UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS Y FORESTALES CURSO DE MORFOLOGÍA VEGETAL. Apellido y Nombre... Comisión...Fecha...

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1 Apellido y Nombre... Comisión...Fecha... TRABAJO PRACTICO 2 LA CÉLULA VEGETAL INTRODUCCIÓN TEÓRICA La célula es la unidad morfológico-estructural y funcional de todos los seres vivos. El conjunto de células de uno o varios tipos que realizan una función coordinada se denomina tejido. Las células se separan entre sí por la laminilla media. Cada célula vegetal presenta una pared celular que rodea al protoplasma, el cual contiene una membrana plasmática y diferentes organoides y el núcleo suspendidos en el citoplasma. Figura 1 La célula y sus partes 1

2 En este trabajo práctico nos concentraremos en aquellas partes de la célula que se pueden observar al microscopio óptico. Estas partes son: pared celular primaria, pared celular secundaria, citoplasma, núcleo, vacuola y algunos tipos de plástidos: cloroplastos y amiloplastos. La pared celular primaria se encuentra por fuera de la membrana plasmática. Todas las células vegetales tienen pared primaria y es la única que tienen las células vivas y que tienen la potencialidad de dividirse. Su componente es un hidrato de carbono: la celulosa. La celulosa se dispone en forma de microfibrillas desordenadas (se orientan en todas direcciones), las cuales dejan entre sí, espacios que son ocupados por la matriz que contiene agua y otras sustancias. Las células del tejido epidérmico, por ejemplo, tienen sólo pared primaria. Esta pared proporciona una envoltura semirrígida a la célula, pero aun así le permite elongarse y el pasaje de sustancias entre células vecinas a través de zonas más delgadas y porosas llamadas campos de puntuaciones primarias por donde las células vecinas conectan sus citoplasmas (plasmodesmos). De esta manera, las células se comunican entre sí y con el medio externo. La pared primaria se ve como una línea delgada y brillosa en los tejidos sin teñir que le da forma a la célula, y de color suave con los colorantes, por ejemplo de color rosado en las tinciones con safranina (colorante de color rojo). Figura 2 Pared celular primaria La pared celular secundaria se desarrolla en las células de algunos tejidos por dentro de la pared celular primaria. También está formada por celulosa, pero las microfibrillas se encuentran ordenadas (orientadas paralelamente) y en varias capas y la matriz es reemplazada por sustancias como la lignina. Todos estos factores le dan una gran rigidez a la célula y así puede llevar a cabo otras funciones como el sostén de la planta y la conducción del agua por el tejido llamado xilema. Las células con 2

3 pared secundaria ya no pueden crecer ni dividirse y el protoplasto muere; en lugar de éste queda un hueco llamado lumen. En los lugares donde hay puntuaciones primarias no se deposita pared secundaria, estas áreas se denominan punteaduras. Por su forma, puede haber distintos tipos de punteaduras (por ej., simple, areolada, areolada con torus). Las punteaduras permiten el paso de agua y minerales y evitan el paso de burbujas de aire. La pared secundaria se ve gruesa y brillosa en los tejidos sin teñir y de color intenso en las tinciones, por ejemplo rojo con la safranina (colorante de color rojo). Figura 3 Pared celular secundaria con punteadura simple El citoplasma es una sustancia viscosa, más o menos transparente que está formada fundamentalmente por agua. Está limitado por la membrana plasmática o plasmalema, formada por lípidos y proteínas, que permite el paso de ciertas sustancias (permeabilidad selectiva o semipermeable). En el citoplasma se encuentran suspendidos los orgánulos, organelas u organoides que son entidades que desempeñan funciones particulares en la célula, de la misma forma que lo hacen los diferentes órganos en el cuerpo humano. De estos organoides, se describen brevemente a continuación sólo los que se verán en el trabajo práctico. Los plástidos son organoides rodeados por dos membranas (externa e interna) que encierran una matriz o estroma. Hay distintos tipos de plástidos, según el tipo de sustancia que contienen y ello está relacionado con la función que desempeñan. Algunos de estos tipos son los cloroplastos y los amiloplastos. Los cloroplastos son los que dan el color verde a las plantas, ya que contienen principalmente un pigmento 3

