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UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE CIENCIAS AREA CURRICULAR DE BIOLOGÍA BIOLOGÍA DE PLANTAS (2015877) Práctica 10: Crecimiento y Desarrollo Vegetal INTRODUCCION Las plantas como cualquier ser vivo pasan por una serie de etapas para alcanzar el estado adulto en el cual se puedan reproducir y dar descendencia que les permita persistir como especie. Los procesos mediante los cuales alcanza esta meta se denominan crecimiento y desarrollo, el primero se trata fundamentalmente del aumento irreversible de tamaño y el segundo corresponde a la serie de procesos que originan el cambio a través del tiempo de formas y capacidades de la planta. A medida que aumenta el crecimiento, se da una mayor división celular, en las plantas las células meristematicas se encargan de este proceso. Sin embargo las células no pueden solo estar multiplicándose indefinidamente, sino que deben empezar a formar órganos o estructuras que permitan a la panta adaptarse al medio en el cual va a crecer, esto lo logran mediante acciones como la elongación, la diferenciación y la senescencia (“envejecimiento); así que el crecimiento no solo aumenta el tamaño de la planta sino que permite que se dé la diferenciación y desarrollo. El crecimiento puede ser medido de diferentes formas, como el aumento de componentes citoplasmáticos como las proteínas (que se ven reflejadas en el peso seco de la planta), el número de células, el crecimiento en longitud, el número de hojas, el numero de ramas, etc. El desarrollo puede ser cuantificado con la aparición de nuevas estructuras (raíz, tallo, hojas, flores, frutos). La Germinación es la fase inicial de crecimiento de la planta a partir de la semilla, en la cual se encuentra el embrión el cual como respuesta a factores genéticos y ambientales empieza a crecer; entre los factores ambientales que influyen en la germinación se tiene: el número de horas de luz, la disponibilidad de agua, la temperatura del suelo, la cantidad de oxígeno, estos factores actúan como “disparadores” o “inhibidores” del proceso de germinación. Una vez terminado el proceso de germinación, la planta inicia el proceso de crecimiento primario, el cual se basa en la división celular, esta aumenta la capacidad de crecimiento de la planta con base al alargamiento celular asociado a la disponibilidad de agua y al cambio en la composición química de la pared celular (deposito de polisacáridos), estos procesos junto a la expresión de los genes de la especie originan la diferenciación de células determinado el crecimiento especifico (expansión determinada a lo largo y/o ancho de las células) que da como resultado la formación de estructuras con forma y función específica (ej. formación de tallos, hojas, flores, etc.). En los anteriores procesos además del componente genético y ambiental, también actúan compuestos químicos denominados fitohormonas, que se encargan de regular (mediante el estimulo o la represión de procesos fisiológicos) el desarrollo de la planta. OBJETIVOS Establecer la influencia de factores externos (agua, luz) sobre el proceso de germinación de diferentes especies. Establecer las diferencias que se dan en los procesos de germinación de diferentes especies. Medir el crecimiento y desarrollo de diferentes especies vegetales y comparar las similitudes y diferencias. Reconocer las variaciones que presentan diferentes especies vegetales durante su periodo de crecimiento y desarrollo.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE CIENCIAS
AREA CURRICULAR DE BIOLOGÍA BIOLOGÍA DE PLANTAS (2015877)
Práctica 10: Crecimiento y Desarrollo Vegetal
INTRODUCCION
Las plantas como cualquier ser vivo pasan por una serie de etapas para alcanzar el estado adulto en el cual se puedan reproducir y dar descendencia que les permita persistir como especie. Los procesos mediante los cuales alcanza esta meta se denominan crecimiento y desarrollo, el primero se trata fundamentalmente del aumento irreversible de tamaño y el segundo corresponde a la serie de procesos que originan el cambio a través del tiempo de formas y capacidades de la planta.
A medida que aumenta el crecimiento, se da una mayor división celular, en las plantas las células meristematicas se encargan de este proceso. Sin embargo las células no pueden solo estar multiplicándose indefinidamente, sino que deben empezar a formar órganos o estructuras que permitan a la panta adaptarse al medio en el cual va a crecer, esto lo logran mediante acciones como la elongación, la diferenciación y la senescencia (“envejecimiento); así que el crecimiento no solo aumenta el tamaño de la planta sino que permite que se dé la diferenciación y desarrollo.
