UNIVERSIDAD DE
CALDAS
FACULTAD DE
CIENCIAS AGROPECUARIAS
DEPARTAMENTO
PRODUCCIÓN AGROPECUARIA
Profesor:
Carolina Zamorano Montañez I.A. PhD Malherbología
carolina.zamorano@ucaldas.edu.co
carolina.zamorano@ucaldas.edu.co
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Justificación:
Conocer el funcionamiento de las plantas y la forma en que estas
responden a distintos factores externos, principalmente de tipo climático y
edafológico, es fundamental para comprender y orientar el proceso de producción
de cosechas.
Por esta razón el estudio de la fisiología de las plantas resulta
fundamental para el profesional de la agronomía, no sólo por la disciplina en
sí misma, sino también por sus relaciones con otras disciplinas del campo
agronómico.
Conocer el funcionamiento de las plantas y la forma en que estas
responden a distintos factores externos, principalmente de tipo climático y
edafológico, es fundamental para comprender y orientar el proceso de producción
de cosechas.
Por esta razón el estudio de la fisiología de las plantas resulta
fundamental para el profesional de la agronomía, no sólo por la disciplina en
sí misma, sino también por sus relaciones con otras disciplinas del campo
agronómico.
Objetivos:
1.
General:
Brindar los fundamentos teóricos básicos del estudio de la fisiología de
las plantas y sus relaciones con la práctica de la Agronomía.
-
Específicos:
Estudiar los procesos vitales que tienen lugar
durante el ciclo de vida de las plantas, especialmente de especies habituadas a
las zonas tropicales.
- Conocer la respuesta de las plantas a distintos factores y
elementos climáticos y el efecto que estos tienen en la dinámica de los procesos
vitales.
Contribuir a la formación de los estudiantes, especialmente en lo
relacionado con la aplicación del método científico para conocer respuestas de
las plantas a distintos factores externos.
Competencias:
1
Genéricas
- · Consulta e interpreta adecuadamente información técnica y científica sobre la fisiología de las plantas para incorporarla a su acervo académico.
- · Utiliza y comprende la terminología científica básica propia de la fisiología vegetal.
- · Conoce y utiliza los componentes básicos de la estructura de un artículo científico.
2
Específicas
- · Explica adecuadamente los principales procesos del funcionamiento de las plantas.
- · Explica apropiadamente el efecto de los elementos del clima sobre los procesos vitales de las plantas.
- · Realiza adecuadamente mediciones relacionados con el crecimiento y desarrollo de las plantas.
Contenido
Capítulo 1. Crecimiento y desarrollo de las plantas
Conceptos básicos.
Dinámica del crecimiento. La curva sigmoidal de crecimiento. Fases y etapas del
crecimiento. Modelos de crecimiento. Análisis matemático del crecimiento.
Utilidad de la fase exponencial de crecimiento. Crecimiento alométrico.
Alometría
Capítulo 2. Control genético del crecimiento y desarrollo
El ADN y su estructura
básica. Los genes y la ley de la segregación. La diferenciación celular. Causas
y consecuencias. Demostración experimental de la diferenciación celular. El
fenómeno de la totipotencia. Demostración experimental de la totipotencia.
Utilización de la totipotencia en la agricultura. Mecanismos de control
genético. Control de la expresión genética.
Capítulo 3. Control ambiental del crecimiento y desarrollo
Interacción base
genética*ambiente. Elementos edafoclimáticos que afectan las plantas. Modelos
de respuestas de las plantas a factores externos. Principios y leyes que rigen
las respuestas de las plantas a factores externos. Respuestas a la luz.
Respuesta fotosintética general. Plantas de luz y de sombra. El fitocromo. El
fitocromo y la germinación de semillas. El fotoperiodismo. Efectos de la
temperatura. Efectos del agua. Potencial hídrico. Suministro de agua y
acumulación de materia seca. Efectos del bióxido de carbono. Efectos de los
nutrientes minerales. Control ontogénico.
