BIOLOGÍA II
Objetivo:
INICIO CLASE 1, 7/SEPTIEMBRE/2023
Primero, realiza portada en libreta o en carpeta, de la materia correspondiente. (Portada libre, anotando porcentajes de evaluación)
PARTICIPACIÓN 1
Resumen Unidad 1
2. Investiga ¿Qué son los transgénicos? Beneficios y perjuicios. Ejemplos.
3. Describe el proceso de la clonación.
4. Investiga el principio de Hardy-Weinberg, y sus aplicaciones.
5. Describe la enfermedad de Síndrome de Down.
6. Explica los siguientes conceptos: Nucleótido, eucariote, procariote, mitosis, reproducción, reproducción asexual,
reproducción sexual, partenogénesis, regeneración, meiosis, híbrido, gen, genética, cromosoma, carácter, alelos, genoma,
herencia, genotipo y fenotipo.
FIN CLASE 1, 7/SEPTIEMBRE/2023
INICIO CLASE 2, 14/SEPTIEMBRE/2023
UNIDAD II - EVOLUCIÓN
En 1831 se integró, como naturalista, a la tripulación del barco de la marina inglesa "HMS Beagle", que realizaría una expedición de mapeo alrededor del mundo durante 5 años. Este viaje fue esencial en el pensamiento de Charles Darwin. En las islas Galápagos, en el Océano Pacífico frente a Sudamérica, quedó muy impresionado por las especies de animales que vio y, sobre todo, por las sutiles diferencias entre los pájaros de las islas del archipiélago. A partir de estas observaciones, Darwin se dio cuenta que estas diferencias podían estar conectadas con el hecho de que cada especie vivía en un medio natural distinto, con distinta alimentación. En ese momento comenzó Darwin a delinear sus ideas acerca de la evolución. Darwin entendió que toda población consiste de individuos ligeramente distintos unos de otros. Las variaciones que existen entre los individuos hacen que cada uno tenga distintas capacidades para adaptarse al medio natural, reproducirse exitosamente y transmitir sus rasgos a su descendencia. Al paso de las generaciones, los rasgos de los individuos que mejor se adaptaron a las condiciones naturales se vuelven más comunes y la población evoluciona. Darwin llamó a este proceso "descendencia con modificación". Del mismo modo, la naturaleza selecciona las especies mejor adaptadas para sobrevivir y reproducirse. Este proceso se conoce como "selección natural". El pensamiento de Darwin también estuvo muy influenciado por las ideas de Thomas Malthus, que escribió que la población humana tendía a crecer exponencialmente y con ello a acabarse los recursos alimenticios disponibles. Esto provoca crisis que lleva a los individuos a competir entre ellos por la supervivencia. Darwin creía que las variaciones en los rasgos hereditarios de los individuos los hacía más o menos capaces de enfrentarse a la competencia por los recursos. Más de 20 años después de que comenzó a elaborar sus ideas acerca de la evolución, Darwin publicó su teoría en el libro El origen de las especies (1859). Su publicación provocó grandes controversias y se opusieron a él los pensadores religiosos porque echaba por tierra la teoría creacionista y movía al ser humano del centro de la Creación. Este libro convenció a los científicos y al público educado de que los seres vivos cambian con el tiempo. El origen de las especies (1859) La teoría de la evolución que postuló Darwin tuvo un enorme impacto en el pensamiento europeo de la segunda mitad del siglo XIX.
Los principales argumentos de El origen de las especies, que se publicó en 1859 son:
1. Los tipos biológicos o especies no tienen una existencia fija ni estática sino que se encuentran en cambio constante.
2. La vida se manifiesta como una lucha constante por la existencia y la supervivencia.
3. La lucha por la supervivencia provoca que los organismos que menos se adaptan a un medio natural específico desaparezcan y permite que los mejores adaptados se reproduzcan, a este proceso se le llama "selección natural".
4. La selección natural, el desarrollo y la evolución requieren de un enorme período de tiempo, tan largo que en una vida humana no se pueden apreciar estos fenómenos.
5. Las variaciones genéticas que producen el incremento de probabilidades de supervivencia son azarosas y no son provocadas ni por Dios (como pensaban los religiosos) ni por la tendencia de los organismos a buscar la perfección (como proponía Lamarck). Aportes de Hugo de Vries. El mutacionismo; en 1900 De Vries, llegó a la conclusión de que las mutaciones eran responsables de la aparición de caracteres inesperados o bruscos en los individuos, a través de la realización de una serie de estudios de genética en plantas. Estos resultados fueron utilizados por De Vries, Morgan, Huxley, Müller y otros para proponer la teoría del Mutacionismo, en oposición a la teoría de la evolución de Darwin que postulaba cambios graduales, continuos y no bruscos del fenotipo. La teoría del Mutacionismo plantea que son las mutaciones las responsables del verdadero mecanismo de la evolución, ya que son ellas las que introducen nuevos cambios en el material genético y, además, pueden ser hereditarias.
