manual de prácticas de laboratorio
TRANSCRIPT
Manual de Prácticas de
Fisiología Vegetal
Xicoténcatl Sahagún Arcila
Curso: Fisiología Vegetal
Grupo: VI Semestre de la Carrera de Biología
Manual de Prácticas de Fisiología Vegetal
PRÀCTICA 1
DISTRIBUCION DE ESTOMAS E INDICE ESTOMATICO.
TECNICA DE IMPRESIÓN.
Introducción
Los estomas son poros formados por un par de células especializadas
llamadas células guarda. Se encuentran en la epidermis de las partes aéreas
de la mayoría de las plantas terrestres.
Convencionalmente, un estoma se acepta como el poro y las dos células que
las rodea (células guarda). Un complejo estomático se refiere alas células
guarda y a las células vecinas (células subsidiarias).
El estudio de los estomas es uno de los campos mas activos en la fisiología
vegetal y una de las razones de este gran interés se debe a que los estomas
intervienen en el control de dos de los mas importantes procesos fisiológicos en
las plantas: fotosíntesis y transpiración.
Usualmente, los estomas están distribuidos al azar en la epidermis de las
plantas. Sin embargo, en las mayorías de las monocotiledóneas y en
gimnospermas los estomas están distribuidos en hileras.
Factores genéticos y ambientales como disponibilidad de agua, intensidad de
luz, temperatura, y concentración de CO2 influyen en la distribución, frecuencia
y morfología de los estomas. Debido a que todos estos factores influyen en la
frecuencia, Salisbury introdujo en 1928, el termino índice estomatico, que
relaciona el numero de estomas por unidad de área con el numero de células
epidérmicas por unidad de área:
IE = NE
x 100NE + NCE
IE = Indice estomatico.
NE = Número de estomas por unidad de area.
NCE = Número de celulas epidermicas por unidad de area.
Al parecer este índice permanece constante dentro de las hojas de una misma
planta.
4
Manual de Prácticas de Fisiología VegetalEl estudio de los estomas se puede realizar mediante dos métodos: los directos
y los indirectos. Los directos incluyen las observaciones directas en las hojas
en el microscopio o mediante replicas de la superficie de las hojas. Los
métodos indirectos incluyen las estimaciones de la apertura de los estomas
mediante porometros de flujo de masas, porometros de resistencia a la
difusión, etc.
Objetivo
Dominar la técnica de impresión de estomas y determinar el índice estomatico
en diferentes especies de plantas.
Materiales
Plantas de la especie que se desee
Cinta Scotch
Pegamento de Contacto Kola Loca
Equipo y Reactivos
Porta objeto
Pinzas
Agujas de Disección
Microscopio.
Procedimiento
1. En la superficie de las hojas a las cuales se quiere tomar impresiones,
coloque una película delgada del pegamento de contacto de
aproximadamente 1 cm2.
2. Espere unos segundos para que la película seque.
3. Con pinzas, desprenda la película plástica que se formo y colóquela sobre
el portaobjetos cuidando que la superficie que estuvo en contacto con la
epidermis de la hoja quede hacia arriba.
4. Coloque una película de cinta scotch.
5. Proceda a observar la película en el microscopio.
5
Manual de Prácticas de Fisiología Vegetal
Cuestionario
1. Calcule el índice estomático de las especies que observo.
Bibliografía
Azcon-Bieto , Joaquín, M., Talón. 2000. Fundamentos de Fisiología Vegetal.
Edit. Mac GrawHill Interamericana. España. 522 pp.
Armas-Urquiza, Roberto, E. Ortega Delgado y R. Rodés García. 1988.
Fisiología Vegetal. Editorial Pueblo y Educación. Cuba. 325 pp.
Bidwell, R.G.S. 1979. Fisiología Vegetal. AGT Editor. México. 784pp
6
Manual de Prácticas de Fisiología Vegetal
PRÀCTICA 2
DETERMINACIÒN DEL CONTENIDO RELATIVO DE AGUA (CRA)
Y DEL DEFICIT DE SATURACIÓN HÍDRICA (DSH) EN TEJIDO
FOLIAR.
