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INTRODUCCIÓN A LA BOTÁNICA

Facilitador: Yonni Ramos T.

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La Biología, es una de las ciencias más extensas del saber humano, la cual se ocupa del estudio de los seres vivos, comprende dos grandes ramas: la Botánica que estudia los vegetales y la Zoología que se ocupa de los animales.Para comprender bien el estudio de los animales es indispensable del conocimiento previo de las plantas. La botánica, como ciencia, ha contribuido en gran parte al desarrollo del saber humano. A través de ella se conoció la estructura interna de los seres vivos, que están formados por células, las que integran los tejidos y estos a los órganos; así como las funciones de todo ser vivo como la respiración, la nutrición, el movimiento y la reproducción. Todos los fenómenos biológicos más importantes de los seres vivos se estudiaron con detalle primero en las plantas y después en los animales.

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Ramas en que se divide la Botánica

Morfología. Estudia los caracteres externos de las plantas y sus órganos: su forma, dimensiones, color, colocación, y las relaciones entre los mismos.

Anatomía. Estudia la estructura interna, macroscópica y microscópica de las plantas y sus órganos. A su vez comprende la histología, que se ocupa de los tejidos vegetales; y la citología vegetal, que estudia la organización de la célula.

Fisiología vegetal. Se ocupa de investigar las funciones de las plantas, o sea el conjunto de fenómenos fisicoquímicos que forman la actividad del organismo.

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Ecología vegetal. Investiga las relaciones existentes entre los diferentes vegetales y las que estos tienen con los demás organismos y con el medio en que viven.

Botánica Sistemática. Se ocupa de la descripción de las formas vegetales conocidas, a las cuales, después de estudiarlas detenidamente, las compara entre si, y al encontrar semejanzas y diferencias, establece su clasificación, distribución en grupos, o de otra manera su ordenación en sistemas naturales o artificiales.

Fitopaleontología, paleobotánica. Estudia los restos fósiles de las plantas desaparecidas que existieron en épocas antiguas de la tierra y así mismo la evolución de los vegetales a través del tiempo.

Geografía botánica o fitogeografía. Se ocupa de establecer la distribución de los vegetales sobre la tierra y estudiar las causas de las mismas.

Fitopatología. Comprende al estudio referente a las enfermedades de las plantas.

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La Botánica es la ciencia que se encarga de estudiar a las plantas en sus diferentes aspectos: morfológicos, anatómicos, fisiológicos, ecológicos, evolutivos y de aprovechamiento socio-cultural.

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Ciencias auxiliares de la Botánica

Física: En la vida de la planta interviene grandes fenómenos físicos y se necesita de esta ciencia para interpretar las funciones de las mismas.

Química: Estudia los numerosos fenómenos químicos que intervienen en las plantas.

Geología: Da a conocer las edades y capas terrestres y con ello contribuye al estudio de los fósiles vegetales.

Paleontología: Proporciona información sobre los fósiles.

Geografía: Es necesario para el estudio de la fitogeografía.

Climatología: Influencia que ejercen los climas sobre el desarrollo y vida de las plantas.

Historia: Es necesario cuando se estudia la historia de la botánica.

Matemáticas: Es importante cuando se trata de hacer cálculos de laboratorio y estadística referente a los vegetales.

Genética: Estudio de los mecanismos de transmisión de caracteres.

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PRINCIPIOS DE BOTÁNICA SISTEMÁTICA Se denomina Botánica Sistemática o Taxonomía Sistemática a la ciencia que incluye la Identificación, Clasificación y Nomenclatura de las plantas; por lo tanto un taxónomo es reconocido internacionalmente como una persona que identifica, clasifica y nombra objetos de origen biológico.

Algunos botánicos pioneros usaron el término taxonomía en un sentido más restringido, aplicándolo a los principios de un sistema de clasificación. Aún hoy, algunos autores prefieren diferenciar los términos, en cuyo caso la sistemática se define como el estudio y descripción de la diversidad de los organismos vivientes, de las causas y consecuencias de la variación y la manipulación de la información obtenida para producir sistemas de clasificación.

La Taxonomía queda restringida al estudio de la clasificación, sus principios y prácticas. En general Taxonomía y Sistemática son actualmente usados como sinónimos.

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Identificación Es dar nombre a un organismo por referencia a una clasificación existente, con ayuda de bibliografía o por comparación con un organismo de identidad conocida. En algunos casos, luego de eliminar las posibilidades de que sea semejante a un elemento conocido, podría ser determinado un nuevo organismo para la ciencia. La nomenclatura no está involucrada en el proceso de identificación.