Esta teoría se resume de la siguiente forma:
• La mutación es el factor principal en la evolución
• Cuando las mutaciones son perjudiciales en las especies, éstas son eliminadas de la población por selección natural.
• Las mutaciones favorables son muy escasas, son las responsables del proceso de evolución y se acumulan en la población mediante selección natural.
• Al producirse una mutación favorable puede aparecer una nueva especie.
• Una mutación favorable puede presentarse en individuos en que pertenecen a poblaciones muy alejadas.
• Las mutaciones son las únicas que tienen un valor evolutivo, es decir que constituyen el verdadero mecanismo de la evolución. .
Tipos de mutágenos Los mutágenos se clasifican de acuerdo al tipo de medio del que provienen. Los más frecuentes son: Mutágenos biológicos Son aquellos que se encuentran en el ambiente y mutan a lo largo de millones de años. Suelen ser organismos de tamaño muy minúsculo, como bacterias, virus, hongos, etc. Mutación causada por la radiación UV
15 Mutágenos químicos Son compuestos o elementos químicos los cuales pueden alterar rápidamente la estructura genética de los organismos vivientes, como los fármacos, las drogas, etc. Mutágenos físicos Son los más dañinos, ya que originan mutaciones peligrosas en los seres vivos, como enfermedades hereditarias y enfermedades congénitas. Figuran entre ellos la radiación ultravioleta y la radiación nuclear. Efectos de las mutaciones Los cambios en un la secuencia de un ácido nucleico debidos a una mutación contempla la sustitución de nucleótidos paresbase e inserciones u omisiones de uno o más nucleótidos dentro de la secuencia de ADN. Aunque muchas de estas mutaciones sean mortales o causen una enfermedad grave, algunas solo tienen efectos secundarios, como los cambios que ocasionan en la sucesión de proteínas codificadas sin significancia alguna. Muchas mutaciones no causan ningún efecto visible, ya sea porque ocurren en los intrones o porque ellos no cambian la sucesión de aminoácidos debido a la redundancia de codones. Naturaleza de los mutágenos Los mutágenos son usualmente compuestos químicos o radiación ionizante y pueden ser divididos dentro de diferentes categorías de acuerdo a su efecto en la replicación del ADN. • Algunos mutágenos actúan como base análoga y se insertan en la cadena de ADN durante la replicación en lugar de los sustratos. • Algunos reaccionan con el ADN causando cambios estructurales que llevan a un copiado erróneo de la secuencia en la cadena cuando el ADN es replicado. • Otros lo hacen indirectamente al causar que las células sinteticen químicos que tiene un efecto mutagénico directo.
Ejemplos de mutágenos
1) Agentes físicos: - Las radiaciones electromagnéticas como los rayos X y los rayos gamma. - Las radiaciones corpusculares como los rayos á, los rayos ß y los flujos de protones o neutrones que generan los reactores nucleares u otras fuentes de radiactividad natural o artificial. - Ciertos factores físicos como los ultrasonidos, los choques térmicos, la centrifugación, etc.
2) Agentes químicos: -Los análogos de las bases nitrogenadas. -El ácido nitroso (HNO2), porque desamina ciertas bases nitrogenadas. -Los alcaloides como la cafeína, la nicotina, etc. -El gas mostaza, el agua oxigenada (H2O2), el ciclamato, etc.
MUTACIONES Y EVOLUCIÓN
La evolución se debe a aquellos procesos por los que las poblaciones cambian sus características genéticas a lo largo del tiempo. Se llama "pool" génico de una población al conjunto de genes de la misma, formado por todos los alelos de los genes que tienen los individuos que la constituyen. Una combinación favorable de alelos en un individuo favorece su supervivencia y por tanto su reproducción y su extensión en la población. La mutación es la fuente primaria de variación, pero no la única. La recombinación génica incrementa la variabilidad. La mayoría de los cambios evolutivos se producen por acumulación gradual de mutaciones en los genes y por variaciones en su número y organización. Ahora bien, la mayor parte de las mutaciones génicas son deletéreas (mortales) y las que se han mantenido es porque producen una mejora y son las esenciales para la evolución. La separación entre los miembros de una población impide el intercambio genético entre los mismos. Esto produce cada vez más diferenciación al necesitar adaptarse a ambientes distintos. Cuando con el tiempo se acumulan diferencias que impiden la reproducción entre los miembros de esos grupos decimos que se trata de especies distintas. Parece ser que los seres, a lo largo del tiempo, han ido aumentando la cantidad de genes (duplicaciones) lo que ha supuesto que sobre estos genes duplicados pudieran generarse mutaciones con un menor riesgo y favorecer el proceso de creación de variabilidad. Así, en eucariotas, la cantidad de ADN es mayor que en otros grupos y mayor que la necesaria para contener la información genética.
