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MÓDULO DE MORFOFISIOLOGÍA VEGETAL
2012
Unidad I. La Célula Vegetal
1. La Célula
1.1. Definición general de célula
1.2. Tipos de células
1.2.1. Diferencias básicas entre las células procarióticas y eucarióticas:
1.3. Estructura y función general de los componentes de las células vegetales eucarióticas
1.3.1. Membrana plasmática
1.3.2. Citoplasma
1.3.3. Retículo endoplásmico rugoso
1.3.4. Retículo endoplásmico liso
1.3.5. Aparato de Golgi
1.3.6. Ribosomas
1.3.7. Vacuolas
1.3.8. Microcuerpos: Peroxisomas, glioxisomas oleosomas
1.3.9. Citoesqueleto
1.3.10. Mitocondrias
1.3.11. Plastidios: Protoplastidios, cloroplastos, leucoplastos, amiloplastos, oleoplastos y
cromoplastos
1.3.12. Núcleo
1.3.13. Pared celular
2. Pared celular
2.1. Función general de la pared celular
2.1.1. Fuerza mecánica
2.1.2. Unión y comunicación entre células
2.1.3. Morfogénesis
2.1.4. Turgencia celular
2.1.5. Difusión celular
2.2. Estructura, composición de la pared primaria
2.2.1. Celulosa
2.2.2. Hemicelulosa
2.2.3. Pectina
2.2.4. Proteínas estructurales y enzimas asociadas
2.3. Estructura, composición de la pared secundaria
2.3.1. Lignina
2.4. Biogénesis de la pared celular
2.5. Expansión de la pared celular
3. Estructura y función general del cuerpo de una planta
3.1. Raíz
3.2. Tallo
3.3. Hoja
4. Tipos de plantas con semilla
4.1.1. Gimnosperma
4.1.2. Angiosperma
Unidad 2. Relaciones agua – suelo - planta
1. Propiedades fisicoquímicas de las moléculas del agua
1.1. Estructura
1 .1.1. Modelo del agua.
1.1.2. Puentes de hidrógeno
1.2 Propiedades de la molécula de agua.
1.2.1. Calor especifico
1.2.2. Calor latente de vaporización y fusión
1.2.3. Viscosidad y capilaridad
1.2.4. Ttensión superficial
1.2.5. Fluido incompresible
1.2.6. Polaridad
1.2.7. Electronegatividad
1.2.8. Cohesión, adhesión
2. Potencial hídrico
2.1 Teoría cinética: Entalpia, entropía, Energía libre de Gibbs
2.2 Temperatura y potencial hídrico
2.3 Componentes del potencial hídrico:
2.3.1 Potencial osmótico
2.3.2 Potencial de presión
2.3.3 Potencial mátrico
2.4 Gradientes de potencial hídrico.
2.4 .1 Ejercicios de potencial hídrico:
2.4.2 Entre célula-célula
2.4.3 Célula en soluciones de distinta tonicidad (hipotónica, isotónica e
hipertónica).
2.4.4 Relación entre el Contenido Hídrico Relativo de Agua y el Potencial hídrico.
3. Absorción del agua por las raíces y transporte a través del xilema
3.1. Agua edáfica
3.2. El suelo y sus componentes:
3.2.1. Textura (Arenas, limos y arcillas)
3.2.2. Conductividad hidráulica de acuerdo a su textura
3.3. Tipos de agua en el suelo:
3.3.1. Gravitacional y a punto de saturación,
3.3.2. Capilar
3.3.3. Mátrica o higroscópica
3.3.4. Humedad aprovechable
3.3.5. Capacidad de campo
3.3.6. Punto de marchitamiento permanente
3.4. Cálculos de humedad aprovechable
3.5. Movimiento del agua del suelo a la raíz
3.5.1 Zonas de absorción y anatomía de raíz.
3.5.2. Flujo de agua vía apoplástica y simplástica.
3.6, Ascenso del agua por la planta
3.6.1. Anatomía de haces vasculares (xilema)
3.6.2. Presión radical
3.6.3. Teoría Tenso coheso transpiratoria
3.6.4. Cohesión y adhesión
3.6.5. Tensión
3.7. Cavitación y embolismo. Causas.
3.7. Mecanismos de supresión o recuperación de embolias
3.8. Modelo compuesto de absorción de agua
4. Transpiración
4.1. La transpiración como fuerza impulsora del ascenso del agua desde la solución del suelo
4.1.1. Anatomía foliar
4.1.2. Anatomía del aparato estomático
4.2. Fisiología estomática
4.2.1. Mecanismos de acción de la apertura y cierre del estoma
4.2.2. Efecto del potasio
4.2.3. Efecto del acido abscisico.
4.2.4. Componentes del potencial hídrico
4.2.5. Presión de turgencia y apertura estomática
4.2.6. Conductancia y resistencia estomática
4.3. Factores ambientales que influyen sobre la apertura y cierre del estoma
4.3.1. Capa limítrofe
4.3.2. Luz
4.3.3. Papel de la luz azul
4.4. Papel de los factores ambientales en la transpiración
4.4.1. Temperatura
4.4.2. Conducción, refracción térmica
4.4.3. Humedad Relativa
4.4.4. Déficit de presión de vapor
4.4.5. Luminosidad
5. Técnicas para evaluar transpiración
UNIDAD 3. Nutrición Vegetal.