Clasificación

Es el proceso de establecer y definir agrupaciones sistemáticas. Implica ordenar a las especies en clases. Una Clase es un grupo formado por individuos que poseen diversas características comunes. La existencia de características comunes refleja, por lo general una relación entre los miembros de una clase; las clases constituirán en definitiva, un sistema.Las relaciones naturales de las plantas, pueden expresarse de dos maneras: se dice que hay una relación fenética o formal cuando las plantas están vinculadas entre sí por un gran número de caracteres comunes o formas y una relación filogenética cuando las plantas están relacionadas por tener antecesores comunes.

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Caracteres TaxonómicosLlamamos Carácter a todo atributo, propiedad o particularidad de un organismo susceptible de evaluarse. Son caracteres taxonómicos por que los empleamos en la clasificación.Las características de morfología macroscópica fácilmente apreciables sirven de base principal para la mayoría de las clasificaciones; no obstante, cuando el estudio comparado se realiza en mayor profundidad, el taxónomo no solo recurre a los caracteres morfológicos sino además examina y evalúa propiedades anatómicas, citológicas, fisiológicas, químicas, etc. Estrictamente hablando, todas son características del fenotipo. En la mayoría de los casos la semejanza fenética sigue siendo fundamental para suponer la presencia de una relación.Para un taxónomo un “buen carácter” es aquel que es relativamente estable porque revela escasa variación de una generación a otra y baja sensibilidad a los cambios ambientales.Hay caracteres cualitativos por ej. tipo de dehiscencia de un fruto, y caracteres cuantitativos, número de semillas de ese fruto.

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Clasificación Jerárquica La taxonomía de los organismos es un sistema jerárquico, es decir consiste en grupos dentro de grupos, donde cada grupo está en un nivel particular o rango. En este sistema cada grupo se denomina taxon (taxa el conjunto de taxones) y el nivel o rango que se asigna se llama categoría.En la época de Linneo había tres categorías de uso común: especie, género y reino; los naturalistas reconocieron tres reinos: animal, vegetal y mineral. Sin embargo entre el nivel de género y el de reino, Linneo y otros taxonomistas añadieron otras categorías, es así que los géneros se agrupan en familias, las familias en órdenes, los órdenes en clases y las clases en filas o divisiones.Los principales rangos de taxa en secuencia descendiente son: reino (regnum), división o filum (diviso o phylum), clase (classis), orden (ordo), familia (familia), género (genus) y especies (species).Los rangos secundarios de taxa en secuencia descendiente son tribu (tribus) entre familia y género; sección (sectio) y serie (series) entre género y especie, variedad (varietas) y forma (forma) debajo de la especie.Si es deseable aumentar el número de rangos, los términos de estos se forman adicionando el prefijo sub- a los nombres de rango principal o secundarios: subreino, subdivisión, subclase, suborden, subfamilia, subtribu, subgénero, subespecie.

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REINO DIVISIÓN SUBDIVISIÓN CLASE SUBCLASE ORDEN SUBORDEN FAMILIA SUBFAMILIA TRIBU GÉNERO ESPECIE

El orden de los rangos no puede ser alterado.

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Los taxones están encajados por rango, es decir un Reino engloba varios subreinos. Un subreino consta de distintas Divisiones, y estas agrupan diversas Clases, etc. Por ejemplo, Daucus carota (la zanahoria) es un taxon con rango de especie. Se agrupa con otras especies relacionadas (el perejil, el hinojo) dentro de las Apiaceae, que es otro taxon de rango superior (Familia). Por tanto los taxones están encajados unos dentro de otros por orden jerárquico de rango.

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CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA (CULTIVO DE ARROZ)

• Clase: Monocotiledóneas

• Origen: Glumiflorales

• Familias: Poaceas

• Subfamilias: Panicoides

• Tribu: Oriceas

• Género: Oryza

• Especie: sativa L.

Nombre Científico: Oriza sativa L.

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CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA (CULTIVO DE FRIJOL)

Clase: Angiospermas Subclase: Dicotiledónea Orden: Fabaceales Familia: Leguminosae Subfamilia: Papilionidae Género: Vigna Especie: unguiculata (L.) Walp

Anteriormente al Frijol se le clasificaba Vigna sinensis (L) Savy.Del Frijol se conocen tres Subespecies: sesquipedalis, cylíndrica y unguiculata.

