ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EXACTAS

CARRERA DE INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA

LABORATORIO DE BIOLOGIA VEGETAL I

Laboratorio Nº1

TEMA

¨ANATOMÍA Y MORFOLOGÍA DE LA SEMILLA¨

PROFESOR:

ING.GRACE TATIANA PAEZ

INTEGRANTES:

Sasha Sigüenza

Camila Velandia

NRC: 1291

PERÍODO LECTIVO

Marzo - AGOSTO 2015

Informe de Laboratorio No. 1 Semilla

Tema: Anatomía y morfología de la semilla

Introducción:

La semilla es una unidad reproductiva compleja, característica de las plantas vasculares

(«I. LAS SEMILLAS», s. f.), las semillas constituyen el producto que se genera por la doble

fecundación de las flores, en las plantas superiores tales como las angiospermas y las

gimnospermas, generando células 2n (embrión), y 3n (endospermo).(Rueda, 2014)

La semilla o unidad reproductora es un ovulo maduro fertilizado, está constituida por los

tegumentos que son unas envolturas que tienen la función de proteger a la semilla ante los

diversos factores, los cuales pueden afectar su composición física, además en estas cubiertas se

hallan dos estructuras una es la externa o testa y la interna o tagmen, en donde la unión de las dos

constituirán el episperma. A más de los tegumentos, la semilla consta de reservas alimenticias o

denominado endospermo el cual nutre al embrión por medio de los cotiledones sean estos uno o

dos dependiendo de la planta, por otra parte es importante el saber que la distribución de esta red

de vasos conductores de nutrientes es totalmente distinta en las plastas monocotiledónea y

dicotiledóneas.

En la semilla el embrión constituye una planta en miniatura conformada por tres

secciones las cuales son el hipocótilo, el epicótilo, el nudo y eje embrionario. (Rueda, 2014)

La semilla hace referencia al proceso de germinación, y para que la semilla germine es necesario

que las condiciones ambientales sean las correctas a más de la intrínsecas que son las

condiciones propias de la planta, una vez que estas condiciones sean las correctas la semilla pasa

de un estado de latencia a una vida activa.

Muchas semillas para asegurar la germinación presentan diferentes formas para

dispersarse y asíencontrarun sitio óptimo para emerger.

En la actualidad la biotecnología se ha enfocado en la composición de la semilla, con el

objetivo de crear nuevas unidades que desarrollen mecanismos de resistencia a plagas, sequias

entre otros aspectos.

Objetivos:

Tomar muestras vegetales respetando normas de bioseguridad.

Identificar y clasificar morfológicamente los elementos estructurales de una semilla

monocotiledónea y una semilla dicotiledónea.

Identificar las fases de germinación de una semilla monocotiledónea y dicotiledónea.

Discutir sobre la función de colorantes utilizados en la tinción de tejidos vegetales de la

semilla en base a bibliografía científica.

Seleccionar con criterio científico, protocolos para tinción de tejidos.

Emplear correctamente colorantes, reactivos y materiales para fijación y tinción de

tejidos vegetales, respetando normas de bioseguridad y el medio ambiente.

Manipular correctamente un microscopio óptico de campo claro, respetando normas de

uso.

Manejar correctamente un cuaderno de laboratorio

Identificar morfológicamente y anatómicamente las partes estructurales de la semilla.

Redactar un informe con correcto uso de método científico en base a la práctica de

laboratorio.

Muestras: (material dotado por el estudiante)

Material vegetal: Frascos con semillas germinadas de maíz y fréjol; semillas de: fréjol tierno y

maduro, higuerilla, quinua, maíz, avena, trigo entre otras (mínimo 10); vainas de arveja, fréjol y

haba.

Equipos:

Estéreos microscopios y microscopios

Materiales de protección personal:

Mandil, guantes, mascarillas, gorra o malla para estudiantes de cabello largo.

Reactivos:

Lugo, safranina, azul de metileno.

Materiales e insumos: Placas portaobjetos, cubre objetos, pipetas desechables, mecheros de

alcohol, papel especial para limpieza de microscopios, papel toalla, pinzas, aguja de disección,

hojas de bisturí, mangos de bisturí, lugol, agua.

Organismos: Ninguno

Resultados primarios:

Identificación morfológica y anatómica de una semilla monocotiledónea

Identificación morfológica y anatómica de una semilla dicotiledónea

Identificación de las fases de germinación de las semillas considerando factores bióticos

y abióticos.

Cálculos matemáticos y estadísticos: Ninguno

Reporte de resultados:

1. Semilla de Phaseolusvulgaris (fréjol).

a) Examine, dibuje y rotule las siguientes estructuras de la cubierta de la semilla: testa, hilo,

micrópilo, rafe.