2.0
Concepto, objetivo, finalidad e importancia de la nutrición vegetal
2.1
Factores que afectan el crecimiento y desarrollo de las plantas
2.2
Los elementos minerales y sus ciclos biogeoquímicos, propiedades del suelo.
2.3
2.3.1
Propiedades fisicoquímicas del suelo y su relación con la nutrición de las plantas.
Textura, estructura y densidad aparente.
2.3.2
pH, Capacidad de intercambio cationico (CIC),materia orgánica (MO) y biodisponibilidad
de nutrientes para las plantas.
Procesos de transporte de iones y absorción de sales minerales por la raíz.
Factores que afectan el crecimiento y desarrollo de la raíz.
La rizosfera
Técnicas de estudio de los sistemas radicales
Cinéticas del transporte pasivo y activo
Transporte de iones hacia la raíz y factores que afectan la absorción radical de los
nutrimentos.
Movimiento de iones en la planta y el Principio de Electroneutralidad
Clasificación de los nutrimentos vegetales.
Elementos esenciales, benéficos y tóxicos.
2.4
2.4.1
2.4.2
2.4.3
2.4.4
2.4.5
2.4.6
2.5
2.5.1
2.5.2
2.5.3
2.6
2.6.1
Clasificación de los elementos esenciales
Función de los elementos en las plantas y su Asimilación.
Técnicas de estudio de la nutrición vegetal: Hidroponía
Diagnostico de deficiencia, exceso y toxicidad nutricionales: características visuales,
análisis de tejidos y de suelo.
2.6.2 Técnicas de corrección de deficiencia, exceso y toxicidad.
2.6.3
Aplicación de Fertilizantes Inorgánicos, Orgánicos y Micorrizas
2.7
Fases que constituyen al ciclo de nitrógeno y balance carbono - nitrógeno en el suelo.
2.7.1 Fijación
2.7.2 Amonificación
2.7.3 Nitrificación
2.7.4 Desnitrificación
2.7.5 Fijación biológica de nitrógeno
2.7.6 Organismos fijadores de vida libre
2.7.7 Organismos fijadores que establecen simbiosis
2.7.8 Organismos fijadores en plantas no leguminosas
2.7.9 Organismos fijadores de nitrógeno y leguminosas
2.7.10 Infección y desarrollo del nódulo
2.7.11 Balance carbono-nitrógeno en el suelo.
UNIDAD 3. Metabolismo y translocación de fotosintatos
3.1
Cloroplasto (origen)
3.1.1
Ultraestructura de Cloroplasto
3.1.2
Membrana externa e interna
3.1.3
Estructura de tilacoides
3.1.4
Lumen: estructura y contenido
3.1.5
Organización de los grana
3.1.6
Estroma: estructura y contenido
3.1.7
El aparato fotosintético en los tilacoides
3.2
Propiedades de la luz
3.2.1
Contenido energético de la luz
3.2.2
Espectro de electromagnético
3.2.3
Espectro visible
3.2.4
Espectro fotoactínico
3.2.5
La absorción de la luz
3.2.6
Mecanismos de absorción
3.2.7
Los pigmentos fotosintéticos en plantas
3.2.8
Clorofilas a y b
3.2.9
Carotenoides
3.2.10 Eventos primarios
3.2.11 Complejos antena de psi y psii
3.3.12 Centros de reacción
3.3
El complejo liberador de oxigeno (Reloj de Kok)
3.3.1
Mecanismo de la fotolisis del agua
3.3.2
Rendimiento cuántico para oxigeno
3.3.3
El aparato fotosintético
3.3.4
3.3.5
3.3.6
3.3.7
3.3.8
3.3.9
3.3.10
3.3.11
3.3.12
3.3.13
3.3.14
3.3.15
3.3.16
3.3.17
3.4
3.4.1
3.4.2
3.4.3
3.5
3.5.1
3.5.2
3.5.3
3.5.4
3.5.5
3.5.6
3.5.7
3.5.8
3.5.9
3.5.10
3.5.11
3.6
3.6.1
3.6.2
3.6.3
3.6.4
3.6.5
3.6.7
3.6.8
3.6.9
3.6.10
3.6.11
3.6.12
3.6.13
3.7
3.7.1
3.7.2
3.7.3
El fotosistema i (psi)
El fotosistema ii (psii)
La caída del rojo y el efecto emerson
El complejo citocromo B6f
Acarreadores asociados entre psii y psi
Cadena de transporte electrónico fotosintético: el esquema z
Variantes del el esquema z
El flujo acíclico
El flujo cíclico
Regulación del flujo electrónico
Fotoregulación
Ciclo de la zeaxantina y vioxalantina
La ATP sintetasa
Mecanismo quimiosmotico de síntesis de ATP
Estructura de las hojas
Anatomia de hoja tipo c-3