CATEGORÍA TAXÓN CARACTERÍSTICAS

Reino Vegetal Organismos pluricelulares adaptados para la vida terrestre; habitualmente con paredes celulares rígidas y clorofilas a y b en sus cloroplastos.

División Antófitos Plantas Vasculares con Flores.

Subdivisión Angiospermas Plantas con Óvulos contenidos en el ovario.

Clase Dicotiledóneas Semillas con Dos Cotiledones.

Subclase Arquiclamídeas Flores con los Pétalos Libres.

Orden Rosales

Plantas leñosas o herbáceas; hojas alternas, opuestas o verticiladas, simples o compuestas, con o sin estípulas. Flores cíclicas, generalmente pentámeras, períginas, hipóginas o epíginas. Androceo comúnmente de muchos ciclos, estambres usualmente numerosos. Gineceo de 1 a varios carpelos, apocárpicos o sincárpicos. Fruto variado.

Familia RosáceasÁrboles, arbustos o hierbas. Hojas simples o compuestas, usualmente con estípulas. Flores actinomorfas, pentámeras, períginas o epígina. Tálamo plano, cóncavo o convexo. Estambres numerosos, a veces 1-5. Carpelos 1 a numerosos.Estilos libres. Fruto seco o carnoso.

Subfamilia Rosoideas Flores períginas o hipóginas, pluricarpelares, con hojas generalmente compuestas.

Género Rosa

Flores grandes y vistosas, actinomorfas, perfectas, 5 sépalos, 5 pétalos libres. Estambres numerosos y libres, pistilos numerosos, dispuestos en el interior de un receptáculo, libres. Fruto poliaquenio rodeado totalmente por el receptáculo carnoso, coloreado. Arbustos erguidos o trepadores, con aguijones; hojas alternas, trifoliadas, Imparipinadas con estípulas.

Especie Rosa alba (L) Pétalos de Corola de Color Blanco

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El Rango o Categoría Taxonómica fundamental de la Clasificación es la

especie. El nombre de la especie se construye como un binomio, en dos partes. Una corresponde al género al que pertenece, y la otra es el nombre espécifico. Ejemplos: Triticum aestivum, Triticum durum.

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Para definir una especie se aplican diferentes conceptos. De forma resumida algunos de ellos son:

Concepto Morfológico de Especie: Una especie es el grupo más pequeño de organismos que pueden distinguirse de forma consistente por la presencia o ausencia de partes corporales, y la forma, tamaño y número de esas partes.

Concepto Biológico de Especie: Una especie es un grupo de individuo similares que pueden reproducirse entre sí a lo largo de generaciones, pero no pueden reproducirse con otros grupos.

Concepto Filogenético de Especie: Una especie es el conjunto de organismos con un linaje evolutivo común.

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Citología es la ciencia que se ocupa de la célula. La Citología Vegetal trata de la célula de las plantas, con todos sus organelos y pertenencias. Estudia la Célula en sí, como unidad Morfológica y Biológica, sin atender a los complejos celulares llamados tejidos, que son objeto de la histología.

Fue descubierta por ROBERT HOOKE, en el año 1665, observando un corte de corcho en un microscopio de la época. Dio el nombre de CÉLULA a las estructuras regulares en forma de cajitas que aparecían en el microscopio. Célula significa celda o cuarto muy pequeño.

TEORIA CELULAR

Todos los organismos están constituidos por células.

En las células tienen lugar las funciones de alimentación y excreción de un organismo.

Las células contienen el material hereditario, el cual permite que las características de una célula madre pasen a una célula hija.

Las células solo provienen de células pre-existentes.

DefiniciónLa célula es la unidad anatómica , fisiológica y genética de los organismo vivos.Es unidad Anatómica, porque constituye la base la de estructura de todo un ser.En unidad Fisiológica, realiza una determinada función.Es unidad Genética , se reproduce y transmite sus características a su descendencia.

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Las Células son la porción más pequeña de materia viva capaz de realizar todas las funciones de los seres vivos, es decir, reproducirse, respirar, crecer, producir energía, etc.Existen dos tipos de células con respecto a su origen, células animales y Células Vegetales.

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Diferencias entre Célula Animal y VegetalTanto la Célula Vegetal como la Animal poseen Membrana Celular, pero la Célula Vegetal cuenta, además, con una Pared Celular de Celulosa, que le da rigidez.