Introducción.
Una forma de conocer el estado hídrico de las plantas es a través de la
determinación del contenido de agua en los tejidos.
De una manera superficial, la determinación del contenido de agua en los
tejidos vegetales pueden parecer un asunto sencillo.
Por analogía de la determinación de agua del suelo, pareciera adecuado
determinar (1) el peso fresco de la muestra y (2) el peso seco después de
calentarla en una estufa a 85 ºC hasta peso constante. La diferencia entre
estos dos pesos es le contenido de agua. Sin embargo, la cantidad, así
obtenida es útil solo si puede ser comparada con otras, pudiendo requerirse la
comparación entre especies o cultivares diferentes o entre diferentes
momentos del día o a lo largo del ciclo del crecimiento de la misma planta o
especie. Por esta razón debe adoptarse alguna base para la expresión del
contenido del agua, y es precisamente aquí donde surge las dificultades.
De nuevo por analogía del suelo, la base más obvia podría ser el peso seco,
expresándose el contenido del agua como porciento del peso seco. Valores
típicos sobre esta bases son alrededor de 400% para las hojas y 800% para
las raíces. Sin embargo, el peso seco no es una base de calculo adecuada, ya
que no se mantiene constante, lo que es particularmente valido para las hojas,
el órgano de la planta al cual se le mide mas frecuentemente el contenido
hídrico.
7
Manual de Prácticas de Fisiología VegetalTambién se ha utilizado el peso fresco como base de calculo para el contenido
de agua. Valores típicos para caña de azúcar son de alrededor de 55% para
laminas, 80% para vainas, 85% para entrenudos jóvenes y 80% para raíces.
Estas bases para expresar el contenido de agua, sin embargo tiene dos
desventajas:
1. Los errores debidos al cambio de peso seco se mantienen,
2. La amplitud de los cambios en el contenido de agua, especialmente los
grandes, tienden a ser reducidos.
Por lo tanto, el pese fresco es la base que no es mas satisfactoria que el peso
fresco.
El área foliar, aunque no tan popular como el peso seco y el peso fresco, ha
sido también usada como base para expresar el contenido de agua en las
hijas. Pero esta forma de expresión tiene la desventaja de que el área foliar no
se mantiene constante cuando hay grandes cambios en el contenido de agua,
disminuyendo con el decrecimiento de este, lo que puede provocar una
subestación de la disminución del contenido de agua en la hojas.
Hasta el momento la base de calculo mas adecuada para expresar el contenido
de agua de los tejidos de las plantas es el contenido de agua a la turgencia
completa de estos.
Este método consiste simplemente en comparar el contenido de agua de una
muestra inmediatamente después del muestreo con la que tendría después que
la misma haya alcanzado la turgencia completa. Este procedimiento es esualgo
mas trabajoso que las técnicas previamente analizadas, ya que se requieren un
numero de tres determinaciones; el peso fresco de campo, el peso fresco
turgente y el peso seco.
Stocker en 1928 fue el primero en usar esta base para expresar el contenido de
agua. Su método consistió en cortar una hoja completa, o una ramita cuando
trabajaba con confieras, pesarla inmediatamente (peso freso), ponerla en un
poco de agua dentro de un recipiente cerrado y dejarlo 48 horas, pesarla (peso
completamente turgente) y finalmente pasarla después de secarla en estufa
8
Manual de Prácticas de Fisiología Vegetal(peso seco). Estos tres pesos se usan entonces para determinar el déficit
Hídrico por la ecuación
DSH = (peso completamente turgente – peso fresco) x 100(peso completamente turgente – peso seco)
El DSH es así el agua absorbida por la hoja como porciento del contenido de
agua en condiciones de turgencia completa.
Fíjese que en esta expresión el numerador representa la cantidad de agua de
la falta al tejido foliar para estar turgente.
En 1950 Weatherley hizo una importante modificación a las técnicas de Stocker
al usar, discos de las hojas en lugar de las hojas completas que son puestas a
flotar sobre aguador 24 horas a la luz difusa para que obtenga la turgencia
completa. Este procedimiento en más ventajoso ya que usa menos tejidos
foliar, permite la estandarización del procedimiento del muestreo y permite
muestrear la misma hoja en más de una ocasión. La expresión de Weatherley
para el contenido de agua difiere de la de Stocker y fue llamada turgencia
relativa (TR) como se muestra en la ecuación 2.
