Tema 5 1º bach Reproducción de las plantas

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2º parte del tema 5. Reproducción de las plantas. Sigue el esquema del libro de la Ed. SM

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Tema 5 1º bach Reproducción de las plantas

  1. 1. Índice • Reproducción en espermatofitas – Gimnospermas – Angiospermas • Fecundación y formación de la semilla • Dispersión de las semillas y germinación • Reproducción de plantas y biotecnología • Ciclos biológicos
  2. 2. Las espermafitas o fanerógamas son las plantas superiores, que poseen una estructura tipo cormo (raíz, tallo y hojas verdaderas) y que se caracterizan por tener flores y porque el embrión queda encerrado en una semilla. La semilla es la estructura reproductora característica de estas plantas. Hay dos grupos de espermafitas Gimnospermas: No tienen ovario y las semillas estas al descubierto Angiospermas: Las semillas quedan dentro del fruto. Son las plantas más abundantes. Reproducción en espermatofitas
  3. 3. REPRODUCCION EN GIMNOSPERMAS Las Gimnospermas tienen flores muy poco evolucionadas y unisexuales, que forman un solo gameto, el masculino o el femenino. Los gametos desnudos están apoyados sobre hojas escamosas, que pueden endurecerse y formar conos, como es el caso de la clase más representativa, las Coníferas. En las Coníferas los conos masculinos son amarillos formados por numerosas escamas con bolsas llenas de polen, los conos femeninos son verdosos formados por escamas en las cuales hay óvulos descubiertos.
  4. 4. En la maduración los conos masculinos liberan al aire millones de granos de polen, que transportados por el viento (polinización anemófila) caen en los conos femeninos, fecundando los óvulos, y formando la semilla (piñón). Al cabo de un año aproximadamente, la piña se abre y deja caer los piñones, que gracias a su prolongación escamosa se dispersan por el viento hasta caer en un lugar idóneo para su germinación dando lugar a un nuevo individuo.
  5. 5. Polinización Fecundación Formación de la semilla Formación del fruto DiseminaciónGerminación
  6. 6. Estructura de la flor La flor está compuesta de un conjunto de hojas modificadas dispuestas en círculos llamados verticilos florales. Una flor completa consta de las siguientes partes: Flor Pedúnculo floral Periantio (Cáliz y corola) Órganos sexuales (Ovarios y estambres)
  7. 7. Pedúnculo floral Es el tallito que une la flor al resto de la planta. En su extremo presenta un ensanchamiento, llamado receptáculo, donde se insertan las demás piezas florales. También pueden localizarse allí nectarios, glándulas productoras de un líquido azucarado llamado néctar.
  8. 8. Periantio Es la envoltura de la flor. Es el conjunto de hojas estériles que rodean y protegen a las hojas fértiles. El periantio puede estar formado por dos verticilos: • El cáliz, que es el conjunto de hojas verdes llamadas sépalos que protegen a la yema floral. • La corola, formada por hojas coloreadas llamadas pétalos. Tipos de flores según su periantio
  9. 9. Órganos sexuales de la flor Androceo Estambres Filamento Anteras Gineceo (Carpelos) Pistilo Ovario Estilo Estigma Estilo
  10. 10. • Parte masculina de la flor. • Está integrado por un conjunto de hojas muy transformadas denominadas estambres, encargadas de la producción de las microsporas. • Cada estambre tiene un filamento con una cápsula en su extremo llamada antera, formada a su vez por dos tecas. • En su interior se encuentran los sacos polínicos (son los microsporangios), en cuyas paredes se encuentran las células madre de los granos de polen, que por meiosis darán las microsporas haploides (los granos de polen). 1: Filamento; 2: Teca; 3: Conectivo (los vasos conductores en rojo); 4: Saco polínico (también llamado esporangio). El androceo:
  11. 11. Granos de polen en el estigma de la flor
  12. 12. • Los granos de polen están rodeados de dos cubiertas una interna (intina) y otra externa y muy resistente (exina) que tiene poros y diferentes rugosidades. Grano de polen de acanto
