FISIOLOGÍA VEGETAL CÓDIGO: B054/01/9781

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1 Licenciatura en Biología 1-10 CÓDIGO: B054/01/9781 CURSO Carga docente: 6 créditos teóricos (3 primer cuatrimestre + 3 segundo cuatrimestre) 4 créditos prácticos (2 primer cuatrimestre + 2 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 - Pilar Martínez Núñez - Marco Antonio Oltra Cámara - José Luis Casas Martínez (Ciencias Ambientales y Recursos Naturales - Mª Dolores Serna Guirao (Ciencias Ambientales y Recursos Naturales) -Abel Piqueras Castillo (Ciencias Ambientales y Recursos Naturales) PRIMERA PARTE (1º Cuatrimestre) Profesores: Carga docente: - Víctor Javier Mangas Martín - Pilar Martínez Núñez - Marco Antonio Oltra Cámara 3 créditos teóricos y 2 créditos prácticos. Grupos A y B OBJETIVOS: Promover el interés sobre cómo funcionan los vegetales, incentivando actitudes positivas hacia la Fisiología Vegetal como ciencia. Comprender la conexión e integración de la disciplina con otras ciencias biológicas. 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.

2 Licenciatura en Biología 2-10 FISIOLOGÍA VEGETAL Adquirir conocimientos sobre el metabolismo vegetal: fotosíntesis, respiración y asimilación de nutrientes minerales. Manejar bibliografía básica y otras fuentes de información, así como adquirir vocabulario técnico propio de la disciplina. PROGRAMA DE TEORÍA: TEMA 1. INTRODUCCIÓN. Concepto de fisiología vegetal. Principios y aportaciones de la 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. Relaciones entre nutrición mineral y crecimiento. Deficiencias minerales. TEMA 6. ABSORCIÓN Y TRANSPORTE DE NUTRIENTES POR LA RAIZ.

3 Licenciatura en Biología 3-10 La raíz como órgano de absorción. Transporte vía apoplasto y simplasto. Fuerzas que actúan sobre los iones. Mecanismo de transporte. Absorción foliar. TEMA 7. TRANSPORTE POR EL FLOEMA. El floema como conductor de los solutos. Naturaleza de las sustancias transportadas. Características del transporte. Carga y descarga del floema. Mecanismos de transporte. Factores ambientales 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 CO 2 : Ciclo de Calvin. Síntesis de sacarosa y su regulación. 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. TEMA 14. RESPIRACIÓN DE LOS VEGETALES.

4 Licenciatura en Biología 4-10 Mitocondrias vegetales. El proceso respiratorio. Respiración resistente a los cianuros. Factores que afectan a la respiración. PROGRAMA DE PRÁCTICAS Y PROBLEMAS: Práctica 1. Webs de interés en Fisiología Vegetal (Aula de informática INF-1 Fac. Ciencias). Práctica 2. Determinación mediante distintos métodos del potencial hídrico de un tejido veg. (I). (Laboratorio planta baja dcha. Edif. Los Arcos). Práctica 3. Determinación mediante distintos métodos del potencial hídrico de un tejido veg.(ii). (Laboratorio planta baja dcha. Edif. Los Arcos). Práctica 4. Determinación mediante distintos métodos del potencial osmótico de un tejido vegetal. (Laboratorio planta baja dcha. Edif. Los Arcos). Práctica 5. Diagrama sobre relaciones hídricas en plantas. (Aula). Práctica 6. Transporte de agua en la planta: medida de la intensidad de la transpiración y determinación de la apertura y cierre de estomas. (Laboratorio planta baja dcha. Edif. Los Arcos) Práctica 7. Videos: fotosíntesis y cultivo "in vitro" de especies leñosas. (Aula de video, 1ª planta Fase II, aula de Ecología). 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 hídricos 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. 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 CO 2 en plantas C3 y C4 en función de la fijación neta de CO 2. Problema 9. Fotosíntesis neta y fotorrespiración: interpretar la influencia de [CO 2 ] y [O 2 ] sobre el porcentaje de glicina y sacarosa. CRITERIOS DE EVALUACIÓN: Teoría y prácticas: Es obligatoria la asistencia a las prácticas. Al finalizar el primer cuatrimestre, habrá un examen tipo test, consistente en 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 7 preguntas de desarrollo. Actividades complementarias: cada alumno/a entregará, con carácter obligatorio, los resultados y la discusión de cada práctica de laboratorio realizada, así como de los problemas propuestos, cuya puntuación -entre 0 y 1 punto- se suma, una sola vez, a la del examen a partir de 4 puntos, obteniéndose así la calificación del cuatrimestre.