Figura 1. Estructuras de la cubierta de la semilla de frejol Realizado por: Joselyn Castro

Autoría: Camila Velandia

MICROPILO

TESTA

RAFE HILO

b) Desprenda la envoltura de la semilla y separe los dos cotiledones carnosos. Dibuje y

rotule las siguientes estructuras del embrión: plúmula, hipocótilo, radícula, cotiledones,

nudo embrionario y eje embrionario.

Figura 2. Estructuras del embrión de frejol Realizado por:Alexis Campaña

Autoría:Alejandra Muñoz

c) Raspe la superficie interna de los cotiledones en esta semilla y agregue una gota de lugol.

Observe al microscopio e indique cual sería la función de los cotiledones en esta semilla.

Función:

Los cotiledones constituyen la red de vasos de conducción alimenticia, proporcionado

nutrientes al embrión. En el caso particular del frejol los cotiledones permite que emerge

la plúmula y la radícula que posteriormente formara la raíz principal.

PLUMULA

EJE EMBRIONARIO

HIPOCOTILO

RADICULA NUDO EMBRIONARIO

COTILEDON

Figura 3. Identificación de red de vasos del frejol con safranina (100x) Realizado por : Víctor Criollo

Autoría:Alejandra Muñoz

Figura 4. Identificación amiloplastos del frejol con lugol (40x) Realizado por:Anita Chanchay

Autoría:Camila Velandia

COTILEDONES

COTILEDONES

AMILOPLASTOS

Figura 5. Identificación de red de vasos y amiloplastos del frejol con agua (40x) Realizado por:Renato Centeno

Autoría:Camila Velandia

2. Semilla de Ricinus communis (higuerilla).

a) Observe esta semilla con detención y trate deidentificar todas sus partes de la misma manera

que lo hizo con la semilla del fréjol.

Semilla de frejol externa

Tegumento

AMILOPLASTOS COTILEDONES

Semilla de higuerilla interna

Pedúnculo

Semilla de frejol interna

Endospermo proteico

Semilla de higuerilla interna

Endospermo oleico

Figuras 6. Características de las semillas externas e internas de frejol e higuerilla.

Muestras realizadas por: Janeth Fernández

Autoría: Camila Velandia

3. Cariópside de Zea mays (maíz).

Dibuje un corte longitudinal de un grano de maíz y rotule las siguientes partes: escutelo,

plúmula, coleóptilo, radícula y coleorriza.

Figura 7. Identificación de las partes del grano de maíz

4. Adaptación a la testa (semillas varias)

Observar varias semillas e identificar que adaptación a la testa presentan, y usando una regla

determine el tamaño promedio de cada semilla (al menos 10 especies diferentes)

Plúmula

Escutelo

Radícula

Coleorriza

Coleóptilo

Semilla Longitud Adaptación

de testa

Contenido del

endospermo

Numero de

cotiledones N. Científico

1. Maíz 1,8 cm Liso Amiláceo 1 Zea mays

2. Frejol 2 cm Liso Proteico 2 Phaseolusvulgaris

3. Higuerilla 1,1 cm Liso Proteico 2 Rianuscomunis

4. Chocho 1 cm Liso Proteico 2 Lupinus bogotensis Benth

5. Lenteja 0.6 cm Liso Proteico 2 Lens culinaris

6. Zambo 1.5 cm Liso Amiláceo 2 Cucurbitaficifolia

7. Haba 3 cm Liso Proteico 2 Vicia faba

8. Garbanzo 1.3 cm Rugosa Proteico 1 Cicer arietinum

9. Achojcha 1.3 cm Arilo Proteico 1 Cyclanthera

pedata

10. Arveja 1 cm Liso Proteico 2 Pisumsativum L.

11. Culantro 0.2 cm Fifrosa 1 Eryngium foetidum

12. Ajonjolí 0.2 cm Liso Oleico 1 Sesamum

indicum

13. Anís 0.5 cm Liso 1 Pimpinella

anisum Tabla 1. Identificación de semillas

Realizado por : Sasha Sigüenza, Camila Velandia

Discusión:

La semilla presenta diferentes formas y tamaños, generalmente son planas o

tridimensionales todo depende del óvulo y del fruto. (ESPÍNDOLA, 2004)Cuando hablamos de

semillas monocotiledóneas y dicotiledóneas claramente podemos diferenciar la una de la otra, si

hacemos un corte longitudinal de las dos semillas podremos observar que la una tendrá un

cotiledón y la otra tendrá 2 cotiledones, pero solo un embrión.