EL CÁNCER: ENFERMEDAD GENÉTICA CONCEPTO DE CÁNCER Y SU RELACIÓN CON EL ADN
Se desarrolla un tumor cuando se produce una multiplicación y crecimiento irregular de las células. En general, los tumores pueden ser: - Tumores benignos: Localizados y sin crecimiento indefinido. - Tumores malignos: Son aquellos tumores que crecen invadiendo y destruyendo a los demás tejidos. 16 El cáncer es una enfermedad o un conjunto de ellas que consiste en la multiplicación de ciertas células alteradas que forman tumores malignos y pueden emigrar a otros puntos a través del sistema linfático o circulatorio: metástasis. Las células cancerosas crecen a gran velocidad, tienen proteínas de membrana distintas, presentan alteraciones en la forma e invaden a los tejidos próximos. El paso de célula normal a cancerosa se denomina transformación cancerosa. Puede deberse a: - Mutaciones. - Influencia de factores ambientales. - Presencia de ciertos genes (protooncogenes) que pasan a oncogenes, al sufrir una mutación. - Presencia de ciertos genes (antioncogenes) o genes inhibidores o supresores de la división celular. 1) Cáncer producido por virus Se conocen virus que favorecen o facilitan la aparición de células cancerígenas, debido a que producen mutaciones y algunas de estas mutaciones pueden ser cancerígenas. 2) Cáncer producido por sustancias químicas o por radiaciones. En humanos, la mayoría de los cánceres están fundamentalmente relacionados con agentes cancerígenos como: - Radiaciones UV, X y nucleares - Alquitrán - Ahumados - Pan tostado chamuscado - Amianto - Cloruro de vinilo - Anilinas - Algunos conservantes y edulcorantes artificiales - Bebidas alcohólicas (sobre todo de alta graduación) - Tabaco (pulmón) Los agentes mutágenos, en general, pueden ser cancerígenos. No son de efectos inmediatos. Es necesario que actúen repetidamente y que se presenten otros factores complementarios para que se produzca la transformación de una célula normal en célula cancerosa. Teoría sintética de la evolución; en la década de 1930, los científicos Theodosius Dobzhansky, Ernst Mayr y George Simpson, enunciaron la teoría sintética de la evolución o el neodarwinismo; esta teoría intenta de eliminar las diferencias entre darwinistas y genetistas al querer explicar un nuevo concepto de evolución. El neodarwinismo integra los conceptos que Darwin tenía sobre la variabilidad genética y la selección natural con el mutacionismo propuesto por De Vries y los conocimientos modernos de la genética de poblaciones, la genética molecular y los nuevos descubrimientos de restos fósiles, también incluye el concepto biológico de especies y además se apoya en distintas áreas del conocimiento para interpretar el mecanismo de la evolución. Según los postulados de la teoría sintética de la evolución tenemos que: • La variabilidad genética y la recombinación genética se dan por las mutaciones ya que se producen al azar. • La selección natural actúa sobre las variaciones, lo que hace que los individuos se adapten al ambiente. • Los grandes cambios evolutivos de la población son consecuencia de la acumulación de pequeños cambios ocurridos en el transcurso de períodos largos, proceso denominado gradualismo. • El concepto biológico de especie difiere del concepto clásico, donde se consideraba a la especie como un conjunto de individuos con características fijas dentro de un lugar determinado. Actualmente, el concepto más dinámico de especie es: un conjunto de individuos que comparten una historia evolutiva, tienen características similares, son capaces de reproducirse y dar lugar a una descendencia fértil. Neodarwinismo El Neodarwinismo sintetiza la teoría de la evolución de Darwin basándose en otras áreas del conocimiento donde explica como se producen los cambios en la descendencia y con se transmiten de generación en generación.
LA ESPECIACIÓN
La especiación o lo que es lo mismo, la formación de nuevas especies, se puede considerar como el proceso evolutivo por el que algunas poblaciones de una especie se diferencian estableciendo barreras de flujo genético consecuencia del desarrollo de mecanismos de aislamiento reproductivo (imposibilidad de dar descendencia fértil). Para entender que es la especiación, hay que definir primero “especie”. Aunque el concepto de especie es básico dentro de la biología, no hay todavía un claro consenso para su definición. La definición más generalizada es que las especies son poblaciones naturales, que comparten una serie de rasgos distintivos, que son capaces de reproducirse entre si de forma efectiva o potencial, y que evolucionan de forma separada. 