El crecimiento puede ser medido de diferentes formas, como el aumento de componentes citoplasmáticos como las proteínas (que se ven reflejadas en el peso seco de la planta), el número de células, el crecimiento en longitud, el número de hojas, el numero de ramas, etc.
El desarrollo puede ser cuantificado con la aparición de nuevas estructuras (raíz, tallo, hojas, flores, frutos).
La Germinación es la fase inicial de crecimiento de la planta a partir de la semilla, en la cual se encuentra el embrión el cual como respuesta a factores genéticos y ambientales empieza a crecer; entre los factores ambientales que influyen en la germinación se tiene: el número de horas de luz, la disponibilidad de agua, la temperatura del suelo, la cantidad de oxígeno, estos factores actúan como “disparadores” o “inhibidores” del proceso de germinación.
Una vez terminado el proceso de germinación, la planta inicia el proceso de crecimiento primario, el cual se basa en la división celular, esta aumenta la capacidad de crecimiento de la planta con base al alargamiento celular asociado a la disponibilidad de agua y al cambio en la composición química de la pared celular (deposito de polisacáridos), estos procesos junto a la expresión de los genes de la especie originan la diferenciación de células determinado el crecimiento especifico (expansión determinada a lo largo y/o ancho de las células) que da como resultado la formación de estructuras con forma y función específica (ej. formación de tallos, hojas, flores, etc.).
En los anteriores procesos además del componente genético y ambiental, también actúan compuestos químicos denominados fitohormonas, que se encargan de regular (mediante el estimulo o la represión de procesos fisiológicos) el desarrollo de la planta.
OBJETIVOS
Establecer la influencia de factores externos (agua, luz) sobre el proceso de germinación de diferentes especies. Establecer las diferencias que se dan en los procesos de germinación de diferentes especies. Medir el crecimiento y desarrollo de diferentes especies vegetales y comparar las similitudes y diferencias. Reconocer las variaciones que presentan diferentes especies vegetales durante su periodo de crecimiento y desarrollo.
MATERIALES
Semillas (70 para cada especie) de: frijol (Phaseolus vulgaris), maíz (Zea mayz), arveja (Pisum sativum), y trigo (Triticum aestivum) o cebada (Hordeum vulgare). Bandejas plásticas o de icopor. Servilletas Vasos medianos de plástico o icopor. Papel celofán de colores azul, verde, rojo. Bolsas plásticas transparentes. PROCEDIMIENTO Se deben conformar grupos de trabajo de cinco (5) personas. En la Tabla 1 se presentan las tareas que desarrollara cada estudiante. Tabla 1: Tareas asignadas por estudiante
Estudiante Tratamiento
1 Arveja , germinación influencia de luz y humedad
2 Maíz, germinación influencia de luz y humedad
3 Frijol, germinación influencia de luz y humedad
4 Cebada o trigo, germinación influencia de luz y humedad
5 Las cuatro especies, cambios con el tiempo e influencia de la luz
GERMINACIÓN: Influencia de la luz y la humedad: Tome 25 semillas de la especie asignada, forme grupos de 5 semillas, asigne un número de 1 a 5 a cada una (Figura 1a), mida el largo y ancho de cada semilla. Coloque cada grupo se semillas sobre servilletas en una bandeja plástica o de icopor cúbralas con otra servilleta (Figura 1b), y humedezca estas (Figura 1c), no agregue demasiada agua pues puede originar la formación de hongos y dañar el experimento. Luego recubra una bandeja con celofán o plástico trasparente y delgado (Figura 1d), otra con celofán azul (Figura 1e), una con celofán rojo (Figura 1f), otra con celofán verde (Figura 1g), y la ultima con un plástico negro y grueso que no deje pasar la luz (Figura 1h). Realice el mismo procedimiento con otras 25 semillas pero sin agregar agua a estas.
a b c d
e f g h
Figura 1: Procedimiento para el montaje de la practica de germinación
Coloque todas las bandejas bajo las mismas condiciones de luz y temperatura, tenga cuidado en mantener húmedas las servilletas de las 25 primeras semillas, revise diariamente dos o tres veces las bandejas para garantizar que no hay déficit o exceso de agua.
Diariamente, durante 20 días realice mediciones para el experimento de semillas en humedad, los parámetros de medición se presentan en la Tabla 2. Tabla 2: Parámetros a medir diariamente para cada experimento de efecto de luz y humedad en la germinación.
