Ministerio de Cultura y Educación Universidad Nacional de San Luis Facultad de Química Bioquímica y Farmacia Departamento: Bioquimica y Cs Biologicas Área: Ecologia |
I - Oferta Académica | ||||||||||
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II - Equipo Docente | ||||||||||||||||||||||||
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III - Características del Curso | |||||||||||||||||||||||||||||||
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IV - Fundamentación |
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El importante papel que desempeñan las plantas dentro de las sociedades como fuente de alimentos, medicamentos y otros recursos ha incentivado al hombre al manejo y mejoramiento vegetal de muchas especies que le resultan útiles. Comprender los aspectos básicos de la biotecnología aplicada a los vegetales, sus herramientas y aplicaciones es de gran importancia para desarrollar tareas de investigación básica y aplicaciones productivas.
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V - Objetivos / Resultados de Aprendizaje |
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Comprender los principios moleculares, celulares y organísticos que explican los fenómenos fisiológicos de las plantas.
2. Comprender la integración funcional en el organismo de la planta y su importancia para la biotecnología. 3. Adquirir habilidad para formular problemas, diseñar experimentos, seleccionar y evaluar métodos, y discutir resultados relevantes al funcionamiento de las plantas. 4. Aprender a analizar y evaluar la literatura primaria de la Fisiología Vegetal. 5. Aprender cómo comunicar resultados científicos oralmente y por escrito. Se persigue que los estudiantes comprendan los mecanismos que regulan los procesos implicados en el crecimiento y diferenciación de las plantas vasculares. 6. Comprender la estructura y función del material genético de los vegetales y su integración funcional. 7. Conocer los fundamentos y bases moleculares de las diferentes técnicas para la transformación y obtención de organismos vegetales genéticamente modificados. |
VI - Contenidos |
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UNIDAD 1
Introducción a la Biología Vegetal. Ubicación sistemática de las Embriófitas en la clasificación actual. La organización morfológica de los principales grupos de Traqueófitas. Citología. Características típicas de la célula eucariota vegetal: Vacuolas, Plástidos y Pared celular (origen, función, composición química y ultraestructura). Pared primaria y secundaria. Sustancias incrustantes y adcrustantes. Conexiones intercelulares. Plasmodesmos. Puntuaciones: simple, ciega, areolada y par de puntuaciones. Perforaciones. Placa perforada y placa cribosa. UNIDAD 2 Histología. Sistemas de tejidos. Meristemas concepto y clasificación. Meristemoides. Meristemas laterales: cambium y felógeno. Meristemas intercalares. Organización apical caulinar y radical del cuerpo de la planta. Tejidos de protección. Epidermis, tipos celulares. Estomas y tricomas. Pelos absorbentes. Tejido Fundamental. Parénquima, características y funciones. Tipos de parénquima. Colénquima, caracterización y clasificación. Esclerénquima, tipos celulares, características. Tejido Conductor. Xilema y Floema primario y secundario. Tipos celulares que conforman el tejido conductor. UNIDAD 3 Organografía. Raíz. Exomorfología. Clasificación y tipos. Anatomía, estructura primaria. Modificaciones de raíces. Tallo. Exomorfología. Anatomía. Tipos de hacecillos de conducción. Estela. Estructura primaria. Tallos modificados. Hoja. Exomorfología. Filoma. Filotaxis. Anatomía. Tipos de estructura del mesofilo: dorsiventral, unífacial, kranz y CAM. Relación de la anatomía y el mecanismo fotosintético. Caracteres adaptativos de la hoja. Flor. Características morfológicas y anatómicas de los verticilos florales. Perianto. Perigonio. Sexualidad. Ovario. Óvulos. Saco embrionario. Androceo. Estambre. Antera y grano de polen y tubo polínico. Micro y megaesporogénesis y micro y megagametogénesis. Polinización y fecundación. Fruto, criterios de clasificación. Partenocarpia. Apomixis. Semilla, tejido nutricio. UNIDAD 4: Ciclo ontogénico. Períodos vegetativo y reproductivo. Edad cronológica y edad fisiológica. Reposos. Germinación. Concepto. Regulación de la germinación. Metabolismo de la germinación. Viabilidad y longevidad de las semillas. Características generales del crecimiento. Cuantificación del crecimiento. Reguladores del crecimiento. Fitohormonas. Clasificación. Centros de biosíntesis. Transporte. Procesos en los cuales actúan. Modo de acción. UNIDAD 5: Diferenciación. Mecanismo de la