4 llamado clorofila. Allí tiene lugar la fotosíntesis, que es el proceso por el cual las plantas elaboran su propio alimento (glucosa: hidrato de carbono). Para que la fotosíntesis se realice de manera óptima, la membrana interna del cloroplasto se halla muy replegada (forman estructuras llamadas tilacoides, que en conjunto constituyen los grana), aumentando así la superficie utilizable por las enzimas que actúan en este proceso. Cuando se observan ciertos tejidos vivos expuestos a la luz, es posible ver a los cloroplastos en movimiento giratorio alrededor de la vacuola, movimiento denominado ciclosis; su función es mejorar el rendimiento de la fotosíntesis, mediante una exposición más eficiente a la luz. Los cloroplastos se ven como pequeñas esferas de color verde en los tejidos sin teñir. Figura 4 Partes de un cloroplasto. Los amiloplastos almacenan almidón que es una macromolécula de hidrato de carbono (macro = grande) constituyendo un polisacárido. Se encuentran en varias partes de la planta como tallos (tubérculo de la papa) y dentro de las semillas. Constituyen una forma de guardar el alimento y cuando éste se necesita, el almidón se rompe en unidades más pequeñas (glucosa) que pueden ser utilizadas por las células. El almidón se deposita en capas alrededor de un lugar que se denomina hilo. Puede haber más de un hilo (grano de almidón simple o compuesto), y éste puede ubicarse en distintas partes del amiloplasto (céntrico o excéntrico). Los amiloplastos se ven como pequeñas esferas de color azul-violeta a negro en los tejidos coloreados con lugol que es una solución de iodo iodurada de potasio. Figura 5 Distintos tipos de amiloplastos 4

5 La vacuola es un organoide rodeado por una membrana llamada tonoplasto que contiene el jugo vacuolar compuesto esencialmente por agua. Las células maduras poseen generalmente una gran vacuola (o a veces son dos o tres) que ocupa casi todo el citoplasma y empuja al resto de los organoides contra la membrana plasmática y la pared celular. Pueden almacenar sustancias y la presión que ejercen contra la pared (presión de turgencia) da rigidez a los tejidos. La pérdida de presión de turgencia se denomina plasmólisis; por ejemplo cuando el medio extracelular es muy salino, la vacuola pierde el jugo celular y la membrana plasmática se separa de la pared vegetal. Al microscopio, la vacuola se ve como un gran espacio poco teñido que ocupa casi toda la célula; se reconoce porque generalmente empuja al núcleo contra el borde de la célula. El núcleo está limitado por una doble membrana denominada carioteca, que posee poros. En su interior se encuentra un pequeño cuerpo esférico llamado nucléolo y el ácido desoxirribonucleico (ADN) en forma de hebras que reciben el nombre de cromatina. El núcleo controla toda la actividad de la célula y la división celular. El núcleo se ve como una pequeña esfera oscura en los tejidos sin teñir, y de color rojo cuando se tiñe con safranina. 5

6 EJERCITACION Ejercicio 1. Observación de células de Allium cepa cebolla. Técnica empleada para la observación: Técnica de peeling para obtención de epidermis de cebolla Con la hoja de afeitar hacer un corte superficial en forma de V en la epidermis inferior de la hoja. Con la pinza tomar la epidermis por el extremo de la V y tirar tratando de desprender la epidermis que es incolora. Si se observa de color verde significa que ha arrastrado otros tejidos junto con la epidermis. Obtenida la epidermis incolora colocarla sobre la gota de agua que está en el portaobjeto, teniendo especial cuidado de colocar hacia el cubreobjeto la superior de la epidermis. Apoyar un borde del cubreobjeto en el agua del portaobjeto y sosteniéndolo con la aguja, deslizarlo hasta cubrir lentamente la epidermis. De esta manera se va desplazando el aire y no se forman burbujas. A continuación encienda el microscopio óptico, coloque el preparado sobre la platina, enfoque primero con el objetivo de menor aumento (10x). (CUIDADO, NO TOQUE EL PREPARADO CON EL OBJETIVO). Una vez que enfocó y analizó el preparado, si desea observar con mayor detalle, girando el revólver puede pasar al objetivo de aumento (40x). Observe el preparado al microscopio, compárelo con el siguiente esquema y coloque los siguientes nombres: pared celular, citoplasma, vacuola, núcleo. Pared Primaria Citoplasma Vacuola Núcleo Responda a las siguientes preguntas: 1. Con qué aumento realizó la observación? y Cómo calculó dicho aumento? Por ejemplo: 400x y se calculó multiplicando el aumento del ocular (10x) por el aumento del objetivo (40 x). 6

7 2. Observó un tejido o una célula? Se observó un tejido y después se enfocó sobre una célula 3. Qué tipo de pared celular vio: primaria o secundaria? Por qué llegó a esta conclusión? Se vio que las células tenían pared primaria. Porque eran células vivas, con núcleo, vacuola y citoplasma 4. Pudo ver todos los organoides que existen dentro de una célula o sólo algunos? Por qué? Solo se pudieron ver algunos organoides. Porque estos microscopios no tienen el poder de resolución suficiente para observarlos. 5. Si observó una pequeña esfera dentro del núcleo, puede indicar a qué parte del mismo corresponde Si y corresponde al nucléolo. Ejercicio 2. Observación de cloroplastos en la hoja de Elodea sp Técnica empleada para la observación Tomar con una pinza una hoja de Elodea y colocarla en el porta objeto sobre una gota de agua. Apoyar un borde del cubre objeto en el líquido y sosteniéndolo con la aguja, déjelo deslizar para que desplace el aire. Proceda a observar con el microscopio tal como hizo en el ejercicio anterior. a) Observe el preparado al microscopio, compárelo con el siguiente esquema y coloque los siguientes nombres: pared celular, citoplasma, vacuola, núcleo, cloroplasto. 7