5 Licenciatura en Biología 5-10 FISIOLOGÍA VEGETAL Calificación final de la asignatura: resulta de efectuar la media aritmética entre la calificación del primero y segundo cuatrimestre, siempre que cada una de éstas alcance 4 puntos. BIBLIOGRAFÍA: FISIOLOGÍA VEGETAL Barceló, J.; Nicolás, G.; Sabater, B. y Sánchez, R. Ed. Pirámide. Madrid. FISIOLOGÍA DE LAS PLANTAS Salisbury, F.B. y Ross, C.W. Ed. Paraninfo- Thomson Learning. Madrid. (Editada en un solo volumen y en tres). FISIOLOGÍA VEGETAL I. NUTRICIÓN Y TRANSPORTE Guardiola, J.L. y Garcia, A. Ed. Síntesis. Madrid. FUNDAMENTOS DE FISIOLOGÍA VEGETAL Azcón-Bieto, J. y Talón, M. (Coord.). Ed. Mc Graw Hill Interamericana y Univ. Barcelona. Madrid. BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY OF PLANTS Buchanan, B.B.; Gruisen, W. & Jones, R.L. Ed. ASPB-John Wiley & Sons. CD-ROM (illustrations) WEBS DE INTERÉS EN FISIOLOGÍA VEGETAL: XV Congreso de la Sociedad Española de Fisiología Vegetal (SEFV), Palma de Mallorca, Sept Federación de Sociedades Europeas de Fisiología Vegetal Sociedad Americana de Fisiología Vegetal &_version=1&_urlVersion=0&_userid= &md5=5cf8e3c45a4fab93067 f41a27048fdf3 Repertorios de la revista Trends in Plant Science de Edit. Elsevier XIV Congreso Europeo de F.V. Cracovia, Ofertas de trabajo para biólogos en Canadá Revistas electrónicas de Fisiología Vegetal Artículo de la revista Nature, 418, (08 August 2002)

6 Licenciatura en Biología Programa sobre Transgénicos en Redes, TVE Revistas y libros electrónicos (Journal of Plant Nutrition) Revistas y libros electrónicos de Edit. Elsevier Revista Nature Federación Europea de Biotecnología Ministerio de Agricultura, EE.UU. Bases de datos de plantas Estreses en plantas, EE.UU Revistas y libros electrónicos de Edit. Kluwer Resumen de un artículo de la revista Nature 425, (25 September 2003)

7 SEGUNDA PARTE (2º Cuatrimestre) Licenciatura en Biología 7-10 Profesor/a-es/as: Carga docente: - Dr. Jose Luis Casas Martínez (Ciencias Ambientales y Recursos Naturales - Dra. Mª Dolores Serna Guirao (Ciencias Ambientales y Recursos Naturales) - Dr. Abel Piqueras Castillo (Ciencias Ambientales y Recursos Naturales) 3 créditos teóricos y 2 créditos prácticos. Grupos A y B 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 de las fitohormonas, la luz y otros estímulos ambientales en el desarrollo de las plantas. PROGRAMA DE TEORÍA PARTE I: PRINCIPIOS BÁSICOS DEL DESARROLLO VEGETAL TEMA 1. CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL DESARROLLO VEGETAL. DESARROLLO VEGETAL: CRECIMIENTO Y DIFERENCIACIÓN. CONCEPTOS. FORMAS DE EXPRESAR EL CRECIMIENTO. DISTRIBUCIÓN DEL CRECIMIENTO. MECANISMOS DE REGULACIÓN DEL DESARROLLO. FACTORES ENDÓGENOS. Fitohormonas. Señales eléctricas. Señales hidráulicas. FACTORES AMBIENTALES. TEMA 2. FITOHORMONAS I. AUXINAS, GIBERELINAS Y CITOQUININAS. DEFINICIÓN Y ASPECTOS ESTRUCTURALES. ANTECEDENTES HISTÓRICOS. METABOLISMO Y TRANSPORTE. PRINCIPALES EFECTOS FISIOLÓGICOS. TEMA 3. FITOHORMONAS II. ÁCIDO ABSCÍSICO, ETILENO Y POLIAMINAS. DEFINICIÓN Y ASPECTOS ESTRUCTURALES. ANTECEDENTES HISTÓRICOS. METABOLISMO.