diferenciación. Polaridad. Morfogénesis. Clases de control. Fotomorfogénesis. Fitocromos: propiedades físicas y químicas. Mecanismo de las fotoconversiones. Mecanismo de acción. Fotorrespuestas reguladas por fitocromos. Fotoperiodismo y vernalización. Metabolismo energético. Fotosíntesis. Difusión del dióxido de carbono. Fijación y asimilación del dióxido de carbono. Diferentes vías de fijación. Características de las plantas según su mecanismo de fijación. UNIDAD 6: El suelo y la planta. El agua del suelo. Potencial agua. Incorporación del agua en la planta. Trayectoria del agua por la raíz. El suelo como sustrato nutritivo. Nutrientes minerales. Elementos esenciales: funciones; efectos y síntomas por deficiencia. Mecanismos de incorporación de iones. Vías de transporte. Cultivo en soluciones nutritivas balanceadas (hidroponia). UNIDAD 7: Herramientas y aplicaciones de cultivos in vitro de vegetales Cultivo in-vitro de células y tejidos vegetales. Iniciación de cultivos vegetales in-vitro. Fitorreguladores en la iniciación y mantenimiento de cultivos in vitro. Indiferenciación y diferenciación celular. Organogénesis. Embriogénesis. Micropropagación. Cultivos sumergidos. Manejo y aplicaciones de cultivos celulares. Cultivo de órganos y raíces transformadas genéticamente. Metodologías y aplicaciones biotecnológicas. UNIDAD 8: Metabolismo secundario y xenobiótico. Aplicaciones biotecnológicas. El metabolismo secundario y su rol. Producción de metabolitos vegetales in-vitro. Estrategias para inducir la biosíntesis y acumulación de metabolitos: Elicitación. Uso de cultivos diferenciados e indiferenciados. Permeabilización. Inmovilización de células vegetales. Metodologías para la recuperación de metabolitos. Biotransformaciones. Biorreactores y métodos de operación. Aplicaciones. UNIDAD 9: Herramientas moleculares en biotecnología vegetal. El genoma nuclear vegetal, su organización y regulación. Generalidades y particularidades respecto de otros genomas eucariotas. El genoma del cloroplasto. Estudio del genoma vegetal. Hibridación in situ fluorescente (FISH); variantes y aplicaciones. Genómica. Análisis de variabilidad. Herramientas para análisis de la variabilidad genética en cultivos y especies forestales. Herramientas para el análisis epigenético. Mejoramiento vegetal. Métodos asistidos por marcadores moleculares. Mutagénesis y selección. UNIDAD 10: Obtención, uso y análisis de plantas modificadas por ingeniería genética. Ingeniería genética de plantas. Obtención de plantas transgénicas: mediada por Agrobacterium, biobalística, electroporación y microinyección. Modificación del genoma nuclear vs genoma del cloroplasto. Ventajas comparativas. Diferentes tipos de plantas transgénicas: resistentes a patógenos (virus, bacterias, hongos, insectos), resistentes a estrés abiótico. Mejora de la calidad de alimentos mediante transgénesis. Métodos de detección de plantas transgénicas en cadena agroalimentaria. Bioensayos. Detección de proteínas. Detección de secuencias transgénicas. Consideraciones prácticas: falsos positivos, falsos negativos, límite de detección y límite de cuantificación. Generalidades sobre protocolos de liberación de eventos; evaluación de riesgos. |
VII - Plan de Trabajos Prácticos |
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Practico Nº1: Organización del cuerpo de la planta, Microscopia-
Práctico Nº2: Meristemas. Sistema dérmico, Sistema Fundamental, Sistema Vascular Practico Nº3: Raíz-Tallo Práctico Nº4: Hoja Exomorfología. Adaptaciones. Anatomía de Hoja. Práctico Nº 5: Flor Exomorfología y anatomía. Práctico Nº6: Fruto, Semilla y Plántula. Guía de estudio. Cierre de la Unidad. Práctico Nº 7: Pruebas de viabilidad y pruebas de vigor. Práctico Nº 8: Cuantificación del crecimiento Práctico Nº 9: Reproducción asexual. Práctico Nº 10: Fotomorfogénesis Práctico N°11: Iniciación y mantenimiento de cultivos indiferenciados en medio sólido y de suspensiones celulares. Práctico N°12: Iniciación y mantenimiento de cultivos de raíces transformadas. Práctico N° 13: Inmovilización de células vegetales indiferenciadas Práctico N°14: Biotransformación con células vegetales Práctico N°15: Extracción A.D.N de especies vegetales de interés agroindustrial: harina de semillas de Glycine max. Practico N° 16: Uso de marcadores moleculares para estimar variabilidad genética. |
VIII - Regimen de Aprobación |
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Los alumnos para poder cursar Biotecnología Vegetal deberán tener aprobada Química de Biomoléculas y regularizada Biología Molecular e Ingeniería Genética. Para rendir o promocionar deberán tener aprobada Biología Molecular e Ingeniería Genética.