17 El proceso de la especiación es de suma importancia para explicar la diversidad de especies actual. Se pueden distinguir tres tipos básicos de especiación: la especiación alopátrica, la parapátrica y la simpátrica. Especiación alopátrica También llamada especiación geográfica. Es el mecanismo de especiación que cuenta con un mayor número de ejemplos documentados. Consiste en la separación geográfica de poblaciones que comparten un acervo genético común, de tal forma que se lleguen a producir dos o más poblaciones geográficas aisladas que, sometidas a las peculiares condiciones ambientales del sector geográfico ocupado, han evolucionado independientemente hasta generar nuevas especies. La separación entre poblaciones puede ser debida a migración, a extinción de las poblaciones situadas en posiciones geográficas intermedias, o mediada por sucesos geológicos. La barrera puede ser geográfica o ecológica, como por ejemplo cumbres que separan valles en las cordilleras, continentes que se separan o zonas desérticas que separan zonas húmedas. Este tipo, muy adecuado para generar el aislamiento reproductivo de especies muy móviles, parece ser el mecanismo de especiación más extendido entre los vertebrados. Especiación parapátrica Seria similar a la especiación alopátrica. Sin embargo, la especiación se produce sin una separación geográfica completa de las poblaciones. De hecho la especie “hija” puede compartir parte del rango de distribución con la especie “madre” e hibridar en las zonas de contacto. Las poblaciones suelen divergir debido tanto a factores aleatorios como a la selección local. Este proceso suele darse en animales muy poco móviles (no migran u ocupan áreas muy reducidas) o que tienden a vivir en grupos cerrados, lo que provoca que las poblaciones de los extremos del rango de distribución de la especie apenas tengan flujo genético entre ellas. Especiación simpátrica Este tipo de especiación implica la divergencia de algunas poblaciones hasta conseguir independencia evolutiva dentro de un mismo espacio geográfico. Habitualmente conlleva que las nuevas poblaciones utilicen nichos ecológicos diferentes, dentro del rango de distribución de la especie ancestral, por tanto, la divergencia en simpatría, suele estar impulsada por la especialización ecológica en algunas poblaciones. El aislamiento reproductor en este proceso puede surgir como consecuencia de la colonización y explotación de nuevos hábitat por individuos genéticamente diferenciados por mutaciones cromosómicas. Como hemos visto todos los tipos de especiación tienen un requisito, que es el impedimento al flujo genético entre poblaciones. El aislamiento reproductivo puede estar producido por diversos tipos de barreras reproductivas que se pueden catalogar básicamente en precigóticas y postcigóticas, dependiendo de en que momento actúen. Las barreras precigóticas implican impedimentos para la formación de cigotos. Las barreras postcigóticas resultan de todas aquellas situaciones en las que los cigotos, si llegan a adultos, tienen anulada su eficacia biológica. Este es el caso de los híbridos entre especies, los cuales no suelen ser fértiles. Dentro de las barreras precigóticas tenemos todas aquellas situaciones que implican que dos especies no puedan aparearse, como pueden ser el aislamiento por diferenciación de hábitat o recursos y el aislamiento etológico. Pero ¿qué causa la divergencia entre poblaciones y la aparición de nuevas especies? En principio la separación entre poblaciones debido a los mecanismos de aislamiento puede aparecer en cualquier situación poblacional. Como hemos visto, esta separación puede ser tanto geográfica, como etológica o ecológica. Tanto la deriva genética, como la selección natural o la mutación pueden causar esta divergencia. La deriva genética suele darse en los eventos de colonización de nuevos hábitats, donde suelen estar implicados un número reducido de individuos, lo que supone una proporción muy pequeña de la diversidad genética de la especie original. Como en estos individuos no están representados todos los alelos existentes en la población original, estas situaciones suelen conducir a una rápida diferenciación con respecto a la población original. A esto se le ha llamado “efecto fundador” y puede ser un factor importante en la especiación alopátrica. La divergencia necesaria para producir independencia evolutiva también puede estar impulsada por la selección natural, la cual puede estar implicada en todos los tipos de especiación, con especial preponderancia en la especiación alopátrica y simpátrica. Cuando las poblaciones quedan separadas geográficamente se dan las condiciones para que la adaptación al ambiente pueda seguir un curso diferente en cada población, implicando así la modificación de distintos genes. Pero también la evitación de la competencia por un recurso, la explotación de nuevos recursos, el evitar parásitos o competidores interespecíficos, etc..., pueden ser el motor de la divergencia y posterior especiación, sin que para ello tenga que haber una separación geográfica clara; es suficiente con una separación ecológica. Por último, la aparición de mutaciones comunes a un grupo de individuos como las reordenaciones cromosómicas o los elementos genéticos egoístas, también pueden estar involucrados en el desarrollo de aislamiento reproductivo entre poblaciones. 18 Todavía hay grandes lagunas en el conocimiento de la especiación, como saber cuanta especiación es causada por deriva genética y mutación, y cuanta se debe a los procesos de adaptación al medio. Además, se conoce muy poco de la arquitectura genética que, por ejemplo, causa la inviabilidad de los híbridos. Aunque la imagen clásica de que las especies surgen como el subproducto de la evolución de poblaciones en alopatría sigue siendo dominante, otros tipos de especiación como la simpátrica, pueden llegar a adquirir más importancia según se analizan más datos que nos brinda la naturaleza.
PARTICIPACIÓN 2: ACTIVIDADES A REALIZAR
1. Explica los siguientes conceptos: Evolución, Especie, Mutación, Mutágeno, Variación Genética, Especiación Alopátrica, Especiación Parapátrica, Especiación Simpátrica.
-Avances de Exposiciones.