Anatomia de hoja tipo c-4
Anatomia de hoja tipo MAC
Ciclo fotosintético de reducción del carbono (ciclo de Calvin)
Fijación del CO2
Regulación de la fijación de CO2
Reducción del CO2
Punto de compensación de CO2
Papel de la Rubisco
Carboxilación de la RuBP
Regeneración de la RuBP
Papel de la acumulación de carbohidratos
Ciclo de Calvin-Benson
Ciclo de Hatch-Slach o ciclo C4
Metabolismo ácido de crasuláceas (MAC)
Factores que afectan la fotosíntesis
Respuesta de la fotosíntesis a la luz
Plantas de sombra y de luz
Fotoinhibición y fotoprotección
Fluorescencia
Modificaciones estructurales del cloroplasto
Modificaciones en complejos antena
Modificaciones en concentración de pigmentos
Modificaciones en contenido de acarreadores
Estrés biótico y abiótico
Estrés hídrico y salino
Temperatura
Métodos de medición de la fotosíntesis
Respiración
Glicólisis
Fermentación
Formación de acetil Co A
3.7.4
3.7.5
3.7.6
3.7.7
3.7.8
3.7.9
3.8
3.8.1
3.8.2
3.8.3
3.8.4
3.8.5
3.8.6
3.8.7
3.8.8
3.8.9
3.8.10
3.8.11
3.8.12
3.8.13
3.8.14
3.8.15
3.9
3.9.1
3.9.2
3.9.3
3.9.4
3.9.5
3.9.6
3.9.7
3.9.8
3.9.9
3.9.10
Ciclo de Krebs
Cadena Respiratoria
Vía Alterna (vía de las pentosas fosfato)
Ciclo del glioxilato
Factores que afectan la respiración en los tejidos
Respiración resistente a cianuros
El Floema como sistema conductor
Estructura del floema
Células que conforman el floema
Elementos cribosos
Células acompañantes
Células de transferencia
Proteína floematica
Placa cribosa
Depósitos de Calosa
Substancias transportadas por el floema
Composición del fluido floematico
Los azúcares que transportan por floema
Otros compuestos de interés que se transportan por floema
Experimentos de anillado
Técnicas autorradiográficas
Obtención de fluido del floema por medio de afidos
Movimiento de fotoasimilados en la condición Fuente-Demanda
Características que regulan la condición Fuente-Demanda
Competencia por fotoasimilados por las demandas
Mecanismos de Transporte
Teoría de Ernest Munch (Flujo en Masa)
Carga de los Elementos cribosos
Carga Simplastica
Carga apoplastica
Descarga de los Elementos cribosos
Descarga Simplastica
Descarga apoplastica
UNIDAD 5. Crecimiento y desarrollo vegetal
4.0
Hormonas del crecimiento vegetal
4.1
Las auxinas
4.1.1
Biosíntesis
4.1.2
Metabolismo
4.1.3
Mecanismos de acción
4.1.4
Efectos y aplicaciones básicas
4.2
Las Giberelinas
4.2.1
Biosíntesis
4.2.2
Metabolismo
4.2.3
4.2.4
4.3
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.3.4
4.4
4.4.1
4.4.2
4.4.3
4.4.4
4.5
4.5.1
4.5.2
4.5.3
4.5.4
4.6
4.6.1
4.6.2
4.6.3
4.6.4
4.6.5
4.7
4.7.1
4.7.2
4.7.3
4.7.4
4.7.5
4.7.6
4.7.7
4.7.8
4.7.9
4.8
4.8.1
4.8.2
4.8.3
4.8.4
4.8.5
4.8.6
4.8.7
4.8.8
4.8.9
4.9
4.9.1
4.9.2
Mecanismos de acción
Efectos y aplicaciones básicas
Las Citoquininas
Biosíntesis
Metabolismo
Mecanismos de acción
Efectos y aplicaciones básicas
El Etileno
Biosíntesis
Metabolismo
Mecanismos de acción
Efectos y aplicaciones básicas
El ácido abscísico
Biosíntesis
Metabolismo
Mecanismos de acción
Efectos y aplicaciones básicas
Germinación de semillas
Metabolismo de la germinación: respiración y movilización de reservas
Latencia
Tipos de latencia y tratamientos para su eliminación
Viabilidad y longevidad
Hormonas involucradas en la germinación
Efecto de factores ambientales sobre la germinación
Disponibilidad de Agua
Quiescencia en las semillas
Proceso de imbibición
Temperatura
Oxigeno: respiración
Luz
Fitocromo y respuesta celular
El Nitrato en la germinación
Tipos de germinación: hipogea y epigea
Crecimiento y Desarrollo de las Plantas
Conceptos de crecimiento, diferenciación y desarrollo de las plantas.