A-Condiciones que deben cumplir los Alumnos Promocionales: 1-Tener aprobadas: Biología Molecular e Ingeniería Genética 2-Asistencia: Los alumnos deberán tener un 80 % de asistencia a las clases teóricas y Trabajos Prácticos. 3- Trabajos Prácticos: Los alumnos deberán tener un 80% de los Trabajos Prácticos aprobados (Asistencia-Informe-Evaluación). 4- Exámenes Parciales: Los alumnos se evaluarán a través de cuatro (4) exámenes parciales, con temas de teoría y práctica. Aprobarán aquellos que tengan como mínimo un 70% de respuestas correctas 5- Recuperaciones: Se podrán recuperar dos (2) parciales por única vez, siempre y cuando posean los otros dos aprobados con una nota igual o superior a 7 (siete). B-Condiciones que deben cumplir los Alumnos Regulares: 1-Asistencia: Los alumnos deberán tener un 80% de asistencia a los Trabajos Prácticos. 2- Trabajos Prácticos: Los alumnos deberán tener un 80% de los Trabajos Prácticos aprobados (Asistencia-Informe-Evaluación). 3- Exámenes Parciales: Los alumnos se evaluarán a través de cuatro (4) exámenes parciales, con temas de teoría y práctica. Aprobarán aquellos que tengan como mínimo un 60% de respuestas correctas. 4- Recuperaciones: Cada parcial tendrá dos recuperaciones, una a la semana siguiente de la evaluación y la segunda al final de la cursada. El Examen Final será escrito y se aprobará con un 60 % de respuestas correctas Resol. 04/15. C-Condiciones que deben cumplir los Alumnos Libres: El examen para el alumno libre comenzará el día y hora fijada para el examen de la asignatura y consistirá en: 1) Examen práctico: Realización y aprobación de 1 trabajo práctico, el cual debe ser aprobado con un puntaje mínimo de 70%. Dicho examen Práctico es eliminatorio. 2) Examen teórico: Se evaluará en forma escrita con temas del programa actual, siempre y cuando haya aprobado la instancia práctica. El examen final será evaluado en forma escrita u oral. |
IX - Bibliografía Básica |
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[1] Azcon-Bieto J.,Talon M. 2008. "Fundamentos de Fisiología Vegetal". Ed. Mc Graw Hill –Interamericana
[2] [2] -Barceló Coll J., Rodrigo G.N., Sabater García B., Sánchez Tamés R. 2005. “Fisiología Vegetal”. 6ta edición. Ediciones Pirámide. [3] [3] -Biotecnología y mejoramiento vegetal. Editores V. Echenique, C. Rubinstein y L. Mroginski. Ediciones INTA 2004. [4] [4] -Buchanan B.B., Gruissem W., Jones R.L. 2000 “Biochemistry and Molecular Biology of Plants”. American Society of Plant Physiologists. 15501 Monona Drive. Rockville, Maryland 20855-2768 USA. [5] [5] -Buchanan, B. B., Gruissem, W., y Jones, R. L. (Eds.). (2015). Biochemistry and molecular biology of plants. John Wiley & Sons. [6] [6] - Esau, K. (1985) Anatomía de las Plantas con semilla. Bs. As. Editorial Hemisferio Sur. [7] [7] -Evert, R. F. E., Evert, S. E. R. F., y Eichhorn, S. E. (2013). Raven: biology of plants. W. H. Freeman and Company. [8] [8] -Cocucci A y TA Hunziker. 1976. Los ciclos biológicos del Reino Vegetal. Córdoba. Ac. Nac. de Ciencias. 102pp [9] [9] -Cortes, F.1986. Cuadernos de Histología Vegetal. Ed. Marban. Madrid, España. 190pp. [10] [10] -Dimitri, MJ y EN Orfila. 1985. Tratado de Morfología y Sistemática Vegetal. Ed. Acme. Bs. As. 489pp.] -Fahn, A. 1985. Anatomía Vegetal. Ediciones Pirámide S.A. [11] [11] -Font Quer, P. 1953. Diccionario de Botánica. Ed. Labor. Barcelona. España. 