Capítulo 4. Control hormonal del crecimiento y desarrollo
Conceptos básicos.
Coordinación de la acción hormonal. Mutantes hormonales. Las auxinas. La prueba
de la curvatura del coleóptilo de avena. Síntesis de la auxina. Formas de la
auxina. Transporte de la auxina. Efectos de las auxinas. Dominancia apical.
Fototropismo y geotropismo. Mecanismo de acción de la auxina. Las giberelinas.
Descubrimiento. Síntesis y formas de las giberelinas. Efectos de las
giberelinas. Papel de las giberelinas durante la germinación de semillas.
Mecanismo de acción de las giberelinas. Las citocininas. Descubrimiento.
Síntesis y formas de las citocininas. Efectos de las citocininas. La
senescencia. Mecanismo de acción de las citocininas. El ácido Abscísico.
Descubrimiento. Síntesis y formas del ácido abscísico. Efectos del ácido
abscísico. Mecanismo de acción del ácido abscísico. El etileno. Descubrimiento.
Síntesis del etileno. Efectos del etileno. La maduración de los frutos.
Mecanismo de acción del etileno. Los brasinoestereoides. Descubrimiento.
Efectos fisiológicos. Los jasmonatos. Descubrimiento. Efectos fisiológicos.
Capítulo 5. Relaciones agua-planta
Características físico
químicas del agua y su importancia para la célula. Relaciones hídricas en la
célula. Potencial hídrico. Potencial osmótico. Potencial de presión. Potencial
mátrico. Potencial gravitacional.
Determinación del
potencial osmótico. Tipos de soluciones y su relación con la célula. Método de
volumen de tejido. Método del punto de congelación. La cámara de Scholander.
Absorción y movimiento del agua en la planta. Movimientos simplástico y
apoplástico. Factores que afectan la absorción. La disponibilidad de agua. La
temperatura del suelo. La aireación del suelo. La concentración de la solución
del suelo. El crecimiento de la raíz. Ascenso del agua en la planta. La
capilaridad. La teoría de la cohesión. El flujo de agua en la planta. La fuerza
transpiratoria. El continuo suelo-planta-atmósfera. La pérdida de agua en las
plantas. La transpiración. Transpiración estomática. Mecanismo de apertura de
los estomas. Factores que afectan la apertura estomática. La luz. El agua. El
bióxido de carbono. ¿Por qué la transpiración? Transporte de minerales.
Hidratación de tejidos. Intercambio de energía. Factores que afectan la
transpiración. Regulación de la transpiración. Medición de la transpiración.
Balance de agua en la planta. Evapotranspiración. La falta de agua para las
plantas. ¿Cómo se desarrolla el estrés hídrico? Efectos de la falta de agua.
Resistencia y tolerancia al estrés de agua. Mecanismos de adaptación a la falta
de agua. El exceso de agua para las plantas. Efectos del exceso de agua.
Capítulo 6. Nutrición mineral de las plantas
Objetivos del estudio
de la nutrición. Técnicas para el estudio de la nutrición mineral. Composición
mineral de las plantas. Funciones de los elementos minerales. Nitrógeno.
Fósforo. Potasio. Calcio. Magnesio. Azufre. Hierro. Manganeso. Cloro. Zinc.
Boro. Cobre. Molibdeno. Níquel. Valoración del estado nutrimental de los
cultivos. Absorción y transporte de los nutrientes. Movimientos en el apoplasto
y en el simplasto. La membrana celular: estructura y función. Movimiento a
través de membranas. Potencial electroquímico. Potencial de membrana. El
transporte activo y características. Cinética de la absorción de iones.
Compartimentos para la absorción de iones. Evidencias del transporte activo.
Criterios de transporte activo. Mecanismos de transporte activo. Portadores y
canales. Equilibrio de Donnan. Transporte de asimilados. Modelo de flujo por
presión. Corriente citoplasmática. Control de la absorción de iones. Absorción
foliar de nutrientes.