  13. 13. El gineceo • Parte femenina de la flor. • Está formado por hojas denominadas carpelos que producirán las macrosporas. • Los carpelos, en las angiospermas, se sueldan para formar una cavidad cerrada donde se aloja el óvulo. • Los carpelos soldados se asemejan a una botella denominada pistilo. • Su parte inferior, ensanchada, es el ovario, donde se encuentran los óvulos que contienen los gametos femeninos • La parte intermedia es el estilo. • Termina en un ensanchamiento, el estigma que tiene forma variada y segrega una sustancia pegajosa para retener los granos de polen. CARPELO Estigma Estilo Óvulo Óosfera Saco embrionario Ovario
  14. 14. ESTAMBRE FLOR COMPLETA CARPELO Filamento Sacos polínicos Polen Antera Androceo Sépalos Receptáculo Pétalos Gineceo Estigma Estilo Óvulo Óosfera Saco embrionario Ovario Pedúnculo floral Por donde la flor se une a la planta. En el receptáculo se insertan la piezas florales. Puede tener nectarios Perianto Hojas estériles. Son dos verticilos: cáliz (hojas verdes llamados sépalos) y corola (hojas coloreadas denominadas pétalos) Órganos sexuales Androceo: Parte masculina. Formado por estambres con filamentos, anteras y sacos polínicos. Donde se forma el polen que contiene los gametos masculinos Gineceo: Parte femenina. Formado por carpelos soldados forman el pistilo. Donde se encuentra el ovario donde está el óvulo que contiene los gametos femeninos, el estilo y el estigma
  15. 15. En el óvulo, el núcleo haploide (n) de la célula que constituye el saco embrionario, se divide por tres divisiones mitóticas consecutivas y da ocho núcleos haploides (n). De ellos, tres en cada extremo se rodean de citoplasma propio y de una membrana, constituyendo células independientes. Las tres superiores son las dos sinérgidas y la oosfera, que es el gameto femenino. Las tres inferiores reciben el nombre de antípodas. Los dos núcleos restantes (núcleos polares), situados en el centro, se fusionan para constituir el llamado núcleo secundario diploide (2n) del saco embrionario. Núcleos secundarios Saco embrionario Oosfera Tubo polínico 2
  16. 16. Polinización Es el proceso por el cual el polen es transportado desde las anteras de los estambres hasta los estigmas de los carpelos. Puede ser de dos formas: AUTOPOLINIZACIÓN POLINIZACIÓN CRUZADA
  17. 17. Si la flor es hermafrodita, los granos de polen pueden ir a parar a los estigmas de la misma flor (polinización directa). Cuando van a los de otra flor, se dice que la polinización es indirecta o cruzada. Es el tipo de polinización más frecuente en todo tipo de plantas. Para ello existen mecanismos diversos, como que estambres y carpelos maduren en épocas distintas, que impiden que el polen llegue al estigma de la misma flor.
  18. 18. LA POLINIZACIÓN Según el mecanismo de transporte del polen Polinización anemógama Polinización entomógama FLOR DE TRIGO POLINIZACIÓN ANEMÓGAMA POLINIZACIÓN ENTOMÓGAMA Carpelo maduro Carpelo inmaduro Estambre marchito Trompa del insecto Nectario Estambres Estigma Espiga El polen se transporta por el viento El polen lo transportan insectos (También aves y murciélagos) Se simplifican las envueltas del perianto y estigmas plumosos Es insegura, por lo que se libera gran cantidad de polen Se desarrollan adaptaciones para atraer a los animales: producción de néctar, polen como alimento, colores y aromas Es más segura y eficaz
  19. 19. Tipos de polinización - Polinización anemógama o anemófila: Se realiza por el viento. Se produce una gran cantidad de polen. Los estigmas de las flores que los reciben son grandes y están accesibles. (gramíneas, encina, álamo, olivo, etc). Es una polinización insegura. - Polinización hidrógama o hidrófila: Se lleva a cabo por el agua y es poco común, salvo en las plantas acuáticas, (Posidonias). - Polinización zoógama o zoófila: La efectúan los animales, especialmente insectos (entomógama o entomófila), ciertas aves (ornitógama u ornitófila) como el colibrí, y algunos murciélagos y moluscos. Es típica de angiospermas y es la más precisa. Las plantas tienen adaptaciones como la fabricación de néctar azucarado, los colores brillantes o los aromas para atraer a los animales que realizan la polinización.