8 Pared primaria Núcleo Cloroplasto Vacuola Citoplasma Responda a las siguientes preguntas: 1. Qué tipo de pared celular observó: primaria o secundaria? Por qué llegó a esta conclusión? Se vio que las células tenían pared primaria. Porque eran células vivas, con núcleo, vacuola, cloroplastos y citoplasma 2. Según el color que predomina en las células del preparado cuál le parece que es la función de esas células? El color verde, estaría indicando que la principal función es la fotosíntesis 3. Cómo se llama el movimiento que describen los cloroplastos? con qué proceso está relacionado? CICLOSIS, está relacionado con la fotosíntesis, la luz estimula el movimiento de los cloroplastos para mejorar el rendimiento de la fotosíntesis, mediante una exposición más eficiente a la luz. 4. En el cloroplasto pudo ver todas las partes que se muestran en la Figura 4 de la Introducción teórica? No, porque para ver esas estructuras haría falta un microscopio electrónico de transmisión b) Coloque ahora unas gotas de agua con sal en el preparado y observe lo que sucede. Responda a las siguientes preguntas: 8

9 1. Cómo describiría lo que sucedió y cómo se llama ese proceso? Es la plasmólisis, pérdida del contenido acuoso de la célula (se arruga la célula) por el proceso osmótico. 2. Qué característica de la membrana plasmática pone en evidencia este proceso? Que es semipermeable, el agua puede entrar y salir, sino la célula no se alteraría. 3. Qué característica de la pared celular pone en evidencia este proceso? Que la pared también permite el paso de sustancias (por los campos de puntuaciones primarias), sino la célula no se alteraría. Ejercicio 3. Reconocimiento de amiloplastos en Solanum tuberosum "papa". Técnica para observar amiloplastos Coloque en un portaobjeto una gota de agua, con una aguja o pinza realice un raspado de papa, dejando caer el material sobre el portaobjeto. Disgregue y aplaste bien la mezcla. A la parte más disgregada la separa y le agrega una gota de Lugol (solución de Iodo-Ioduro de Potasio). Apoye un borde del cubreobjeto en el líquido y sosteniéndolo con la aguja histológica, déjelo deslizar lentamente. Si el grano de almidón se observa casi negro diluya el lugol con más agua y repita la preparación. Proceda a observar con el microscopio tal como hizo previamente. a) Observe el preparado al microscopio, y realice un esquema colocando los siguientes nombres: pared celular (puede haberse roto durante la preparación), 9

10 citoplasma, amiloplasto: hilo, capas de deposición. Capas de deposición Hilo Responda a las siguientes preguntas: 1. Compare el amiloplasto del preparado con la Figura 5 es un amiloplasto simple o compuesto? Tiene hilo céntrico o excéntrico? Es un amiloplasto simple con hilo excéntrico 2. Además de los amiloplastos encontró alguna otra estructura celular que se haya teñido fuertemente con el lugol? A qué lo atribuye? NO se encontró otra estructura coloreada, porque solo el almidón reacciona con el lugol para dar esa coloración 3. De acuerdo a lo observado considera que este es un buen tejido de reserva? Si Ejercicio 4. Observación de paredes celulares en Apium graveolens apio Técnica para realizar la observación Los tallos de apio con hojas ya se encuentran sumergidos en una solución con un colorante (por ejemplo safranina). Con una hojita de afeitar o bisturí corte una rodaja del tallo de apio de unos pocos centímetros y observe a simple vista o con la ayuda de un microscopio estereoscópico (lupa) la coloración adquirida. 10

11 En el esquema transversal de tallo de apio, marque las áreas oscuras. Responda a las siguientes preguntas: 1. Teniendo en cuenta cómo tiñen las paredes celulares con los colorantes A qué atribuye los colores claros y los colores oscuros en el tallo? Los colores claros son debido a células con pared primaria que no se colorearon y las zonas coloreadas de rojo son células con pared secundaria que corresponden al xilema y algunas fibras de esclerénquima 2. Qué piensa que sucedió con el agua en que estaban sumergidos los tallos? Entró a la planta y ascendió por el tallo. 3. Qué relación encuentra entre los puntos oscuros y la entrada de agua al tallo? El agua entró por allí, son células con pared secundaria que necesitan paredes muy fuertes para que el agua pueda circular y las paredes no se colapsen. 11