CRA = (peso fresco –peso seco) x 100(peso completamente turgente – peso seco)
En la década del 60 el termino TR fue sustituido pro el Contenido Relativo del
Agua (CRA).
El Contenido Relativo del Agua (CRA) y el déficit de saturación hídrica (DSH)
se relaciona por la ecuación:
DSH = 100 - CRA
Aunque los métodos de los discos ha sido mas ampliamente evaluado, tanto,
este como el uso de las hojas completas tiene posibles fuentes de errores. Dos
errores les son comunes: 1) la absorción desagua puede continuar aun
después que la turgencia completa se haya obtenido aparentemente y 2) el
peso seco puede cambiar mientras ocurre la absorción del agua.
9
Manual de Prácticas de Fisiología VegetalObjetivo
Determinar el Contenido relativo de agua y el déficit de saturación hídrica en
diferentes especies vegetales.
Materiales
Hojas de diferentes especies vegetales
Papel aluminio
Caja de cartón
Equipo y Reactivos
Balanza Analítica
Perforador de papel
Agua destilada
Horno de Secado
Cajas petri
Procedimiento
1. Debe tomar precauciones para que su muestra uniforma y representativa.
Debe además evitar que ni las hojas ni los discos tengan perdidas
adicionales de agua durante el proceso inicial. Para ello en conveniente
antener las dentro de una bolsa de polietileno cuando no se este usando,
poner los discos en una pequeña la petri, así como manipularlos lo menos
posible y con la mayor celeridad.
2. Utilizando el perforador de aproximadamente de 8 mm de diámetro, obtenga
45 discos de las hojas a las que se desean determinar el CAR y el DSH.
3. Ponga cada conjunto de 15 discos en frascos de pesada limpios, secos y
previamente tratados. Tápelos.
4. Determine el peso de los discos con una precisión de ±0,001 g. anótelo
como peso fresco.
5. Pase cada conjunto de disco a una placa de petri, que contiene agua
destilada y permita que estos floten libremente.
6. Tape las placas y colóquelas en un lugar de pobre iluminación,
preferiblemente con temperatura estable.
10
Manual de Prácticas de Fisiología Vegetal7. Al cabo de 4 horas extraiga los discos, colóquelos sobre dos hojas de
papel de fieltro y con atrás dos piezas de papel presiónelos ligeramente
para eliminar toda el agua superficialmente adherida.
8. Pase los discos en un frasco pesada limpio, seco y tarado y determine su
peso con precisión de ±0,001g. anote ese peso como “peso completamente
turgente”
9. Coloque inmediatamente el frasco de pesada con los discos abiertos en
una estufa de 85 ºC y séquelos hasta peso obtener peso constante.
Cuestionario
1. Calcule el Déficit de Saturación Hídrica
2. Calcule el Contenido relativo de Agua
3. Obtenga el promedio de la tres replicas
4. Compare y discuta los resultados obtenidos para las diferentes especies
analizadas
Bibliografía
Azcon-Bieto , Joaquín, M., Talón. 2000. Fundamentos de Fisiología Vegetal.
Edit. Mac GrawHill Interamericana. España. 522 pp.
Armas-Urquiza, Roberto, E. Ortega Delgado y R. Rodés García. 1988.
Fisiología Vegetal. Editorial Pueblo y Educación. Cuba. 325 pp.
Bidwell, R.G.S. 1979. Fisiología Vegetal. AGT Editor. México. 784pp
11
Manual de Prácticas de Fisiología VegetalPRÀCTICA 3
MEDICION DE LA INTENSIDA DE LA TRANSPIRACIÒN
POR EL METODO GRAVIMENTRICO.
Introducción
La perdida de agua de una planta por sus partes aéreas, en forma de vapor,
se denomina transpiración, la cual debe ser cuticular, lenticelar y estomática.
