Reproducción en angiospermas y Biotecnología. Algunas ventajas evolutivas de las angiopermas: Las...
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Reproducción en angiospermas y Biotecnología
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Algunas ventajas evolutivas de las angiopermas:
• Las flores en las angiospermas pueden atraer polinizadores usando claves visuales y químicos volátiles.
• Muchas angiospermas se reproducen sexual y asexualmente.
• Relaciones simbióticas entre plantas y otras especies son comunes.
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Las tres “F”:
• El ciclo de vida de las angiospermas se caracteriza por tres “F”s: flores, doble fecundación y frutos.
• El esporofito es la generación dominante, es la planta que vemos.
• El gametofito esta reducido en tamaño y depende del esporofito para nutrientes.
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Estructura de las flores:• Las flores son las ramas
reproductivas del esporofito; están adheridas al tallo por el receptáculo.
• Las flores tienen cuatro órganos florales: sépalos, pétalos, estambres y carpelos.
• El estambre se compone de un filamento y una antera.
• Un carpelo tiene un ovario, un estilo y un estigma.
• El ovario contiene uno o más óvulos.
• Un carpelo o varios carpelos fusionados forman el pistilo.
• Grupos de flores se conocen como inflorescencia.
Stamen Anther
Filament
Stigma CarpelStyle
Ovary
Receptacle
SepalPetal
(a) Structure of an idealized flower
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Fig. 38-3(a)
Development of a malegametophyte (in pollen grain)
Microsporangium(pollen sac)
Microsporocyte (2n)
4 microspores (n)
Each of 4microspores (n)
Malegametophyte
Generative cell (n)
Ovule
(b) Development of a femalegametophyte (embryo sac)
Megasporangium (2n)
Megasporocyte (2n)
Integuments (2n)
Micropyle
MEIOSIS
Survivingmegaspore (n)
3 antipodal cells (n)
2 polar nuclei (n)
1 egg (n)
2 synergids (n)
Fem
ale gam
etop
hyte
(emb
ryo sa
c)
Ovule
Embryosac
Integuments (2n)
Ragweedpollengrain
Nucleus oftube cell (n)
MITOSIS
100
µm
20 µm
75 µm
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Polinización:
• En las angiospermas, la polinización es la transferencia de polen de una antera al estigma.
• La polinización puede ser por viento, agua, insectos, aves y murciélagos.
• La polinización de las flores y el transporte de las semillas por animales son dos relaciones importantes en los ecosistemas terrestres.
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Fig. 38-4a
Abiotic Pollination by Wind
Hazel staminate flowers(stamens only)
Hazel carpellate flower(carpels only)
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Fig. 38-4b
Pollination by Bees
Common dandelion undernormal light
Common dandelion underultraviolet light
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Fig. 38-4c
Pollination by Moths and Butterflies
Moth on yucca flower
Anther
Stigma
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Fig. 38-4d
Pollination by Flies
Blowfly on carrion flower
Fly egg
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Fig. 38-4e
Hummingbird drinking nectar of poro flower
Pollination by Birds
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Fig. 38-4f
Long-nosed bat feeding on cactus flower at night
Pollination by Bats
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Doble Fecundación:
• Después de caer en el estigma, el polen produce un tubo polínico que se extiende hacia el ovario.
• La doble fecundación resulta de la descarga de dos espermas por el tubo polínico hacia el saco embrionario.
• Un esperma fecunda el huevo y el otro se combina con los núcleos polares para formas el endospermo.
• Cada ovulo se desarrolla en una semilla y el ovario se desarrolla en un fruto que protege las semillas.
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Fig. 38-5Stigma
Pollen tube
2 sperm
Style
Ovary
Ovule
Micropyle
Ovule
Polar nuclei
Egg
Synergid
2 sperm
Endospermnucleus (3n)(2 polar nucleiplus sperm)
Zygote (2n)(egg plus sperm)
Egg
Pollen grain
Polar nuclei
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Fig. 38-7
Ovule
Endospermnucleus
Integuments
Zygote
Zygote
Terminal cellBasal cell
Basal cell
ProembryoSuspensor
Cotyledons
Shootapex
Rootapex Seed coat
EndospermSuspensor
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Frutos:
• El fruto protege las semillas y las ayuda a dispersarse.
• Un fruto puede clasificarse en seco, si el ovario se seca cuando esta maduro, o carnoso si el ovario es grueso y suave cuando maduro.