  20. 20. Fecundación • Llega el grano de polen al estigma. • Se forma el tubo polínico por donde bajan los núcleos espermáticos a través del pistilo. • El tubo polínico llega hasta el micropilo y penetra en el saco embrionario, donde las sinérgidas provocan la liberación de los núcleos espermáticos. • Se produce una doble fecundación: Un núcleo se fusiona con la oosfera y origina el cigoto diploide y el otro se fusiona con el núcleo secundario y forma el núcleo endospérmico triploide (3n). • El cigoto se transforma en embrión y el núcleo endospérmico en endospermo o albumen (tejido nutritivo). 3 DOBLE FECUNDACIÓN EN ANGIOSPERMAS 2o núcleo espermático oosfera Cigoto (2n) embrión de la semilla tejido triploide (3n) albumen 1er núcleo espermático núcleos secundarios
  21. 21. LA FECUNDACIÓN Y LA FORMACIÓN DE LA SEMILLA Núcleos secundarios Saco embrionario Oosfera Núcleos espermáticos Tubo polínico Grano de polen 1 Una vez que llega el grano de polen al estigma se desarrolla el tubo polínico que va por el estilo y el ovario hasta llegar al óvulo 1 2 Mientras en el óvulo se desarrolla el saco embrionario: Con 8 núcleos haploides en 7 células. Una con los dos núcleos secundarios y la oosfera 2 3 Por el tubo polínico bajan los dos núcleos espermáticos que producen una doble fecundación 3
  22. 22. En el embrión por sucesivas, mitosis se forman los cotiledones (primeras hojas del embrión), la radícula (raíz del embrión) y la gémula (yema del embrión). Alrededor del embrión se desarrolla el albumen. El núcleo endospérmico se divide por sucesivas mitosis, hasta formar una masa de células, que se cargan de sustancias de reserva que serán utilizadas por el embrión para formar una nueva planta. Al tiempo que se forman el embrión y el endospermo, los tegumentos del rudimento seminal se convierten en las cubiertas seminales; el resultado final es una semilla.
  23. 23. La semilla es el producto de la fecundación de la oosfera y el núcleo secundario. Toda semilla está formada típicamente por tres partes: embrión, endospermo o albumen y tegumentos. El embrión es el esbozo de una nueva planta, pero no la planta, con unos órganos incipientes, compuesta por:  La gémula o yema del embrión, dispuesta por encima de la inserción de los cotiledones.  Los cotiledones u hojas del embrión; uno en las monocotiledóneas y dos en las dicotiledóneas.  La plúmula o tallito incipiente  La radícula o raíz del embrión.
  24. 24. Tipos de semillas Dicotiledoneas Monocotiledoneas
  25. 25. Diferencias entre plantas monocotiledoneas y dicotiledoneas
  26. 26. Formación del fruto De forma paralela a la formación de la semilla, el ovario se agranda rápidamente y se va transformando en el fruto. La función del fruto es proteger a la semilla. Un fruto típico está compuesto de las semillas y de el pericarpio, que son las paredes del ovario, y que a su vez se diferencia en endocarpo, mesocarpo y epicarpio
  27. 27. Los frutos pueden ser:  Frutos carnosos. Acumulan sustancias nutritivas  Frutos secos. Las hojas carpelares están lignificadas y endurecidas y el pericarpio es seco.  Frutos dehiscentes. Tienen mecanismos de apertura para facilitar la salida de las semillas.  Frutos indehiscentes. Carecen de mecanismos de salida
  28. 28. Diseminación de frutos y semillas La diseminación de los frutos y semillas tiene como finalidad asegurar que el desarrollo de las nuevas plantas no se vea obstaculizado por la competencia con otros individuos por el espacio, los nutrientes, la luz, etc. Este proceso se realiza de diferentes formas según sean los frutos y semillas. Diseminación de frutos y semillas Autócora Anemócora Zoócora Hidrócora Antropócora Dependiendo de si se trata de frutos dehiscentes o indehiscentes
  29. 29. En los frutos dehiscentes, las semillas quedan en libertad cuando los tejidos del pericarpo se abren, generalmente con el fruto unido a la planta. En algunos casos se hace de manera brusca y las semillas son lanzadas a cierta distancia (diseminación autócora o mecánica), como ocurre con el fruto del pepinillo del diablo, debido a la presión del liquido interno; o la legumbre del guisante, que se retuerce cuando se seca. Si las semillas no se desprenden con tanta fuerza, la diseminación se realiza por el viento (anemócora); por animales (zoócora) como las aves acuáticas que transportan todo tipo de semillas adheridas con el barro; por el agua (hidrócora) o por los seres humanos (antropócora).