Esta última es al mas importante ya que presenta el 97% del total del agua
que pierde las plantas, por ello es que al hablar de transpiración en general se
sobreentiende que es anatómica.
La intensidad de la transpiración es la cantidad de agua evaporada de la
superficie foliar en un tiempo determinado y puede determinarse por la
disminución del peso de una planta completa o de sus partes.
La transpiración relativa es la relación entre la intensidad de la transpiración y
la intensidad de evaporación de una superficie acuosa libre similar y en las
mismas condiciones. Este índice caracteriza la capacidad de las plantas para
regular la transpiración.
Objetivo
Determinar la transpiración vegetal bajo condiciones de ciento fuerte y sin
viento.
Materiales
Ramas de difenresntes especies vegetales con 3 a 5 hojas cada una
Cutter
Equipo y Reactivos
Balanza Analítica
Agua destilada
Cajas petri
Ventilador
12
Manual de Prácticas de Fisiología Vegetal
Procedimiento.
Determinación de la intensidad de la transpiración.
1. Corte seis ramas de una planta que tenga 3 a 5 hojas. Nota: En caso de
plantas con hojas muy grande, caña de azúcar, maíz, tabaco, etc. es
posible tomar solo 1 o 2 hojas.
2. Pese cada rama hasta centésima del gramo
3. Ponga tres de los brotes en un lugar con condiciones de aire quieto y las
otras donde haya una corriente de aire fuerte, que puede ser proporcionada
por un ventilador.
4. Al mismo tiempo ponga en las condiciones descritas en 3, sendas cajas de
petri que contenga 20 ml de agua, previamente pesadas.
5. Después de transcurridos 5 minutos, pese los brotes, así como las cajas de
petri.
Cuestionario
1. Calcule al área foliar.
2. calcule la intensidad de la transpiración de acuerdo a la siguiente expresión en las
dos variable utilizadas:
IT =Pi - Pf
x 12A
Donde:
IT= intensidad de la transpiración
Pi=peso inicial del brote (G)
Pf= peso foliar (cm2 )
12 =es el factor para expresar la transpiración en el tiempo de 1 hora.
Nota: en este experimento el tiempo que transcurra entre el corte de la rama y
su pesada inicial, así como el tiempo que transcurra después de su exposición
a las condiciones orientadas y su pesada final debe ser mínimo
Determinación de la transpiración relativa.
3 Mida el diámetro de las placas de petri empleadas en a y calcule sus áreas. Nota:
recuerde que el área de un circulo es:
13
Manual de Prácticas de Fisiología Vegetal
=D2
4Donde “D” es su diámetro.
4 Calcule la intensidad de vapor del agua en esta superficie libre según la expresión;
IT =Pi - Pf
x 12A
Donde:
IE= intensidad de evaporación.
Pi= peso de la placa inicial de la placa de petri (g)
Pf= peso final de la placa de petri (g)
A= area de la superficie libre de agua calculada en B-1 (cm2)
12= es el factor para expresar la transpiración en el tiempo de 1 hora.
5.- Calcule la transpiración relativa dividiendo la intensidad de transpiración entre la
intensidad de evaporación de la superficie libre.
TR =I x TT x E
La traspiración relativa nos expresa la delación entre cantidad de agua
transpirada por una superficie foliar determinada y la cantidad que se evapora
en el mismo tiempo por una superficie similar de agua libre.
6.- Compare los valores de intensidad transpiratoria y transpiración relativa
obtenidas en las condiciones de corriente de aire fuerte y haga sus
conclusiones.
Bibliografía
Azcon-Bieto , Joaquín, M., Talón. 2000. Fundamentos de Fisiología Vegetal.
Edit. Mac GrawHill Interamericana. España. 522 pp.
Armas-Urquiza, Roberto, E. Ortega Delgado y R. Rodés García. 1988.
Fisiología Vegetal. Editorial Pueblo y Educación. Cuba. 325 pp.