Especie
Día
Color Luz
TRATAMIENTO SEMILLA
PARÁMETROS MEDIDOS
LARGO
SEMILLA ANCHO
SEMILLA LONGITUD
RAÍZ (MM) LONGITUD
TALLO (MM) NUMERO
HOJAS
Humedad 1
Humedad 2
Humedad 3
Humedad 4
Humedad 5
Promedio
Seco 1
Seco 2
Seco 3
Seco 4
Seco 5
Promedio
Para el tratamiento de semillas en seco, realice mediciones diariamente, trascurridos 10 días tome las 25 semillas y agrégueles agua siguiendo las mismas indicaciones que para empleadas para el experimento en humedad. Continúe realizando observaciones para este grupo de semillas diariamente hasta el día 30. Cada día, una vez realizadas las mediciones llene con los valores promedio los anexos 1 a 5. Recuerde que debe llenar un cuadro para cada especie. Con la información consignada en las diferentes tablas realice lo siguiente:
Elabore graficas (1 por especie) en las cuales compare los efectos de los tratamientos de variación de humedad (húmedo y seco) sobre el crecimiento de cada especie. En el anexo 6 se observa un ejemplo del tipo de graficas a emplear.
Con base en los resultados presentados en las graficas discuta si existe influencia de la humedad sobre el crecimiento de cada una de las especies.
Elabore graficas (1 por especie) en las cuales compare los efectos de los diferentes tipos de luz (blanca, oscuridad. azul, roja y verde) a través del tiempo sobre cada parámetro medido para evaluar el crecimiento de cada especie (en el anexo 7 se ve un modelo del tipo de graficas a realizar).
Con base en los resultados presentados en las graficas discuta si existe influencia de los diferentes tipos de luz sobre el crecimiento de cada una de las especies.
CRECIMIENTO Y DESARROLLO: Influencia de la luz: Una vez trascurridos los veinte días de las mediciones, quite el papel celofán de los tratamientos e, f, g y h. Continúe realizando las mismas mediciones diariamente hasta el día 30, haga las observaciones pertinentes sobre los cambios que sufre cada una de las plántulas. En la Figura 2 se observa los cambios a realizar en el día 20.
Figura 2: Cambio de condiciones lumínicas para las plántulas o semillas de la especie seleccionada, una vez transcurridos 20 días de iniciado el experimento. El cuadro de la izquierda muestra la condición original de luz empleada, y el de la izquierda las condiciones a las cuales deben ser cambiadas las plántulas y/o semillas.
Cambios con el tiempo e influencia de la luz. Tome 20 semillas de cada especie, siembre cada una en un vaso mediano de icopor con tierra, asegúrese de abrir en la base del vaso un agujero pequeño que permita la aireación y evite la acumulación de agua. Una vez sembradas las semillas coloque: cuatro vasos bajo oscuridad, cuatro bajo papel celofán rojo, cuatro bajo celofán azul, cuatro bajo celofán verde y los últimos cuatro en condiciones normales de luz. Realice observaciones durante cuarenta días, día de por medio, emplee los formatos presentes en los anexos 8 a 10 para tomar los datos. Con la información consignada en los anexos realice lo siguiente:
Elabore graficas (1 por especie) en las cuales compare los efectos de los diferentes tipos de luz (blanca, oscuridad. azul, roja y verde) a través del tiempo sobre cada parámetro medido para evaluar el crecimiento de cada especie (use graficas similares a las mostradas en el anexo 7).
Con base en los resultados presentados en las graficas discuta cual cree que es la influencia de los diferentes tipos de luz sobre el crecimiento de cada una de las especies.
PREGUNTAS
Para la discusión del informe tenga en cuenta las siguientes preguntas. Qué función cree que cumple el agua en el proceso de germinación? A qué atribuye los cambios dados en el tamaño de la semilla durante el proceso de germinación? Que hormonas intervienen en la promoción o inhibición del proceso de germinación? Que influencia ejerce la luz en el proceso de germinación y desarrollo de las plantas? Que es el fitocromo? Porque es importante en el desarrollo vegetal? Que hormonas actúan en los procesos de elongación celular? Que hormonas regulan el desarrollo de órganos vegetales (raíz, tallo, hojas, flores, fruto? Que es etiolación? ¿Porque se produce? ¿Porque es importante en los procesos de desarrollo vegetal?
BIBLIOGRAFIA
Esau, K. 1972. Anatomía vegetal. Ediciones Omega, S.A. Barcelona.