TAREA 2: MUTACIÓN-EVOLUCION y LA ESPECIACIÓN
2. Realiza un resumen sobre la teoría de Lamarck.
3. Realiza un resumen sobre la teoría de la selección natural de Darwin.
4. Explica que es el neodarwinismo.
5. Explica cuales serían las principales pruebas directas e indirectas sobre la evolución.
6.
a) Investigar, para comprender el concepto del cáncer y su relación con el ADN.
b) Realizara una presentación, en mapa conceptual, sobre alguna enfermedad hereditaria y el Cáncer.
FIN CLASE 2, 14/SEPTIEMBRE/2023
INICIO CLASE 3, 21/SEPTIEMBRE/2023
PARTICIPACIÓN 3
PARA LA EXPOSICIÓN DE TEMAS
Punto a tomar en consideración, para las diapositivas en Power Point u otra Aplicación.
Por cada tema de exposición a realizar, se debe considerar:
- Portada (Tema, Materia, Nombre de Alumno, Grupo y Fecha)
- La información debe ser resumida, puntual, contener descripción, ejemplo de su función.
- Estadística o Gráfica del tema. (Si se obtiene)
- 10 Diapositivas mínimo y máximo 15.
- Fuente de Texto, Arial 12 o 14.
- 5 Imagenes descriptivas, como mínimo.
- Glosario de Palabras.
- Bibliografía.
- Entrega por los siguientes medios digitales o en físico: Classroom, Drive (Enlace), Correo Electrónico (e-mail), Messenger de Grupo Escolar o Memoria USB.
INTRODUCCIÓN DE ESTRUCTURA, FUNCIÓN Y REPRODUCCIÓN DE PLANTAS Y EL SER HUMANO
TAREA 3
TEMA 6: ESTRUCTURA, FUNCION Y REEPRODUCCIÓN DE LAS PLANTAS
ACTIVIDADES: Conocerá los ciclos, que se contienen en las plantas.
ACTIVIDADES: Comprenderá los sistemas del cuerpo humano.
Producto 7: Realizaran una lámina descriptiva(imagen), de algún sistema del cuerpo humano.
FIN CLASE 3, 21/SEPTIEMBRE/2023
INICIO CLASE 4, 28/SEPTIEMBRE/2023
PARTICIPACIÓN 4
Realizara un resumen de lo siguiente.
UNIDAD III. ESTRUCTURA, FUNCIÓN Y REPRODUCCIÓN DE PLANTAS Y EL SER HUMANO
El estudiante: Explicará los procesos fisiológicos básicos de las plantas. Describirá los procesos fisiológicos básicos del ser humano.
Transporte de nutrientes y agua en las plantas Parte del suelo se encuentra constituido por raíces de las plantas y restos de organismos vegetales en descomposición. Sobre el suelo se desarrolla el manto vegetal, que a su vez protege al suelo de la erosión. Para su nutrición, las plantas verdes toman, a través de sus raíces, los minerales disueltos en el agua del suelo, y a través de sus hojas obtienen dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera. Estos componentes son transformados en alimentos para la planta, gracias al proceso de fotosíntesis, en el que Intervienen la clorofila presente en las hojas. La raíz. Es un órgano fundamental de la planta. Las principales funciones de la raíz son: • Fijar la planta al suelo. • Absorber, almacenar y transportar las sales disueltas en el agua. • Transportar la savia bruta hacia el tallo por medio del xilema • Almacenar sustancias nutritivas elaboradas por la propia planta Morfología externa de la raíz. En general, las plantas presentan dos tipos de raíces. Algunas plantas tienen una raíz principal de la que nacen varias raíces secundarias. En otras plantas, la raíz se ramifica profusamente y no se distingue la raíz principal. En una raíz típica se distinguen con facilidad estas tres partes: • El cuello, zona divisoria entre el tallo y la raíz. • El cuerpo, que es la parte introducida en el suelo, de la cual nacen las raíces secundarias. • Las ramificaciones, constituidas por abundantes pelos absorbentes. Al detallar una raíz podemos distinguir en ella cuatro zonas: • La cofia o caliptra: tiene forma de dedal y está situada en el extremo terminal de la raíz. Sus funciones son: proteger al tejido en crecimiento y abrir paso a la raíz a través del suelo, para así facilitar su desarrollo. • Zona de crecimiento: se extiende desde la cofia hasta los pelos absorbentes y se encuentra constituida por células que se dividen activamente, permitiendo el crecimiento longitudinal de la raíz. • Zona pilífera: está constituida por numerosos pelos absorbentes; que se adhieren íntimamente a las partículas del suelo, para así facilitar la absorción. • Zona suberífica: también denominada zona impermeable, está recubierta de súber o corcho constituido por células que impiden que el agua penetre. Este mecanismo evita que entre demasiada agua al sistema y no se moje tanto. Estructura interna de la raíz. Al realizar un corte transversal de la raíz, a nivel de la zona pilífera se pueden apreciar las siguientes regiones: • Capa pilífera: constituida por los pelos absorbentes – • Corteza: constituida por células redondeadas que protegen al cilindro central. • Cilindro central: formado por dos conductos que constituyen el tejido vascular, denominados xilema y floema.
El xilema lleva el agua con las sales minerales u oligoelementos, savia no elaborada, desde la raíz a través del tallo hasta las hojas.
