfr al final de la misma, promoviendo la floración. resultando en Altos niveles Pfr - Pfr actúa como un inhibidor de la floración para plantas de día corto. - Periodos de oscuridad inferiores a una determinada longitud crítica, permiten altos niveles de Pfr al final de la misma, inhibiendo la floración.

25 Los fitocromos y la floración: Invierno Planta día largo NO se abren (LDP) Planta día corto se abren (SDP) No florecen porque florecen porque Las noches son largas Web Campbell porque Más Pfr se convierte en Pr resultando en Bajos niveles Pfr - Pfr actúa como un promotor de la floración para plantas de día largo. - Periodos de oscuridad superiores a un determinado nivel crítico, producen bajos niveles de Pfr, que son insuficientes para promover la floración. - Pfr actúa como un inhibidor de la floración para plantas de día corto. - Periodos de oscuridad superiores a un determinado nivel crítico, producen bajos niveles de Pfr, permitiendo la floración.

26 Investigando la floración Si tu variable dependiente es la tasa de floración, cómo la medirías? qué instrumento utilizarías? Qué factor investigarías como variable indepediente? Cómo la manipularías?