La Célula Vegetal contiene cloroplastos: organelos  capaces de sintetizar azúcares a partir de dióxido de carbono, agua y luz solar (Fotosíntesis)  lo cual los hace Autótrofos (producen su propio alimento), y la célula animal no los posee por lo tanto no puede realizar el proceso de fotosíntesis.

Pared Celular: la Célula Vegetal presenta esta pared que está formada por celulosa rígida, en cambio la célula animal no la posee, sólo tiene la membrana citoplasmática que la separa del medio.

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Una  Vacuola única  llena de líquido que ocupa casi todo el interior de la Célula Vegetal, en cambio, la Célula Animal, tiene varias vacuolas y son más pequeñas.

Las Células Vegetales pueden reproducirse mediante un proceso que da por resultado células iguales a las progenitoras, este tipo de reproducción se llama reproducción Asexual.

Las Células Animales pueden realizar un tipo de reproducción llamado reproducción Sexual, en el cual, los descendientes presentan características de los progenitores pero no son idénticos a él.

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Imagen comparativa entre célula animal y célula vegetal

Una diferencia mayor dentro de las células es la presencia o la ausencia de un núcleo, que es una estructura sub-celular que contiene material genético. Las células procarióticas (que incluyen a la bacteria) no tienen un núcleo, mientras que las células (eucarióticas que incluyen a los protozoos y a las células animales y las de las plantas) contienen un núcleo.

Irritabilidad: Responde a estímulos. Conductibilidad: Forma una onda de excitación. Contractibilidad: la célula se puede acortar. Absorción y asimilación: Captan alimentos y ciertas

sustancias. Secreción: Elabora y expulsa. Excreción: Elimina productos de desechos. Respiración: La célula absorbe oxígeno. Crecimiento: Capacidad para aumentar su volumen

sintetizando sustancias. Reproducción: Por medio de mitosis y meiosis.

Características funcionales generales de las Células:

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Las tres partes básicas de toda célula son: la membrana plasmática, el citoplasma, y el núcleo.

La Membrana Celular o Plasmática Se caracteriza porque:¨Rodea a toda la célula y mantiene su integridad. ¨Está compuesta por dos sustancias orgánicas: proteínas y lípidos, específicamente fosfolípidos. ¨Los Fosfolípidos están dispuestos formando una doble capa (bicapa lipídica), donde se encuentran sumergidas las proteínas. ¨Es una estructura dinámica. ¨Es una membrana semipermeable o selectiva, esto indica que sólo pasan algunas sustancias (moléculas) a través de ella. ¨Tiene la capacidad de modificarse.

Membrana Celular o Plasmática

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Funciones de la Membrana Celular

Regula el paso de sustancias hacia el interior de la célula y viceversa. Esto quiere decir que incorpora nutrientes al interior de la célula y permite el paso de desechos hacia el exterior.

Como estructura dinámica, permite el paso de ciertas sustancias e impide el paso de otras.

Aísla y protege a la célula del ambiente externo

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El CitoplasmaSe caracteriza porque:►Es una estructura celular que se ubica entre la membrana celular y el núcleo. ►Contiene un conjunto de estructuras muy pequeñas, llamadas organelos celulares. ►Está constituido por una sustancia semilíquida (aspecto coloidal). ►Químicamente, está formado por agua, y en él se encuentran en suspensión, o disueltas, distintas sustancias como proteínas, enzimas, líquidos, hidratos de carbono, sales minerales, etc.

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Funciones del citoplasma

Nutritiva. Al citoplasma se incorporan una serie de sustancias, que van a ser transformadas o desintegradas para liberar energía. De almacenamiento. En el citoplasma se almacenan ciertas sustancias de reserva.

Estructural. El citoplasma es el soporte que da forma a la célula y es la base de sus movimientos.

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Núcleo Celular:

• Radica el control de todas las actividades celulares, es decir Administra y Regula el funcionamiento de todos los Organelos Celulares.

• Alberga la información Genética.

Se Caracteriza por: Ser Voluminoso.

Ocupar una posición central en la Célula.

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El Núcleo se encuentra formado por:

Membrana nuclear: Divide al núcleo del citoplasma y por medio de poros se comunican.

Nucléolo: cuerpo esférico, formado por proteínas, ácido desoxi-ribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN), ambos compuestos orgánicos.

Jugo Nuclear : El agua constituye la fase dispersante y los elementos nucleares la fase dispersa, se efectúa el metabolismo del núcleo.