El floema transporta la savia elaborada que está constituida por los alimentos que han sido elaborados en la hoja para así suministrar a cada célula de la planta materia y energía. Tanto el cilindro central como sus conductos (xilema y floema) se encuentran también en el tallo de la planta. 20 Funciones de la raíz • Fijación; es realizada por las raíces secundarias, que, al ramificarse, penetran y se adhieren fuertemente al suelo, dándole firmeza a la planta. •
Almacenamiento: algunas raíces que almacenan sustancias nutritivas, como almidón y azúcares, aumentan de volumen. Ejemplos de estas raíces son las llamadas tuberosas, como la zanahoria, el rábano, la remolacha, el apio... • Absorción: la raíz realiza esta función por medio de los pelos absorbentes, que son prolongaciones de las células epidérmicas de la raíz, constituidas por poros. Las sustancias que se encuentran en el suelo, disueltas en agua, penetran por esos poros al interior de la raíz. En el interior se encuentran partículas de glucosa (almidón y azúcar) que no pueden salir del interior de las células, por ser de mayor tamaño que los poros. La absorción de las sales minerales que se encuentran disueltas en el agua, es posible gracias a un fenómeno físico denominado ósmosis y a la semipermeabilidad de los pelos absorbentes.
El tallo. Es el órgano generalmente aéreo de la planta cuyas funciones principales son la de sostén y de transporte de fotosintatos entre las raíces y las hojas. Se diferencia de la raíz por la presencia de entrenudos en los que se insertan las yemas auxiliares y las hojas — dándose la transición entre raíz y tallo en una región llamada “cuello” — y por su fototropismo positivo. Pueden existir tallos subterráneos como existen raíces aéreas.
Estructura anatómica. El tallo es la parte de la planta que crece en sentido contrario de la raíz. De él salen las ramas o tallos secundarios, las hojas, las flores y los frutos. Un tallo está compuesto por dos zonas principales:
La corteza (6) está constituida por un tejido de revestimiento de origen primario: la epidermis (7). Este último se compone de una sola capa de células alineadas una al lado de otra; se pueden ver los estomas de cuando en cuando para permitir los intercambios gaseosos entre el medio exterior y el tallo. Bajo la epidermis se encuentra el parénquima cortical, un tejido compuesto de células más gruesas y menos organizadas. Es el lugar donde se realiza la fotosíntesis y puede servir de reserva a la planta. A menudo se encuentra debajo un parénquima lignificado que sirve de sostén a la planta, es el esclerénquima (5).
El cilindro central. El límite entre la corteza y el cilindro central está delimitado por los haces conductores. Estos últimos se encuentran en otro parénquima llamado parénquima medular. Los haces están formados por dos tipos de vasos: el xilema (2, 3 ) y el floema ( 4 ). El xilema conduce la savia bruta compuesta de agua y sales minerales desde las raíces hacia los órganos fotosintéticos donde esta savia se carga de azúcar. Se transforma entonces en savia elaborada que es conducida por el floema hacia los órganos que piden energía, tales como las yemas, las raíces, los tubérculos, las flores, los frutos… En el centro del tallo se encuentra la médula ( 1 ) o zona medular que contiene parénquimas de reserva. Estructura interna del tallo. Si se observa al microscopio el corte transversal de un tallo joven, se pueden apreciar las siguientes partes: la epidermis, la corteza y el anillo vascular.
La hoja. Es un órgano de nutrición especializado que cumple en las plantas funciones muy importantes, como la respiración, la fotosíntesis y la transpiración. Las plantas monocotiledóneas y las dicotiledóneas se distinguen principalmente por sus hojas. Las monocotiledóneas tienen, en general, hojas simples con venas paralelas, mientras que en las dicotiledóneas las venas son ramificadas. Las hojas se originan de una sucesión de excrecencias laterales llamada primordios foliares, a partir del meristemo apical al extremo del tallo. En cada excrescencia hay división celular, crecimiento y diferenciación, hasta que dentro de la yema aparece una hoja pequeña. Morfología externa de la hoja.
La hoja de una planta dicotiledónea típica presenta un tallo, un pecíolo, que se fija sobre el tallo de la planta, y una lámina o limbo ancho, que puede ser único o puede estar compuesto de una o varias partes. Algunas especies carecen de limbo. Dentro del limbo, los haces vasculares se ramifican repetidamente para formar las venas. Estructura interna de la hoja. 21 Al observar una hoja al microscopio, se pueden distinguir varios tipos de células. Las células externas forman una epidermis incolora de protección (Cutícula), que cubre ambas caras de la hoja y secreta una cutícula cerosa. Las células epidérmicas tienen como función proteger las células subyacentes y disminuir la pérdida de agua. Sobre toda la superficie epidérmica se encuentran pequeños poros llamados estomas, cada uno rodeado por dos células de protección. Estas células pueden transformar el tamaño de la abertura del poro a fin de regular la salida de agua y el intercambio de gases.