• Se pueden clasificar también como:
– Simple, un solo carpelo o varios fusionados.
– Agregado, una sola flor con carpelos separados.
– Múltiple, un grupo de flores llamado una inflorescencia.
Un fruto accesorio contiene otras partes florales además del ovario.
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Fig. 38-10
FlowerStamenCarpels
Ovary
Stigma
Pea flowerOvule
Seed
Carpel(fruitlet)
Raspberry flower
Stigma
Ovary
Stamen
Stamen
Pineapple inflorescence Apple flower
Stigma
Stamen
Ovule
Each segmentdevelopsfrom thecarpelof oneflower
Pea fruit Raspberry fruit Pineapple fruit Apple fruit
(a) Simple fruit (b) Aggregate fruit (c) Multiple fruit (d) Accessory fruit
Sepal
Petal Style
Ovary(in receptacle)
Sepals
Seed
Receptacle
Remains ofstamens and styles
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• Mecanismos de dispersión de frutos incluyen:
– Agua
– Aire
– Animales
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Fig. 38-11a
Coconut
Dispersal by Water
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Fig. 38-11b
Tumbleweed
Dispersal by Wind
Winged fruit of maple
Dandelion “parachute”Winged seedof Asianclimbing gourd
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Fig. 38-11c
Dispersal by Animals
Seeds carried toant nest
Seeds buried in caches
Seeds in fecesBarbed fruit
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Mecanismos de reproducción asexual:
• Fragmentación, la separación de partes de la planta que se desarrollan en nuevas plantas es muy común.
• En algunas especies, una planta produce ramas adventicias que se convierten en pIantas separadas.
• Apomixis es la producción asexual de semillas a partir de células diploides sin que ocurra fecundación.
• La reproducción asexual puede ser beneficiosa en un ambiente estable. Pero hace las plantas vulnerables a extinción local si hay cambios ambientales.
• La reproducción sexual genera la variación genética que hace posible la adaptación evolutiva. Pero solo una fracción de las plántulas sobrevive.
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Propagacion vegetativa y la agricultura:
• El hombre ha buscado formas de propagar asexualmente las angiospermas.
• La mayoría se basan en la habilidad de las plantas en formar raíces o ramas.
• Por la técnica de esquejes una rama o yema se injerta en una planta de una especie o variedad cercana.
• Esquejes de muchas plantas se pueden sembrar para producir nuevas plantas.
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Clonación en tubos de ensayo
• Investigadores han creado técnicas in vitro para crear y clonar plantas.
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(b) Differentiation into plant(a) Undifferentiated carrot cells
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Modificación de cultivos por entrecruzamiento e ingeniería genética:
• El hombre ha intervenido en la reproducción de las plantas por miles de años.
• La capacidad de las plantas de hibridizar ha sido usada para introducir nuevos genes. Un ejemplo es el maíz, producto de selección artificial y uno de los mayores cultivos hoy día.
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Biotecnología en plantas:
• La biotecnología en plantas se refiere a dos cosas:
– Las innovaciones en plantas para hacer productos útiles de ellas.
– El uso de organismos genéticamente modificados para la agricultura e industria. Plantas Transgénicas (GM) son plantas que han sido modificadas para expresar un gen de otro organismo. Esta transferencia de genes no se limita a especies cercanas, ni siquiera a mismo grupo de organismos.
– Un uso de esta tecnología es aumentar la calidad y cantidad de alimentos mundialmente.
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• Ejemplos de usos para cultivos son: producir proteínas que los defiendan contra pestes; tolerar herbicidas; resistir enfermedades especificas.
• El arroz dorado es una variedad transgénica en desarrollo para atender la deficiencia de vitamina A en países pobres.
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El debate sobre la biotecnología:
• Algunos biólogos están preocupados sobre el efecto organismos GM en el medio ambiente.
• Algunas de las preocupaciones son: que se puedan transmitir alergenos de una fuente de genes a una planta usada como alimento; el posible efecto de estos cultivos GM en otros organismos.
• Quizás la preocupación mayor es la posibilidad de que genes introducidos puedan escaparse por hibridización natural
• Para prevenir esto, se está trabajando para introducir en los cultivos: esterilidad de polen, apomixis, transgenes en ADN de cloroplastos (no se transfieren por polen) y auto polinización estricta.