Bidwell, R.G.S. 1979. Fisiología Vegetal. AGT Editor. México. 784pp
14
Manual de Prácticas de Fisiología VegetalPRÀCTICA 4
EL ASCENSO DEL AGUA A LAS PLANTAS
Introducción
Desde que se inicia el procesos de germinación de las semillas, se establece
un continuo de agua entre el suelo, el sistema capilar de las plantas (tejido
vascular) y atmósfera. Este continuo es dinámico y sigue un patrón parecido al
de “fuente y demanda” , en donde el suelo es la fuente principal y la atmósfera,
la demanda de agua
El movimiento de agua a través de estos tres sistemas (suelo-planta-
atmósfera), obedece a los planteamientos de la segunda ley de la
termodinámica, la cual establece que el agua siempre se desplazara hacia
debajo de las “colinas”, es decir, de una región en donde tiene una gran
energía potencial a otra región de menor energía potencial, provocando una
disminución de energía potencial. Por tanto, la energía potencial de agua en el
suelo y alrededor de las raíces, es mayor que la energía potencial en las hojas
y en el aire.
Para evitar hablar de energía potencial, los fisiólogos vegetales hacen
referencia al concepto de “potencial de agua” expresado con la letra griega psi
(ψ). De tal manera que ahora el flujo de agua se llevara a cabo hacia debajo de
un gradiente de potencial de agua. Es importante aclarar que un gradiente de
potencial de agua existe siempre y cuando el potencial de agua en un punto es
diferente del potencial de agua de potro punto. El potencial de agua es un
concepto termodinámico relacionado al potencial químico del agua y, a su vez,
este relacionado ala energía libre del agua.
Las diferencias de potencial de agua (ψA) determinan el movimiento del agua
en el sentido: suelo-planta-atmósfera, aunado a las fuerzas de cohesión de las
moléculas de agua, las cuales pueden soportar una fuerza de tensión hasta de
350 barias provocada por la continua evaporación del agua en las hojas y
permiten que las columnas de agua en el sistema vascular no se rompan.
15
Manual de Prácticas de Fisiología VegetalObjetivo
Demostrar que el ascensos de agua en las plantas de puede explicar en la
misma manera que el movimiento de agua en un sistema físico.
Materiales
Manguera capilar de 0.1mm de diámetro
Copa porosa (esta puede ser de barro o parecida a las que se usan en las
peceras).
Regla graduada
Plumón para vidrio
Equipo y Reactivos
Soporte universal
Probeta
Agua destilada
Procedimiento
1. Arme su dispositivo como se indica en la figura 1. Pegue la copa porosa a
la manguera capilar del largo que desee. Compruebe que forma un
continuo, sumergiendo la parte libre de la manguera en agua y succionando
por la copa porosa.
2. Después, coloque la parte libre dentro de la probeta graduada y la parte
libre de la copa porosa sosténgala tan alto como sea posible con las pinzas
del soporte.
3. Llene la probeta con agua, la columna de la manguera y la copa porosa por
succión. Una vez logrado esto, marque el nivel del agua en diferentes
intervalos (por ejemplo, cada dos o tres horas).
4. Si desea, cree condiciones extremas para favorecer el desprendimiento
mas rápido de moléculas de agua de la copa porosa, sea mediante un
ventilador o incrementando la temperatura del lugar.
5. Anote la velocidad con que el agua es absorbida y desprenda. Fije
condiciones extremas con el fije saber si es posible romper la columna de
agua.
16
Manual de Prácticas de Fisiología Vegetal
Figura 1.- Dispositivo para demostrar el ascenso del agua en las plantas
Cuestionario
1. Elabore gráficos con datos que muestren la perdida de agua por la copa
porosa, debido a los diferentes tratamientos que haya establecido.
2. Discuta los resultados obtenidos en estos graficos
17
Manual de Prácticas de Fisiología Vegetal
Bibliografía
Azcon-Bieto , Joaquín, M., Talón. 2000. Fundamentos de Fisiología Vegetal.
Edit. Mac GrawHill Interamericana. España. 522 pp.
Armas-Urquiza, Roberto, E. Ortega Delgado y R. Rodés García. 1988.
Fisiología Vegetal. Editorial Pueblo y Educación. Cuba. 325 pp.
Bidwell, R.G.S. 1979. Fisiología Vegetal. AGT Editor. México. 784
18