1. ZUBILLAGA GUERRERO ROCÍO LIZBETH GRUPO: 504 RABIELA SANCHEZ LAURA DANIELA LUNA JIMENEZ ERICKJUÁREZ ARRIAGA ALEJANDROGERMINACIÓN DE SEMILLAS Y METABOLISMOCOLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL ORIENTE GERMINACIÓN DE SEMILLAS Y METABOLISMO Resumen Hemos puesto a germinar en un frasco varias semillas de chícharos, observando el proceso de germinación desde que las semillas son remojadas en agua, su germinación y crecimiento. Introducción Con el fin de que entendamos de una manera práctica los conceptos de metabolismo, enzimas rutas metabólicas, flujo génico, recombinación genética, mutaciones, fotosíntesis, síntesis de proteínas, etc., hemos procedido a realizar la práctica de germinación de chícharos, con el fin de poder observar de una manera física y palpable todo lo que se ha realizado durante el semestre. Marco teórico Germinación es el proceso en el cual el crecimiento emerge desde un estado de reposo. En la germinación de semillas se da la absorción de agua, lo cual desencadena cambios metabólicos como la respiración, la síntesis de proteínas, la movilización de reservas. También tiene lugar el proceso de división y alargamiento celular del embrión, que rompe las cubiertas seminales cuando emerge la radícula. TEGUMENTO : Cubierta o envoltura de la semilla, que protege y es durable. HILO : Punto de unión con la semilla y el ovario. COTILEDON(ES) : Es donde se almacena la reserva alimenticia (endosperma). PLUMULA : Allí se forman las primeras hojas verdaderas. RADICULA : Es una estructura que sale de la plúmula y se convierte luego en raíz. En el nudo de fijación de los dos cotiledones, divide el eje en dos regiones : HIPOCOTILO : La región de ABAJO, se desarrolla luego en la raíz primaria. EPICOTILO : Región de ARRIBA, parece un pequeño racimo de hojas diminutas. Sobre la base de la diferencia de la cantidad de cotiledones, las angioespermica, se dividen en dos grupos : MONOCOTILEDON : Que solo tiene UN solo cotiledón en su embrión. DICOTILEDON : Que tienen embriones con DOS cotiledones. . Hay tres fases en la germinación de semillas: • Fase de hidratación: la absorción de agua es un paso indispensable para que comience la germinación de semillas. Los tejidos de la semilla absorben el agua y simultáneamente aumenta la actividad respiratoria. • Fase de germinación: es el verdadero proceso de germinación de semillas. Tienen lugar las transformaciones metabólicas necesarias para el desarrollo de la plántula, mientras se da una disminución en la absorción de agua. • Fase de crecimiento: es la fase final de la germinación de semillas, aquí tiene lugar la emergencia de la radícula, mientras aumenta nuevamente la absorción de agua y la actividad respiratoria. La duración de estas fases depende de las propiedades de las semillas (compuestos hidratables que contengan, permeabilidad de las cubiertas al oxígeno y al agua). El medio afecta considerablemente el desarrollo de las fases en la germinación de semillas, dependiendo de la humedad, las características del sustrato, la temperatura, etc. La primera fase (hidratación), se produce tanto en semillas vivas como en semillas muertas, o sea es independiente de la actividad metabólica, pero en las semillas viables, el metabolismo será activado por la hidratación. La segunda fase (germinación), se da un metabolismo activo antes de que la semilla viva germine, o que la semilla muerta se inicie. La tercera fase (crecimiento) tiene lugar sólo en las semillas que germinan, y se produce una actividad metabólica intensa que comprende el comienzo del crecimiento de la plántula y la movilización de las reservas. Los factores ambientales actúan como estimulantes de esta fase. Las dos primeras fases de la germinacion de semillas son reversibles. Cuando la semilla entra en la fase de crecimiento, se da una irreversibilidad fisiológica. Toda semilla que superó la fase de germinación, debe crecer y dar origen a una plántula, de lo contrario morirá. Los procesos