Material genético: está organizado en verdaderas hebras llamadas cromatinas, formadas por ADN. Cuando la célula se reproduce, la cromatina se condensa y forma unas estructuras llamadas Cromosomas, donde está contenida toda la información genética propia de cada ser vivo.

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Pared Celular:• Es una de las

características más sobresalientes de la célula vegetal.

• Contiene infinidad de poros , por las cuales la célula realizan su transporte.

• Es rígida y estás formada por glúcidos entre los que predomina la Celulosa.

Los Principales Organelos de las Células son:

ORGANELO FUNCIÓN

MITOCONDRIAS Proporcionar energía a la célula a través de la respiración celular.

RIBOSOMA Traducir los mensajes que llegan del núcleo para la fabricación de proteínas.

RETICULO ENDOPLASMATICO

RUGOSO: Distribuye, recoge, almacena y transporta las proteínas fabricadas en los ribosomas

LISO: fabrica lípidos

 APARATO DE GOLGI Liberar al exterior los productos elaborados en la célula. También participa en la fabricación de lisosoma.

LISOSOMA  Almacenar enzimas digestivas que ayudan a digerir los alimentos.

VACUOLAS   Almacenar sustancias de desecho o de reserva. Otras realizan procesos de digestión.

CENTRIOLO Contribuir al movimiento celular e intervenir en la división de la célula (Animal).

CLOROPLASTO Realizar el proceso de la fotosíntesis (Vegetal).

HISTOLOGÍA VEGETAL

• CONCEPTO: La histología es una rama de las Ciencias Biológicas que se encarga del estudio de los Tejidos.

Dentro del estudio de las plantas tenemos a las superiores (con tejidos) y las inferiores (sin tejidos).

• QUE ES UN TEJIDO.- Un tejido es un conjunto de células organizadas que cumplen funciones comunes. Los tejidos son estructuras propias de los organismos superiores, presentes en vegetales y animales.

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Según la función que desempeñan se clasifican en:

1.Primarios o Embrionales T. Meristemático

T. de Protección

T. de Conducción

2. Adultos o Definitivos T. de Elaboración

T. de Sostén

1. TEJIDOS PRIMARIOS O EMBRIONALES

TEJIDO MERISTEMATICO O DE CRECIMIENTO

También llamados meristemos, tienen por función la de dividirse por mitosis en forma continua. Los meristemos son los tejidos vegetales encargados de formar los demás tejidos de las planta. Esta capacidad perdura durante toda la vida de la planta aunque pueden existir periodos de descanso y por eso las plantas adultas tienen tejidos adultos y tejidos juveniles.

El término MERISTEMO (del griego Meristo, divisible) indica ya la actividad característica del tejido que lleva este nombre, es decir mantienen indefinidamente tal actividad, porque ellos no sólo aumentan el número de Células de la Planta, sino que se perpetúan también por sí mismo.

En la actividad Meristemática, el crecimiento puede dividirse en dos etapas:Crecimiento con división celular y engrandecimiento celular limitado.Crecimiento sin división celular y engrandecimiento celular pronunciado.

Según su origen los meristemos se clasifican en:

Meristemas primarios

Meristemas secundarios

MERISTEMOS PRIMARIOS Proceden directamente de los tejidos embrionarios, ubicados en los ápices de tallos, brotes y raíces, encargados de que el vegetal crezca en longitud.

MERISTEMAS SECUNDARIOS

Proceden de células que han mantenido su condición reproductora, responsables de que la planta crezca en grosor. Los Tejidos Protectores y Vasculares adicionales que puedan formarse después del Crecimiento Primario son Secundarios y se originan de Meristemos Secundarios.

2.TEJIDOS ADULTOS O DEFINITIVOS2.1 Tejido Protector o Recubrimiento

También llamado Tegumento, está constituido por células que recubren y protegen las partes externas del vegetal aislándolo del medio externo.

Principales Funciones son:•Regulación hídrica.•Protección contra organismos fitófagos.•Protección selectiva contra la radiación solar.

Los Tegumentos son de dos tipos: Epidérmico Súber (corcho)

LA EPIDERMIS.- formada por células transparente que cubren a las hojas y a los tallos jóvenes es el recubrimiento de los tejidos secundarios. En la epidermis puede haber estomas, unas aberturas a través de las cuales la planta intercambia gases con la atmósfera. Estas aberturas están rodeadas por células especializadas llamadas oclusivas que al cambiar de tamaño y forma, modifican el diámetro de la abertura estomática y de este modo regulan el intercambio gaseoso.

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