  30. 30. En los frutos indehiscentes, las semillas se desprenden de la planta junto con el fruto, que es el que se dispersa, liberando las semillas cuando se produce la putrefacción o fractura del fruto. • La anemócora es típica de los frutos con vilanos o penachos de pelos (por ejemplo, el diente de león) o con expansiones laminares a modo de alas membranosas (por ejemplo: el olmo o el arce). • La zoócora se presenta en frutos que tienen ganchos o sustancias pegajosas que permiten su adherencia a los animales (por ejemplo, la alfalfa, etc.). Tambiénen los frutos carnosos que son comidos por los animales, y sus semillas escupidas o eliminadas con las heces. Igual sucede con frutos secos y semillas recolectados por animales como hormigas, ratones, etc., como parte de ellos no los comen, pueden germinar. • La hidrócora se da en algunas plantas que crecen cerca del agua y cuyos frutos flotan, como los de los juncos, los cocos de las palmas, etc. • La diseminación por los seres humanos (antropócora) se efectúa de múltiples formas.
  31. 31. Germinación de las semillas La mayoría de las semillas necesitan un período de latencia o reposo más o menos largo antes de la germinación, condicionado por el ambiente y por factores internos, incluso de carácter hereditario. Durante este tiempo la actividad biológica se reduce, lo que permite que las semillas resistan las condiciones desfavorables del medio. Cuando la temperatura y humedad ambiental son favorables, se produce la germinación y se inician las ultimas etapas del desarrollo embrionario. Hay una descomposición de los factores que inhiben el proceso, y si la semilla es muy dura, el deterioro de la cubierta por medios abrasivos o digestión parcial. La semilla se hincha por la entrada masiva de agua, se rompen los tegumentos y entra aire para realizar la respiración celular a partir de las reservas nutritivas. Comienza la actividad celular del embrión. La radícula sale a través de las cubiertas de la semilla y se va alargando. Las células se diferencian en tejidos especializados. La planta se nutre de las reservas acumuladas hasta que surgen hojas verdes y puede realizar la fotosíntesis. Periodo de latencia Cambio de condiciones Entrada de agua y aire Salida de la radícula Alargamiento de la planta Diferenciación de tejidos Las primeras hojas hacen la fotosíntesis
  32. 32. La entrada masiva de agua provoca la ruptura de los tegumentos. La radícula es la parte que primero se abre paso. El crecimiento primario se inicia al dividirse las células del ápice. A medida que crece se produce la diferenciación celular y la formación de tejidos especializados. Cotiledones Primeras hojas Restos del tegumento Radícula Ápice Tegumento Meristemo apical
  33. 33. LOS CICLOS VITALES DE LOS ORGANISMOS CELULARES Los seres vivos presentan a lo largo de su vida dos fases una en la que son diploides y otra en la que son haploides. La fase diploide se desarrolla desde la formación del zigoto hasta la meiosis. La fase haploide transcurre desde la meiosis hasta la formación de un nuevo zigoto a partir de la fecundación de dos gametos. Según el momento en que ocurra la meiosis podemos distinguir: • Ciclo haplonte • Ciclo diplonte • Ciclo diplohaplonte
  34. 34. Reproducción de las plantas y la biotecnología La Biotecnología es el conjunto de técnicas que utilizan organismos vivos o partes de ellos para obtener productos o modificarlos, para mejorar plantas o animales, o para desarrollar microorganismos con fines bien determinados, es decir, para la obtención de bienes y servicios. La biotecnología vegetal es la específica de las plantas y en muchos casos supone una intervención en su ciclo reproductor. Hasta hace poco, estos procesos se limitaban a:  Aprovechamiento de formas naturales de reproducción (injertos).  Selección de individuos con características deseables mediante:  Obtención de híbridos  Inducción de mutaciones (poliploidías)
  35. 35. Los injertos tuvieron mucha importancia en el caso de la plaga de filoxera que afecto a las vides de toda Europa en el siglo XIX. La utilización de portainjertos de origen americano (resistentes a la filoxera) salvó este tipo de cultivo.