metabólicos relacionados con la germinación que han sido más estudiados son la respiración y la movilización de las sustancias de reserva. Respiración. Tres rutas respiratorias, glucólisis, ciclo de las pentosas fosfato y ciclo de Krebs son funcionales en las semillas embebidas. Estas tres rutas producirán una serie de compuestos intermediarios del metabolismo vegetal, así como considerables cantidades de energía y poder reductor. El objetivo principal del proceso respiratorio es la formación de ATP y pirimidín nucleótidos, necesarios para la intensa actividad metabólica que tiene lugar durante la germinación.La semilla seca muestra una escasa actividad respiratoria, aumentando el consumo de O2, después de iniciada la imbibición. A partir de este momento el proceso respiratorio de las semillas puede dividirse en cuatro fases (Figura 17.5): Fase I: Se caracteriza por un rápido incremento en la respiración, que generalmente se produce antes de transcurridas 12h desde el inicio de la imbibición. El aumento en la actividad respiratoria es proporcional al incremento de la hidratación de los tejidos de la semilla. El principal sustrato utilizado en esta fase es, posiblemente, la sacarosa. Fase II: La actividad respiratoria se estabiliza entre las 12 y 24h desde el inicio de la imbibición. Probablemente las cubiertas seminales, que todavía permanecen intactas, limitan la entrada de O2. La eliminación de la testa puede acortar o anular esta fase. Fase III: Se produce un segundo incremento en la actividad respiratoria, que se asocia a la mayor disponibilidad de O2, como consecuencia de la ruptura de la testa producida por la emergencia de la radícula. Otro factor que contribuye a ese aumento es la actividad de las mitocondrias, recientemente sintetizadas en las células del eje embrionario. Fase IV: En esta última fase tiene lugar una acusada disminución de la respiración, que coincide con la desintegración de los cotiledones, después de que han exportado las reservas almacenadas.Movilización de sustancias de reserva.Las semillas contienen cantidades relativamente importantes de reservas alimenticias, que permitirán el crecimiento y el desarrollo de la plántula hasta que ésta sea capaz de alimentarse por sí misma. Estas reservas se encuentran en su mayor parte, formando cuerpos intracelulares que contienen lípidos, proteínas, carbohidratos y compuestos inorgánicos. Según el tipo de compuesto que almacenan, existen grandes diferencias entre las semillas. Así, en los cereales predominan los hidratos de carbono, especialmente almidón, aunque también contienen proteínas y lípidos. En muchas semillas de importancia agrícola (avellana, almendro, ricino, girasol, soja, etc) se almacenan, mayoritariamente, lípidos (triglicéridos) como compuestos de reserva. Además, estas semillas suelen tener un alto contenido en proteínas. Un tercer grupo de semillas, entre las que se encuentran las leguminosas, almacenan proteínas junto con cantidades considerables de almidón, siendo en éstas los lípidos muy escasos. Objetivos Observar las diferentes etapas de la semilla en su desarrollo, de modo que se puedan identificar y probar las diferentes teorías y conceptos vistos durante el curso. Hipótesis Las semillas son la unidad de reproducción sexual de las plantas y tienen la función de multiplicar y perpetuar la especie a la que pertenecen. Además, es uno de los elementos más eficaces para que la especie se disperse, tanto en el tiempo como en el espacio. Para que la semilla cumpla con su objetivo es necesario que el embrión se transforme en una plántula, que sea capaz de valerse por si misma y, finalmente convertirse en una planta adulta. Todo ello comprende una serie de procesos metabólicos y morfogenéticos cuyo resultado final es la germinación de las semillas. Materiales Semillas de chícharos 1 frasco de boca ancha Algodón o servilletas o papel húmedos Desarrollo Remojar las semillas en un recipiente con agua de 12-24 horas En un frasco