8 Licenciatura en Biología 8-10 FISIOLOGÍA VEGETAL PRINCIPALES EFECTOS FISIOLÓGICOS. OTRAS SUSTANCIAS REGULADORAS DEL DESARROLLO. TEMA 4. BASES CELULARES DEL CRECIMIENTO Y LA DIFERENCIACIÓN. INTRODUCCIÓN. CRECIMIENTO CELULAR. LA PARED CELULAR DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL CRECIMIENTO. EXPANSIÓN DE LA PARED CELULAR: MODELOS. DIFERENCIACIÓN CELULAR. CONTROL DE LA DIRECCIÓN DE LA EXPANSIÓN CELULAR. CONTROL DEL PLANO DE LA DIVISIÓN CELULAR. PARTE II: FISIOLOGÍA DEL DESARROLLO VEGETAL TEMA 5. GERMINACIÓN DE LAS SEMILLAS. CONCEPTO DE GERMINACIÓN. ESTRUCTURA DE LA SEMILLA. VIABILIDAD Y LONGEVIDAD. SEMILLAS RECALCITRANTES Y ORTODOXAS. ASPECTOS BIOQUÍMICOS DE LA GERMINACIÓN. IMBIBICIÓN. RESPIRACIÓN. MOVILIZACIÓN DE RESERVAS. ECOFISIOLOGÍA DE LA GERMINACIÓN. LETARGO. TEMA 6. DESARROLLO VEGETATIVO. DESARROLLO VEGETATIVO. DESARROLLO DE LA RAÍZ. DESARROLLO DEL TALLO. DESARROLLO DE LA HOJA. DIFERENCIACIÓN VEGETATIVA ANÓMALA: TUMORES Y AGALLAS. APLICACIONES EN BIOTECNOLOGÍA VEGETAL. TEMA 7. FLORACIÓN I. INDUCCIÓN. INTRODUCCIÓN: CONCEPTO DE FASE JUVENIL EN LAS PLANTAS. INDUCCIÓN DE LA FLORACIÓN. FOTOPERIODO. CLASIFICACIÓN FOTOPERIÓDICA DE LAS PLANTAS. ESTIMULO FOTOPERIÓDICO. PERCEPCIÓN Y TRANSDUCCIÓN DEL ESTÍMULO. VERNALIZACIÓN. PERCEPCIÓN Y TRANSDUCCIÓN DEL ESTÍMULO VERNALIZADOR. TEMA 8. FLORACIÓN II. MORFOGÉNESIS FLORAL EVOCACIÓN FLORAL. SÍNTOMAS MACROMORFOLÓGICOS DEL COMIENZO DEL PERIODO REPRODUCTIVO. MORFOGÉNESIS FLORAL. CAMBIOS ANATÓMICOS EN LOS MERISTEMOS. CONTROL GENÉTICO Y HORMONAL DE LA MORFOGÉNESIS FLORAL.

9 Licenciatura en Biología 9-10 TEMA 9. FECUNDACIÓN. FORMACIÓN DE SEMILLA Y FRUTO. INTRODUCCIÓN. FECUNDACIÓN. EMBRIOGÉNESIS. FORMACIÓN DEL ENDOSPERMO. SÍNTESIS DE MATERIALES DE RESERVA. DESARROLLO DEL FRUTO. CARACTERÍSTICAS DEL CRECIMIENTO DEL FRUTO. NUTRICIÓN DEL FRUTO. TEMA 10. SENESCENCIA. CONCEPTO Y TIPOS DE SENESCENCIA. CAUSAS DE LA SENESCENCIA. EJEMPLOS DE SENESCENCIA DE ÓRGANOS VEGETALES. SENESCENCIA DE HOJAS, FRUTOS Y FLORES. PARTE III: REGULACIÓN AMBIENTAL DEL DESARROLLO VEGETAL TEMA 11. FOTOMORFOGÉNESIS Y FOTOPERIODISMO. RITMOS BIOLÓGICOS EN LAS PLANTAS INTRODUCCIÓN. TIPOS DE FOTORRECEPTORES. FITOCROMOS. DESCUBRIMIENTO. ESTRUCTURA Y NATURALEZA QUÍMICA. FOTOCONVERSIÓN Y MODO DE ACCIÓN DEL FITOCROMO. RESPUESTAS MEDIADAS POR FITOCROMO. CRIPTOCROMOS. CONCEPTO DE FOTOPERIODISMO. RITMOS BIOLÓGICOS EN PLANTAS. APROXIMACIÓN AL MODELO DE RELOJ BIOLÓGICO EN PLANTAS. TEMA 12. LOS MOVIMIENTOS DE LAS PLANTAS. TIPOS DE MOVIMIENTOS EN LAS PLANTAS. TROPISMOS. FOTOTROPISMO Y GRAVITROPISMO. NASTIAS. MOVIMIENTOS DE PLANTAS SENSITIVAS. MOVIMIENTOS AUTÓNOMOS. NUTACIONES. ############# PROGRAMA DE PRÁCTICAS 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.

10 Licenciatura en Biología 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 (aplicables para el 2ª cuatrimestre) Teoría: Examen tipo test consistente en preguntas con cuatro opciones cada una de las que habrá que identificar la correcta. Cada tres errores restarán un acierto. Prácticas: La ASISTENCIA es OBLIGATORIA a todas las sesiones. El examen será escrito acerca de los resultados y la metodología manejados en las prácticas y los problemas realizados durante esta parte de la asignatura. Se califica con apto o no apto. Es necesario alcanzar el apto para aprobar la asignatura. 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. BIBLIOGRAFÍA FISIOLOGÍA DE LAS PLANTAS Salisbury, F.B. y Ross, C.W. Paraninfo- Thomson Learning. FUNDAMENTOS DE FISIOLOGÍA VEGETAL J. Azcón-Bieto y M. Talón. McGraw-Hill-Interamericana-UPC. FISIOLOGÍA VEGETAL J. Barceló Coll, G. Nicolás Rodrigo, B. Sabater García y R. Sánchez Tamés. Ed. Pirámide.