Capítulo 7. Fotosíntesis
Conceptos básicos.
Aspectos históricos. Terminología relacionada con la fotosíntesis. El proceso
fotosintético. Componente fotoquímica. Componente difusiva. Componente
biosintética. La componente fotoquímica de la fotosíntesis. La unidad
fotosintética. Los pigmentos fotosintéticos. Absorción de luz. Espectros de
absorción y acción de la luz. Las reacciones fotoquímicas. La componente
difusiva. la resistencia laminar. La resistencia estomática. La resistencia
mesofílica. La componente biosintética. Fotosíntesis en plantas C3. Balance de
energía. Fotosíntesis en plantas C4. Fotosíntesis en plantas CAM. Fotosíntesis
en plantas intermedias C3-C4. Factores que afectan la fotosíntesis. Regulación
interna de la fotosíntesis. Las enzimas fotosintéticas. Edad de la hoja.
Ontogenia del cultivo. Hidratación de la hoja. Ángulo foliar. Relaciones
fuente-receptáculo. Regulación ambiental de la fotosíntesis. Efectos de la luz.
Efectos de la concentración de CO2. Efectos de la temperatura.
Capítulo 8. Fotosíntesis y productividad.
Introducción. El
índice de área foliar. Interceptación de luz y fotosíntesis. El coeficiente de
extinción. Ángulo foliar y atenuación de la luz. Productividad en condiciones
de campo. Distribución de fotosintatos. Índice de cosecha. Componentes del
rendimiento.
Capítulo 9. Actividad respiratoria de las plantas
Introducción. Las vías respiratorias. Glucólisis. Ciclo de los ácidos
tricarboxílicos. Vía de la pentosa fosfato. La vía respiratoria alterna y
funciones. Localización de las vías. El sistema de transporte de electrones.
Componentes de la respiración. Respiración de crecimiento. Respiración de
mantenimiento. Cuantificación de las respiraciones de crecimiento y de
mantenimiento. Factores que afectan la respiración. Factores de la planta. El
substrato respiratorio. Edad y tipo de tejido. Factores externos que afectan la
respiración. Temperatura. Suministro de oxígeno. Concentración de CO2.
Presencia de sales. Daños mecánicos y heridas. Respiración y maduración de
frutos. La fotorrespiración. Medición de la fotorrespiración. Respiración vs
fotosíntesis.
Metodología
Los contenidos
referidos anteriormente, se desarrollarán de manera teórica con apoyo de
proyecciones según las necesidades en cada tema y con base en las siguientes
actividades:
- · Exposiciones orales del profesor.
- · Lecturas dirigidas obligatorias y complementarias para cada tema.
- · Realización de talleres extraclase.
- · Realización de un experimento durante el desarrollo del curso.
- · Presentación de un informe escrito en el formato artículo científico sobre los resultados del experimento.
- · Realización de una presentación de los resultados del experimento.
Criterios de
evaluación
- · Cuatro (5) exámenes parciales, cada uno con un valor de 14%, para un total de 70%.
- · Artículo científico resultado de la realización del experimento, 15%, para un total de 80%.
- · Presentación oral de los resultados del experimento, 15%, para un total de 100%.
Referencias
bibliográficas
-
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M. 2005. Fisiología vegetal. Libro.
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NUÑEZ, A.; PEREZ, R.; 2008. Fisiología del estrés ambiental en plantas.
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y citocininas. Cap XV. Fisiología vegetal. Ediciones Universidad La Serena,
Chile. 28p.
-
LARCHER, W. Physiological plant ecology.
2a ed. Springer Verlag. 1980. ISBN 3-540-09795-3
- LEOPOLD, C.; KRIEDMAN, P. Plant
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- ROJAS, G.
MANUEL. Fisiología Vegetal Aplicada. 4a ed. Interamericana. 1993. ISBN
968-25-1983-7
SALISBURY, F.; ROSS, C. 1994. Fisiología vegetal. Grupo
editorial Iberoamérica
Enlaces