Etapas de crecimiento y desarrollo de las plantas
Juvenilidad (etapa vegetativa)
Etapa Intermedia
Etapa Adulta( madura)
Senescente
Dinámica del crecimiento.
Factores que regulan el desarrollo: hormonas y genes
Cuantificación del crecimiento.
Movimientos ligados al crecimiento
Tropismos
Nastias.
4.9.3
4.9.4
4.9.5
4.9.6
4.9.7
4.9.8
4.9.9
4.9.10
4.10
4.10.1
4.10.2
4.10.3
4.10.4
4.11
4.11.1
4.11.2
4.11.3
4.11.4
4.11.5
4.11.6
4.11.7
Proceso de floración: Inducción, Iniciación y Diferenciación Floral.
Fotoperíodo (Fitocromo).
Planta de día corto y de día largo.
Plantas Vernalizantes.
Estrés hídrico y térmico
Estrés lumínico
Crecimiento y Desarrollo del Fruto
Polinización, fertilización y partenocarpia
Desarrollo del Fruto
Fases de Crecimiento (amarre del fruto )
Patrones de Crecimiento (antesis)
Etapas y fases de crecimiento y desarrollo del fruto
Regulación hormonal
Proceso de Maduración
Cambios físicos: color, textura
Metabolismo: respiración y etileno
Tipos de frutos: climatéricos y no climatéricos
Madurez Fisiológica
Madurez de consumo
Conservación postcosecha: atmósferas controladas
Senescencia
Unidad 6. Metabolismo secundario en plantas.
5.
Introducción.
5.1.
Principales grupos:
5.2
Terpenos.
5.2.1.
Estructura general
5.2.2.
Biosíntesis general
5.2.3.
Función en la herbivoría.
5.2.4.
Tipos de terpenos
5.2..4. Monoterpenos; piretroides y aceites esenciales
1
5.2.4.2 Sesquiterpenos; lactosas
5.2.4.3 Diterpenos
5.2.4.4 Triterpenos: limonoides y cardenoides
5.2.4.5 Polyterpenos
5.3
Compuestos Fenólicos
5.3.1
Estructura
5.3.2
Biosíntesis
5.3.3
Función
5.3.4
Tipos de fenoles
5.3.4.1 Compuestos fenólicos simples: cumarinas y ácido cinámico
5.3.4.2 Compuestos fenólicos complejos:
5.4
Ligninas
5.4.1.
Estructura
5.4.2.
5..4.3
5.5
5.5.1
5.5.2
5.5.3
5.6
5.6.1
5.6.2
5.6.3
5.7
5.7.1
5.7.2
5.7.3
5.7.4
5.8
5.8.1
5.9
5.9.1
5.9.2
5.9.3
5.9.4
5.10
5.11
Biosíntesis
Función
Flavonoides e Isoflavonoides
Estructura
Biosíntesis
Función
Taninos
Estructura
Biosíntesis
Función
Compuestos Nitrogenados
Estructura
Biosíntesis
Función
Tipos de compuestos nitrogenados
Glicocidos cianogenicos
Glucocinolatos
Alcaloides
Estructura
Biosíntesis
Función
Derivados de: Lisina, Fenilalanina, Tirosina y Triptófano.
Importancia ecológica
Aplicaciones
BIBLIOGRAFIA GENERAL
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LECTURAS RECOMENDADAS:
Unidad 1
Taiz L. Y E. Zeiger, 1998. Plant Physiology. Sinauer Associates, Inc., Publishers. USA
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Salisbury F. Y W. Roos. 1992. Fisiología Vegetal. Grupo Editorial Iberoamericano. Méx.
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LECTURAS RECOMENDADAS:
Unidad 2
Arriaga Frías A., et al 1999. Relaciones hídricas en las plantas. Ed. Plaza y Valdés. 112 pg.
Santos Díaz Ma. Del Socorro y N. Ochoa Alejo. 1990. Adaptación de las Plantas al Déficit
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Environment 18, 357-364.
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LECTURAS RECOMENDADAS:
Unidad 3
Sumner, M.E. 1982. The diagnosis and recommendation integrated system (DRIS). Soil plant
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Boyer, J. S., P.A. Armond y R.E. Sharp. 1987. Light stress and leaf water relations.
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LECTURAS RECOMENDADAS:
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