Los estomas, en general, se abren en presencia de luz y se cierran en la oscuridad. La abertura y el cierre son regulados por cambios de la presión de turgencia en el interior de las células de protección. El espacio entre las capa superior e inferior de la epidermis de la hoja está lleno de células de pared delgada, llamadas de mesófilo con abundante cloroplasto. La capa de mesofilo cerca de la epidermis superior esta conformada por células cilíndricas llamadas células en empalizada, pues están muy próximas unas de otras. El resto de las células del mesofilo están menos apretadas, dejando entre ellas grandes espacios que forman un mesofilo esponjoso. La fotosintesis tiene dos fases iluminosa y oscura. Funciones de la hoja.
La estructura externa e interna de la hoja le permiten realizar tres funciones: respiración, fotosíntesis y transpiración. •
La respiración es el intercambio de los gases O2 (oxígeno) y CO2 (dióxido de carbono), que se realiza en la hoja, a través de las estomas.
• La fotosíntesis es el proceso en donde el intercambio gaseoso que se realiza es de CO2 por 02, para formar compuestos orgánicos.
• La transpiración es la pérdida de agua de la planta en forma de vapor, a través del ostíolo de las estomas. La transpiración ocurre en todas las partes expuestas de la planta, pero es mayor en las hojas, que están normalmente más expuestas al aire. El calor del Sol evapora el agua de la superficie de las células del mesófilo y el vapor de agua que resulta escapa por Los estomas, salvo que la atmósfera esté saturada de vapor. La transpiración facilita las funciones del vegetal al desplazar hacia arriba el agua por el tallo concentrar en las hojas las soluciones diluidas de minerales absorbidos por las raíces. Estas soluciones son necesarias para la síntesis de nuevos constituyentes celulares y para enfriar las hojas, de manera similar a la evaporación del sudor en los animales.
En las plantas, la corriente de agua es continua del suelo al sistema vascular de las raíces, a lo largo del tallo y del pecíolo y las venas del limbo de la hoja. Movimiento del agua en las plantas. El agua y las sales absorbidas por las raíces suben al tallo principalmente por las traqueidas y vasos del xilema, y los azúcares y otros materiales orgánicos son transportados principalmente en los tubos cribosos del floema. Reproducción vegetal Las plantas presentan un ciclo biológico diplohaplonte, es decir, con dos tipos de individuos adultos: un organismo haploide el gametofito y otro adulto diploide el esporofito. Las plantas se pueden agrupar siguiendo diversos criterios; aquí se clasificarán en dos grupos: sin semilla y con semilla. Las plantas con semilla son las que presentan mayor capacidad de colonización y mayor éxito evolutivo.
Ciclo con alternancia de generaciones
Las plantas presentan un ciclo biológico diplohaplonte: una planta adulta haploide, denominada gametofito, y una planta adulta diploide, llamada esporofito. La planta haploide produce órganos sexuales masculinos o anteridios, y femeninos o arquegonios. Los anteridios producen multitud de gametos masculinos, mientras que los arquegonios producen un solo óvulo. La fecundación da lugar a un cigoto o huevo fecundado, que es diploide y se desarrolla por mitosis sucesivas, formando la planta esporofítica. En el esporofito, mediante la meiosis, se formarán células haploides: las esporas. Las esporas germinan y crecen en condiciones adecuadas, formando por mitosis sucesivas la planta adulta o gametofito, con dotación cromosómica haploide. 22 Ciclo de las plantas sin semilla En las plantas sin semilla (ver t41), el desplazamiento del esperma hacia el cuello del arquegonio (donde tendrá lugar la fecundación del óvulo) siempre se realiza mediante el agua, ya se presente ésta en forma de lluvia, rocío o fluyendo por arroyos.
Plantas con la generación gametofítica dominante Los musgos y otras plantas similares representan el único grupo de plantas terrestres que no poseen tejidos conductores. Esto hace que su crecimiento sea limitado y que precisen de ambientes húmedos para vivir y reproducirse. La planta adulta es haploide; la plántula presenta estructuras similares a la raíz, el tallo y las hojas, denominadas rizoides, cauloides y filoides, respectivamente. Sobre la plántula se desarrollan los anteridios y arquegonios.
Plantas con la generación esporofítica dominante Los helechos poseen un tejido conductor especializado en esporofito, que constituye la planta adulta. Tiene raíz o rizoma, tallo y hojas desarrolladas o frondes. En los frondes se desarrollan los esporangios, en cuyo interior se forman las esporas haploides previa meiosis. Las esporas son diseminadas y, cuando germinan, se multiplican por mitosis, formando el gametofito o protalo. Ciclo vital de un helecho. Los helechos presentan una alternancia de generaciones bien definida, con una etapa haploide reducida y una diploide, que representa la fase común que conocemos. Ciclo de las plantas con semilla Debido a la capacidad de diseminación de la semilla, este tipo de plantas son las que presentan mayor capacidad de colonización y mayor éxito evolutivo. Su mayor eficacia reproductora se debe a que, a diferencia de las esporas, están formadas por muchas células y, además, contienen alimentos que nutrirán al embrión, permitiéndole una mayor posibilidad de supervivencia.