El embrión en las dicotiledóneas acumulan sustancias de reserva en sus cotiledones, es

por eso que se dice que son más desarrolladas (EL EMBRIÓN, 2015). El cotiledón en las

semillas monocotiledóneas se encuentra rodeado de una sustancia harinosa llamada endosperma,

que indica que las semillas son endospermadas o albuminadas. Cuando se observa el embrión se

puede ver un pequeño cotiledón, pero este no almacena sustancias de reserva como en las

dicotiledóneas. Producen enzimas que solubilizan las sustancias de reserva y puedan ser

aprovechadas por el embrión.(EL EMBRIÓN, 2015)

Si comparamos dos semillas dicotiledóneas cortadas longitudinalmente como el fréjol y

la semilla de Higuerilla podremos observar que tienen mismas características, pero diferente

contenido en el endosperma, ya que el frejol es rico en proteínas y la semilla de Higuerilla es rica

en óleo.

Ahora si hablamos del proceso de germinación de las semillas, las monocotiledóneas

como el maíz, el cotiledón siempre permanece bajo tierra y la coleorriza se desgarra permitiendo

que la radícula salga(VIRGINIA DE FRANCESCO, 2000), en cambio en la dicotiledóneas la

semilla se dirige hacia la superficie, pero los cotiledones siguen en el suelo, es ahí cuando

forman la asa germinativa que es una estructura curva permitiendo que los cotiledones se

separen del suelo. (VIRGINIA DE FRANCESCO, 2000)

Cuestionario:

1. Definina las siguiestes estructuras :

a. Hilo:

Cicatriz que queda en la semilla cuando esta se desprende del funículo.

Constituye en su centro una cicatriz de tejido vascular además de presentar varias

formas y tamaños. (D, 2004)

b. Micrópilo:

Perforación a manera de canal que permite la comunicación de la semilla con el

medio que le rodea, se forma por la penetración del tubo polínico durante la doble

fecundación del ovulo.

c. Rafe:

Zona donde el funículo esta parcial o totalmente fusionado al óvulo y se encuentra

en todas las semillas a excepción de las ortótropas.(D, 2004)

d. Epicótilo:

Ápice opuesto al hipocótilo constituido de células meristemático además de que

se encuentra protegido por la plúmula.

e. Hipocótilo:

Ápice embrionario formado por tejido meristemático que al proliferar forma la

primera raíz. (Rueda, 2014)

f. Testa:

Cubierta seminal externa, procede del desarrollo de los tegumentos exteriores del

óvulo y está siempre presente, además es diploide y de origen materno. (D, 2004)

g. Plúmula:

Es una yema, localizada al lado apuesto de la rádula(«Las semillas», s. f.),

presente en el embrión son unas hojas rudimentarias que posteriormente pasaran a

hacer las primeras hojas fotosintéticas.

h. Cotiledón:

Es la red de vasos de conducción de nutrientes.

i. Radícula:

Es la parte del embrión que emerge primero y dará origen al sistema

radicular(«Las semillas: partes que la componen, longevidad y almacenamiento. |

ECOagricultor», s. f.), también conocida como la primera raiz.

j. Endospermo:

El endospermo constituye la reserva alimenticia de la planta, la cual se forma por

la unión de los sacos embrionarios con uno de los núcleos espermáticos del grano

de polen (D, 2004), es una célula trípode. (3n).

k. Carúncula:

Estructura blanquecina dura o carnosa ubicada al rededor o hacia un lado del

micrópilo. Es una proliferación de las células de tegumento externo. (D, 2004)

l. Pedúnculo:

Une la flor con el último entrenudo.

m. Pericarpio:

Parte del fruto que envuelve a las semillas.(«Semilla y Fruto», s. f.)

n. Coleorriza:

Estructura que protege a la radícula.

2. ¿Cuál podría ser la función de la carúncula?

Algunas semillas como las de lino contienen sustancias mucilaginosas (higroscópicas) en la cubierta que

favorecen la retención de agua durante el proceso de imbibición. Otras semillas presentan capas carnosas

como en la granada. Al mismo tiempo, pueden presentar pigmentos y además exhibir excrecencias secas

o carnosas más o menos desarrolladas y comestibles, denominados arilos en sentido amplio y que resultan

atractivos para los animales. Dichos arilos son restos del funículo que persisten en la superficie de la

cubierta y cubren gran parte de la semilla como en la nuez moscada, la acacia negra, o como en la semilla

de ricino que presenta un arilo micro pilar denominado carúncula.

El arilo es atractivo para las aves y no es tóxico sirviendo a la dispersión de la especie, que digieren el aril

carnoso como una fuente de alimentación, y los excretan luego.

(SEMILLAS, 2015)

Anexo- Imbibición: Desplazamiento de un fluido viscoso por otro fluido inmiscible con este.

3. Realice un cuadro comparativo indicando las diferencias observadas entre las

semillas de fréjol e higuerilla.

Comparación entre semillas

Semilla de Fréjol Semilla de Higuerilla

Se encuentra contenida en vainas de donde es fácilextraerlas.