Font Quer, P. 1993. Diccionario De Botánica. Editorial Labor, s.a. Barcelona, España. 1244 P. (partes I y II)
Graham, L. E., J. M. Graham & L. E. Wilkox. 2006. Plant Biology. Prentice Hall. U. S. A.
Nabors, M. W. 2007. Introducción a la Botánica. Pearson Addison Wesley. Madrid. 712p.
Raven, P. H., R. F. Evert & S. E. Eichorn. 2005. Biology of Plants. W. H. Freeman. New York. 944p.
Stern, K., S. Jansky & J. Bidlack. 2003. Introductory Plant Biology. McGraw Hill Company. U. S. A.
Anexo 1: Tabla para consignar los valores diario promedio de largo semilla (mm) para definir la influencia de la luz y humedad sobre la germinación. Especie: ________________________________________________
Día
Humedad Seco
Luz Blanca Oscuridad
Luz Azul
Luz Verde
Luz Roja
Luz Blanca Oscuridad
Luz Azul
Luz Verde
Luz Roja
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Mediciones después de cambiar condiciones de luz Mediciones después de cambiar condiciones de humedad
Anexo 2: Tabla para consignar los valores diario promedio de ancho semilla (mm) para definir la influencia de la luz y humedad sobre la germinación. Especie: ________________________________________________ Especie: ________________________________________________
Día
Humedad Seco
Luz Blanca Oscuridad
Luz Azul
Luz Verde
Luz Roja
Luz Blanca Oscuridad
Luz Azul
Luz Verde
Luz Roja
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Mediciones después de cambiar condiciones de luz Mediciones después de cambiar condiciones de humedad
Anexo 3: Tabla para consignar los valores diario promedio de longitud raíz (mm) para definir la influencia de la luz y humedad sobre la germinación. Especie: ________________________________________________ Especie: ________________________________________________
Día
Humedad Seco
Luz Blanca Oscuridad
Luz Azul
Luz Verde
Luz Roja
Luz Blanca Oscuridad
Luz Azul
Luz Verde
Luz Roja
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
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30
Mediciones después de cambiar condiciones de luz Mediciones después de cambiar condiciones de humedad
Anexo 4: Tabla para consignar los valores diario promedio de longitud tallo (mm) para definir la influencia de la luz y humedad sobre la germinación. Especie: ________________________________________________
Día
Humedad Seco
Luz Blanca Oscuridad
Luz Azul
Luz Verde
Luz Roja
Luz Blanca Oscuridad
Luz Azul
Luz Verde
Luz Roja
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Mediciones después de cambiar condiciones de luz Mediciones después de cambiar condiciones de humedad
Anexo 5: Tabla para consignar los valores diario promedio de numero de hojas para definir la influencia de la luz y humedad sobre la germinación. Especie: ________________________________________________ Especie: ________________________________________________
Día
Humedad Seco
Luz Blanca Oscuridad
Luz Azul
Luz Verde
Luz Roja
Luz Blanca Oscuridad
Luz Azul
Luz Verde
Luz Roja
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Mediciones después de cambiar condiciones de luz Mediciones después de cambiar condiciones de humedad
Anexo 6: Modelo de las graficas a emplear para comparar el efecto de la humedad sobre la germinación de diferentes especies vegetales.
Anexo 7: Modelo de las graficas a emplear para comparar el efecto de la luz sobre la germinación de diferentes especies vegetales
Anexo 8: Tabla para consignar los valores diario promedio de numero de hojas para definir la influencia de la luz sobre el crecimiento y desarrollo de especies vegetales. Especie: _________________________________________________ Día: ____________________________________________________
Tratamiento Semilla Longitud Tallo (mm) Numero Hojas Luz 1
2
3
4
Promedio Oscuridad 1
2
3
4
Promedio Rojo 1
2
3
4
Promedio Azul 1
2
3
4
Promedio Verde 1
2
3
4
Promedio
Anexo 9: Tabla para consignar los valores diario promedio de longitud del tallo (mm) para definir la influencia de la luz sobre el crecimiento y desarrollo de especies vegetales.
Día Luz Blanca Oscuridad Luz Azul Luz Verde Luz Roja
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
Anexo 10: Tabla para consignar los valores diario promedio de numero de hojas para definir la influencia de la luz sobre el crecimiento y desarrollo de especies vegetales.
Día Luz Blanca Oscuridad Luz Azul Luz Verde Luz Roja
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