Los dos grandes grupos de plantas con semilla son: Gimnospermas: plantas con semilla desnuda o protegida por escamas.
Angiospermas: o plantas con flor y con semilla encerrada dentro de un fruto. Ciclo vital de las plantas con flor. Presentan diferencias en cuanto a la polinización y desarrollo del embrión, pero ambos ciclos comparten muchas semejanzas. Tienen alternancia de generaciones y la esporofítica es claramente dominante. La fase gametofítica está reducida a unas pocas células, encerradas dentro del ovario. Ciclo de las angiospermas Su órgano de reproducción sexual es la flor, constituida por: sépalos y pétalos, que forman la envoltura floral; y estambres y pistilos o carpelos, que son los que intervienen directamente en la reproducción.
Los carpelos están formados por: o Estigma: lugar donde se recoge el polen. o Cuello o estilo: conducto por el que pasa el polen hasta el ovario. o Ovario: contiene uno o más óvulos. Cada óvulo contiene una célula madre (megaesporógena) diploide, a partir de la cual, y por meiosis, se obtienen cuatro megaesporas, tres de las cuales suelen desintegrarse. La megaespora constituye el gametofito femenino, también denominado saco embrionario. El saco embrionario permanece en el ovario y depende de él para nutrirse.
Los estambres están formados por: o Filamento. 23 o Antera: cada antera contiene cuatro sacos de polen con células esporógenas, que forman, por meiosis, numerosas microesporas haploides. Cada una de estas microesporas se recubre de una pared celular resistente y se divide por mitosis formando dos núcleos haploides, que constituyen el gametofito masculino, o grano de polen. Uno de los núcleos haploides formará el tubo polínico, y el otro se dividirá por mitosis dando lugar a dos células espermáticas. La fecundación se inicia cuando un grano de polen cae o es depositado en el estigma. El tubo polínico empieza a crecer y los dos núcleos del grano de polen se mueven por su interior. Uno de los núcleos controla el crecimiento del tubo a lo largo del estilo. El otro núcleo se divide, dando lugar a las dos células espermáticas, o gametos masculinos. Ocurre una doble fertilización: un núcleo espermático (gameto masculino) se fusiona con el óvulo, formando el cigoto, que por numerosas mitosis dará el embrión (esporofito). El otro gameto masculino se fusiona con los dos núcleos polares del saco embrionario, dando lugar a una célula triploide, que generará tejido nutritivo. El embrión, junto con el tejido nutritivo, se recubre de una cubierta protectora, formando la semilla. A partir del ovario se formará posteriormente el fruto, que encierra y protege a la semilla y facilita su dispersión.
Reproducción vegetativa
La mayor parte de las veces, la reproducción vegetativa se realiza a través de los tallos, que darán lugar a nuevas plantas. Para ello, en estos tallos aparecen raíces adventicias si surgen de su parte baja, o aéreas, si crecen más arriba. Pero los tallos también pueden desarrollar rizomas: tallos horizontales subterráneos que crean raíces adventicias y se convierten en plantas independientes. Así ocurre, por ejemplo, con las patatas. Los gladiolos desarrollan un tipo particular de reproducción vegetativa, a través de cornos. Los cornos son tallos subterráneos que almacenan alimento durante el invierno. Cuando llega la primavera, cada corno desarrolla raíces y forma una nueva planta. La reproducción vegetativa de las plantas bulbosas consiste en el desarrollo de bulbos. Se trata de tallos subterráneos cortos, rodeados de hojas gruesas y carnosas, que almacenan alimento hasta que la planta puede desarrollarse. Variaciones reproductoras en angiospermas Las plantas pueden frecuentemente desarrollar variaciones reproductoras asexuales, ya que las estructuras vegetativas (raíz, tallo y hojas) son capaces de producir descendencia: Tallos: entre los tallos que llevan a cabo la reproducción asexual se encuentran los rizomas, los tubérculos y los bulbos.
Hojas: algunas plantas poseen hojas con meristemos que se desarrollan y dan origen a plantas individuales en cada yema de la hoja, las cuales, al caer, pueden originar una planta adulta. Raíces: ciertas raíces están dotadas de yemas adventicias, a partir de las cuales se desarrollan tallos aéreos. Algunas plantas producen semillas y frutos sin que medie un ciclo sexual. El embrión se desarrolla a partir de una célula diploide del óvulo sin que haya existido meiosis previa. Este tipo de reproducción se denomina apomixis. El cultivo hidropónico En el cultivo hidropónico se utilizan disoluciones nutritivas (agua y fertilizantes) con o sin medio artificial (arena, grava, vermiculita, lana de roca, turba, serrín, etc.). Los sistemas hidropónicos líquidos no tienen ningún otro soporte. En las regiones templadas el cultivo hidropónico se lleva a cabo en invernaderos para disminuir la pérdida de agua por evaporación, controlar la temperatura y evitar las plagas.
TAREA 4
FIN CLASE 4, 28/SEPTIEMBRE/2023
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