  36. 36. INDUCCIÓN DE MUTACIONES: aplicación de colchicina sobre una planta OBTENCIÓN DE HÍBRIDOS Frutas híbridas
  37. 37. La nueva biotecnología de plantas Biotecnología de plantas Cultivos “in vitro” Pequeñas porciones de la planta se cultivan in vitro para obtener clones de la planta madre Plantas transgénicas Tecnología del ADN recombinante para conseguir plantas con capacidades que previamente no tenían
  38. 38. Cultivos “in vitro” Tiene ciertas ventajas como: 1. Obtención en tiempo record gran cantidad de plantas idénticas entre si y libres de plagas y enfermedades. 2. Conservación durante varios años, miles de especies vegetales en un espacio pequeño. 3. En sólo seis meses se pueden obtener nuevas especies o variedades. 4. Librar de enfermedades a plantas y rejuvenecer el material de partida. 5. Mantener la producción durante todo el año.
  39. 39. Plantas transgénicas Los transgénicos son organismos a los cuales se han introducido uno o más genes provenientes de otra especie. Las plantas transgénicas poseen genes de todas las procedencias: de otras plantas, de animales, de bacterias, de virus y de hongos, y muchas veces poseen combinaciones de ellos, ya que se necesitan armar complejos sistemas moleculares para garantizar la expresión de los genes foráneos.
  40. 40. Beneficios de los transgénicos Resistencia a herbicidas Mejora de la productividad y producción Mejora de la calidad nutritiva Control de enfermedades virales Tolerancia al estrés ambiental Producción de frutos más resistentes Producción de plantas biorreactoras Fijación de nitrógeno Producción de fármacos y vacunas Resistencia a insectos Desventajas de los transgénicos Insecticidas Bt Producción de súper plagas Resistencia a antibióticos Inestabilidad genética Interacción ecológica negativa Riesgo a la biodiversidad Transferencia horizontal de genes Aparición de alergias Medio ambiente
  41. 41. Ciclo biológico de un musgo (Briofitas)
  42. 42. Ciclo biológico de un helecho (Pteridofitas)
  43. 43. Ciclo biológico de una conífera (Gimnospermas)
  44. 44. Musgos Helechos Espermafitas La evolución de las plantas guarda una estrecha relación con la evolución de sus ciclos diplohaplontes. En estos ciclos se observa una regresión de la fase gametofítica a medida que los grupos vegetales evolucionan. FASE GAMETOFÍTICA FASE ESPOROFÍTICA EVOLUCIÓN
  45. 45. Resumen de la reproducción sexual en las plantas espermatofitas PÉTALOSSÉPALOS ANDROCEO GINECEO CARPELOS SACOS POLÍNICOS GRANOS DE POLEN ÓVULOS está formada por pueden ser como que constan de en su interior se encuentran los donde se forman los que constan de OOSFERA en su interior se encuentran los cada uno contiene una como formado por formado por ESTÉRILESFÉRTILES FILAMENTOSANTERAS ESTIGMA ESTILO OVARIO CÁLIZ COROLA formado por formado por ESTAMBRES PEDÚNCULO FLORAL que se unen a la planta por elLA FLOR VERTICILOS FLORALES

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