de boca ancha colocar algodón, servilletas o papel humedecido Colocar sobre el papel húmedo las semillas y cubrirlas con una capa de papel húmedo Colocar el frasco en un lugar iluminado y ventilado Cuestionario Describir las semillas. Germinamos cerca de 120 semillas, del total de las semillas del equipo, 4 semillas son de color verde y lisas, las demás son color beige claro, lisas, sólo cerca de 20 son rugosas y todas con forma semiredonda, duras y cáscara frágil ¿Qué es la germinación? Es el proceso en el cual el crecimiento emerge desde un estado de reposo. Es un mecanismo de la reproducción sexual de las plantas. ¿Para qué remojar las semillas durante 12-24 horas? El remojo acelera la germinación y permite que un número mayor de semillas germinen, también es para no estropear las semillas, ya sea que se pudran o queden secas. La mayoría de las semillas entran en un periodo de latencia (inactividad metabólica) después de su completa maduración. En este periodo la semilla pierde la mayor parte de la humedad que tenía, y es precisamente esta sequedad el factor principal que garantiza la viabilidad de la semilla y su habilidad para romper la inactividad, crecer y convertirse en una nueva planta. Para lograr la germinación la semilla necesita primordialmente de agua y dependiendo de la variedad de planta que se trate, puede requerir mayor atención en cuanto a temperatura y condiciones de luz. ¿Para qué colocar las semillas sobre algodón o papel húmedo? Porque para que se produzca la germinación es necesario un estado de humedad. Cuando las semillas se deshidratan absorben agua de la humedad del suelo. También es para que la radícula se introduzca en el algodón permitiendo la formación de las raíces y el sostén del tallo. ¿Qué relación hay entre la germinación y la temática del curso? Tiene relación con todos los temas del curso, para empezar la semilla es heterótrofa hasta que entra en contacto con el agua; hasta la formación de la plántula la planta se reproduce por mitosis, en la planta las células que se dividen activamente por mitosis se ubican en los meristemas, durante la mitosis se produce tanto la síntesis de proteínas como la replicación de ADN. Ya una vez que sale el tallo, y con él las hojas, la planta comienza a realizar la fotosíntesis convirtiéndose así en un organismo fotoautótrofo. Observar y anotar en qué tiempo comenzaron a germinar, cuántas germinaron, qué cambios mostraron las semillas después de remojar y durante la germinación. Después de remojar las semillas, éstas se hincharon y la cáscara se rompió. En los recipientes había cerca de 100 semillas de las cuales para el día domingo sólo 22 seguían sin germinar. Para el día lunes ya todas tienen radícula, y algunas ya comienzan a desarrollar su raíz y parte de la plántula. Para el martes ya la mayoría tiene plántula y las cambiamos a vasos con tierra. Para el jueves las raíces ya han crecido debajo de la tierra y en la mayor parte de las semillas el tallo comienza a desarrollarse junto con algunas escasas hojas. ESQUEMA DE LA PLANTA Conclusión Para que el proceso de germinación, es decir, la recuperación de la actividad biológica por parte de la semilla, tenga lugar, es necesario que se den una serie de condiciones ambientales favorables como son: un sustrato húmedo, suficiente disponibilidad de oxígeno que permita la respiración aerobia y, una temperatura adecuada para los distintos procesos metabólicos y para el desarrollo de la plántula. La absorción de agua por la semilla desencadena una secuencia de cambios metabólicos, que incluyen la respiración, la síntesis proteica y la movilización de reservas BIBLIOGRAFIA www.hiperbotanica.net/tema6/image6/porotger.jpg http://www.botanical-online.com/germinacion.htm http://www.euita.upv.es/varios/biologia/Temas/tema_17.htm#Metabolismo%20de%20la%20Germinaci%C3%B3n. http://www.jardineriadigital.com/huerto/germinacion-de-semillas.php http://www.monografias.com/trabajos/lasemilla/lasemilla.shtml