La higuerillase ubica dentro de unos racimos duros, y para poder extraerla es necesario ponerla a secar al sol.

Contextura suave. Contextura dura. Dicotiledónea. Dicotiledónea.

Textura lisa Textura lisa Forma ovalada Forma ovalada

El hilo se encuentra en el centro Hilo en la parte superior Color crema Color café oscuro.

Longitud 2cmm Longitud 1.5 cm Endodermo Proteico Endodermo Oleico

4. ¿Por qué en el caso del maíz, hablamos de este como fruto y no de semilla, es posible

esta aseveración?

El maíz esta adherido al tegumento de la semilla (fruto cariopse) el cual está formado por:

semilla, fina pared del fruto, endosperma, y un pequeño embrión (VIRGINIA DE

FRANCESCO, 2000) forman hileras de granos o semillas jugosas cuando son inmaduras y

posteriormente endurecen, de color amarillo, blanco o rojizo según la variedad y se conoce como

mazorca.

Se le considera una fruta porque entre sus valores nutritivos el más importante es ácido fólico que

es una ácido pteroil-L-glutámico, y este se encuentra en frutas en verduras se lo considera así por

sus valores nutricionales. (HORTALIZAS, 2015)

5. ¿Cuál es el origen y función del endospermo en una semilla?

El endosperma es un tejido cuya función es acumular las reservas seminales (sustancias nutritivas

para el embrión) y se origina por la fusión de los núcleos polares del óvulo con una de las

gametas masculinas. Puede persistir en la semilla madura o ser absorbido pronto por el embrión

en crecimiento, acumulando este último las sustancias de reserva. En el caso de acumularse las

reservas en el endosperma, las semillas se llaman endospermadas. Si lo hacen en el embrión, por

lo común en los cotiledones, se denominan exendospermadas.

(EL EMBRIÓN, 2015)

6. Investigue 3 características sobre la germinación epigea e hipogea.

a. Germinación epigea:

1. Proceso germinativo que hacer elevar los cotiledones del suelo, esto se

debe al crecimiento del hipocótilo.(«Información Agrícola», 2015)

2. Los cotiledones se diferencian cloroplasto, transformándolos en órganos

fotosintéticos y, actuando como si fueran hojas.

3. Finalmente, comienza el desarrollo del epicótilo.

(«Germinacion epigea con semillas», s. f.)

b. Germinación Hipogea:

1. Los cotiledones permanecen enterrados; únicamente la plúmula atraviesa

el suelo.

2. El hipocótilo es muy corto, prácticamente nulo.

3. El epicótilo se alarga, apareciendo las primeras hojas verdaderas, que son,

en este caso, los primeros órganos foto sintetizadores de la plántula.

(«Germinacion epigea con semillas», s. f.)

CONCLUSIONES:

1) Las semillas son producto de la doble fecundación de las flores.

2) Las semillas dicotiledóneas son similares en su estructura interna, pero cumplen

diferentes funciones.

3) El cotiledón en las semillas monocotiledóneas genera enzimas que solubilizan las

sustancias de reserva.

4) En las semillas dicotiledóneas, se desprende el cotiledón del suelo para que la semilla

pueda dirigirse hacia la superficie.

5) La radícula forma la raíz primaria de las semillas dicotiledóneas

RECOMENDACIONES:

1) Es necesario germinar varias semillas, ya que algunas no lograran completar el proceso

de germinación.

2) Para el proceso de germinación, las semillas deben estar separadas una de la otra, en

suelo húmedo y sobretodo con luz solar para un proceso efectivo.

Referencias:

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D, C. E. (2004). Prácticas de biología de organismos multicelulares. Pontificia Universidad

Javeriana.

Germinacion epigea con semillas. (s. f.). Recuperado 1 de mayo de 2015, a partir de

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http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/157/htm/sec_5.htm

Información Agrícola: Germinación epígea e hipógea. (2015, febrero 5). Recuperado a partir de

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Semilla y Fruto. (s. f.). Recuperado 1 de mayo de 2015, a partir de

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ESPÍNDOLA, C. (2004). PRÁCTICAS DE BIOLOGÍA DE ORGANISMOS MULTICELULARES. EDITORIAL

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA.

WEBGRAFÍA

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MONOCOTILEDÓNEAS Y DICOTILEDONEAS:

http://www.botanica.cnba.uba.ar/Trabprac/Tp4/Lagerminacion.html

Anexos

Figura 6. Diferencias entre las semilla de frejol e higuerilla interna y externamente Realizado por : Janeth Fernández

Autoría:Camila Velandia

Figura 7. Diferentes tipos de semillas Realizado por:Sasha Sigüenza y Camila Velandia

Autoría:Camila Velandia