1 PRÁCTICA # 1 EL ESTUDIO DE LA CÉLULA VEGETAL INTRODUCCIÓN La célula es la unidad fundamental de la vida; todos los organismos vivos están constituidos por células, las cuales contienen núcleos ya sea delimitados por membranas o sin ellas. La vida no existe en unidades más pequeñas que las células. Las células se originan solamente de la división de células preexistentes. Estas tres afirmaciones sono conocidas como la TEORÍA CELULAR. Los organismos cenocíticos como ciertas algas, hongos, y mohos no tienen sus organelos (mitocondria, núcleo, etc.) separados por membranas. Las células eucarióticas contienen organelos separados por membranas y bien definidos como los cloroplastos, mitocondria, núcleo, vacuolas, etc. en el caso de las células vegetales. En los organismos pluricelulares las células están organizadas en tejidos y órganos; diferentes células de organismos multicelulares a menudo llevan a cabo diferentes funciones y forman diversas estructuras. Los tejidos vegetales típicos incluyen, por ejemplo, a la epidermis, corteza, tejidos vasculares, etc. Los principales órganos de las plantas vasculares son: raíces, tallos y hojas, los cuales se pueden modificar para formar otras estructuras como las flores. Las células vegetales varían en forma, tamaño y tipo de contenido; sin embargo, siempre son las unidades estructurales y dinámicas básicas de los vegetales, por lo tanto es necesario conocer los detalles de su estructura y funcionamiento para entender cómo viven, crecen y se reproducen las plantas. La MITOSIS es un mecanismo por el cual la célula distribuye, en cantidades equivalentes, los diversos componentes que han sido duplicados durante la fase del ciclo llamada Interfase. Las fases del ciclo celular son: Profase.- Los cromosomas aparecen como hilos delgados que se condensan mediante dobleces y rollos. Cada cromosoma contiene dos cromátidas las cuales serán las futuros cromosomas hijos. centrómero. etapa. Cada cromátida muestra el El nucleolo tiende a desintegrarse y desaparece al final de esta 2 Metafase.- Al principio de esta fase la envoltura nuclear se desintegra y ocasiona una mezcla de nucleoplasma con el citoplasma de la célula. Los cromosomas se adhieren a los microtúbulos del eje celular y se orientan hacia la parte ecuatorial de la célula. Anafase-. Los cromosomas hijos, guiados por el centrómero, se mueven hacia los polos. Las fibras del eje celular se encogen a la tercera o quinta parte de su longitud original. Telefase.- Los cromosomas se desenrollan una vez más; se vuelve a formar la envoltura nuclear a partir del retículo endoplásmico; y reaparece el nucleolo. Citocinesis.- Es el proceso de separación del citoplasma para la formación de una nueva célula. Los organismos multicelulares se desarrollan mediante la división de una célula diploide inicial, el cigoto, el cual es un producto de la unión de gametos haploides (i.e., fertilización). La MEIOSIS es un tipo especial de división celular presente en la células germinales de los organismos que se reproducen sexualmente. Consiste en una simple duplicación de los cromosomas, seguida de dos divisiones consecutivas, resultando en cuatro células haploides. Cada célula tiene un ciclo de vida que se compone de un período en donde no hay división (llamado interfase), y un período de división (generalmente, mitosis). El período de interfase tiene, a su vez, una fase de síntesis, S, en la cual se duplica el DNA. Esta fase S está precedida y seguida de las fases G1 y G2 (fases gap, de pausa o de intervalo) respectivamente. Por ejemplo, en una célula que se divide cada 24 horas, el intervalo G2 dura 4 horas y el tiempo que dura la fase S es de sólo 8 horas. En G2 las células contienen 4n veces la cantidad de material de DNA que en el inicio del ciclo celular. La causa del inicio de la síntesis del DNA no está aún bien conocida. Una substancia disparadora, probablemente una proteína producida durante el período G1 determina el comienzo de la fase S. 3 PROPIEDADES DE LAS SUSPENSIONES COLOIDALES Movimiento Browniano Este tipo de movimiento de las moléculas coloidales consiste en la aparición de puntos brillantes de luz que parecen moverse de una manera dispersa y aleatoria, contornean el camino de la partícula coloidal en suspensión. El movimiento aleatorio es ocasionado por el bombardeo heterogéneo de las partículas por las moléculas del medio de suspensión. Las partículas coloidales son lo suficientemente pequeñas para ser movidas por las moléculas en dirección de la menor resistencia, una dirección que se encuentra en cambio frecuente. Este movimiento aleatorio se llama Movimiento Browniano en honor al botánico Brown, su descubridor. El movimiento Browninano no se puede observar en una solución verdadera, de ahí que esta característica proporcione una manera de distinguir las soluciones coloidales de las soluciones verdaderas. La visualización de este efecto involucra a la iluminación de campo obscuro, la cual se logra mediante el uso de un condensador que enfoca haces de luz convergentes que golpean la platina a un ángulo demasiado oblícuo para entrar al objetivo. Debido al hecho de que no entra la luz al objetivo, un portaobjetos limpio aparecerá como completamente negro. Sin embargo, si se permite a los rayos de luz convergentes pasar a través de la suspensión coloidal, las pequeñas partículas de luz desviarán algo de la luz que cae sobre ellas. Parte de la luz desviada entra al objetivo, permitiendo así la detección de las partículas coloidales como puntos brillantes de luz en un fondo obscuro. Tyndall, la precipitación. capacidad Otras propiedades de los coloides son: de filtración, adsorción, el efecto propiedades eléctricas y 4 OBJETIVOS Identificar los componentes de la célula vegetal. Observar el movimiento citoplasmático e identificar algunos de los tipos de inclusiones cristalinas más comúnes en las células vegetales. MATERIALES 6 portaobjetos y cubreobjetos Vidrio de reloj 1 bisturí 1 aguja de disección 1 navaja de afeitar nueva (proporcionada por el alumno) 1 microtomo (de preferencia). 1 piseta con agua destilada. 3 frascos goteros. Papel seda. EQUIPO 1 microscopio óptico y aceite de inmersión REACTIVOS Solución rojo neutro 0.5% Solución de lugol al 1% Solución Sudán III ó IV Tinta china (proporcionada por el alumno) (opcional) MATERIAL VEGETAL (proporcionado por el alumno) 1 cebolla. 1 zanahoria. 1 jitomate. 1 hoja de nochebuena, hortencia o cualquiera que tenga látex con un pedacito de tallo o pedicelo de la hoja. 1 flor entera de begonia o cualquier otra flor de colores (que no sea blanca). 1 pedacito de tallo con nudo y entrenudo de cualquier planta. 1 hoja de elodea. MÉTODO En un portaobjeto con una gota de agua coloque un trozo de la epidermis superior del catáfilo de un bulbo de cebolla (membrana delgada de la cebolla). Este tejido se desprende fácilmente de la superficie cóncava del catáfilo usando pinzas; evite que el tejido se enrolle. Colóque el cubreobjeto y examine al microscopio, primero con menor aumento y luego con el mayor. 5 Haga otra preparación de epdiermis de cebolla y agréguele una gota de rojo neutro al 0.5%. A otra preparación de epidermis de cebolla agréguele una gota de lugol diluido. Colóque en el portaobjeto una gota de savia de hoja de nochebuena (euforbia) y observe el movimiento llamado Browniano. RESULTADOS 1. Dibuje varias células epidérmicas de cebolla. Identifique la pared celular, el citoplasma y el núcleo. Busque también cristales de oxalato de calcio. 2. Haga un diagrama de varias células de zanahoria, jitomate y un pétalo de una flor en donde se muestren los diferentes estratos que las separan. Indique dónde se ubican: la lámina media y la pared celular primaria. Observe e indique también la presencia o ausencia de cristales de oxalato de calcio. Defina y dibuje los siguientes tipos de cristales de oxalato de calcio: Cristal Ubicación Agujas (forma poliédrica simple de oxalato de (concreción de sodio) Cistolito carbonato de calcio) Drusas oxalato (cristalitos de de calcio redondeados en conjunto) Dibujo 6 3. Compare el movimiento Browniano de las partículas de tinta china y savia de hoja de nochebuena o cualquier planta con látex. ¿Hay relación entre el tamaño de las partículas y su velocidad? (OPCIONAL) 4. ¿Qué son los cloroplastos y dónde se ubican?, Dibuje cómo se presentan en las células. 5. Señale dónde actúan los siguientes reactivos y la razón de usarlos: REACTIVO TINCIÓN IDENTIFICACIÓN Rojo Neutro Lugol Sudán III ó IV BIBLIOGRAFÍA Conn, H.J. 1977. Conn’s Biological Stains. 9th ed. Waverly Press Inc. Baltimore, U.S.A. 692pp. Devlin, R.M., Witham, F.H. 1983. Plant Physiology. 4th ed. Willard Grant Press, Boston. U.S.A. pp500-502. Fernández, G., y Johnston, M. 1986. Fisiología Vegetal Experimental. 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