1244 pp. [12] [12] -Jones, R. O., Thomas, H., Waalard, H., y Jones, S. R. (2013). The molecular life of plants. John Wiley & Sons. [13] [13] -Plant Cell Culture. R. Dixon and R. Gonzales. 2ª De. IRL Press. 1994. [14] [14] -Plant Biotechnology. M. Flower and G. Warver. De. Pergamon Press. 1991. [15] [15] -Plant an Tissue culture in Liquid Systems. G Payne, N. Bringi, C. Prince and M. Schule. Editorial Hanson Publishers,1991. [16] [16] -Plant Tissue as Source of Biochemicals D. Dougall. Editorial CRC Press, Boca Raton 1980. [17] [17] -Izco J., E. Barreno y otros. 1997. Botánica. Ed. Interamericana. 781pp. [18] [18] -Raven P.H., Evert R.F., Eichhorn S.E. 1992. Biología de las plantas. Tomo II. Editorial Reverté, S.A. Barcelona, España. [19] [19] -Salisbury F.B., Ross C.W. “Fisiología Vegetal”. 2000. Grupo Editorial Iberoamérica. [20] [20] -Scagel R y otros. 1983. El Reino Vegetal. Barcelona Omega. [21] [21] -Serrano García, M., y Piñol Serra M.T. (1991) Biotecnología vegetal. España. Editorial Sintesis S.A. [22] [22] -Strasburger E y otros. 1974. Tratado de Botánica. 6ºEdición Marin. Barcelona. 799 pp. [23] [23] -Taiz Lincon, Zeiger Eduardo 2006. "Fisiología Vegetal". Colección "Ciencias experimentals" Castello de la Palma. Publicaciones de la Universidad Jaume I, D.L. España. |
X - Bibliografia Complementaria |
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[1] Páginas usadas en Docencia
[2] [2] http://www.biologia.edu.ar/botanica/ [3] [3] http://biologiavegetaljmv-hilda.blogspot.com/2011/03/plantas-terrestres-primitivas-y-lineas.html [4] [4] http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema3/tema3_3xerofita.htm [5] [5] http://www.dipbot.unict.it/tavole_es/index.html [6] [6] http://webs.uvigo.es/mmegias/inicio.html [7] [7] http://iescarin.educa.aragon.es/estatica/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/ |
XI - Resumen de Objetivos |
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Comprender los principios moleculares, celulares y organísticos que explican los fenómenos fisiológicos de las plantas.
2. Comprender la integración funcional en el organismo de la planta y su importancia para la biotecnología. 3. Adquirir habilidad para formular problemas, diseñar experimentos, seleccionar y evaluar métodos, y discutir resultados relevantes al funcionamiento de las plantas. 4. Aprender a analizar y evaluar la literatura primaria de la Fisiología Vegetal. 5. Aprender cómo comunicar resultados científicos oralmente y por escrito. Se persigue que los estudiantes comprendan los mecanismos que regulan los procesos implicados en el crecimiento y diferenciación de las plantas vasculares. 6. Comprender la estructura y función del material genético de los vegetales y su integración funcional. 7. Conocer los fundamentos y bases moleculares de las diferentes técnicas para la transformación y obtención de organismos vegetales genéticamente modificados |
XII - Resumen del Programa |
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ntroducción a la Biología Vegetal.
Histología. Sistemas de tejidos. Organografía. Ciclo ontogénico. Diferenciación. Herramientas y aplicaciones de cultivos in vitro de vegetales Metabolismo secundario y xenobiótico. Aplicaciones biotecnológicas. Herramientas moleculares en biotecnología vegetal. Obtención, uso y análisis de plantas modificadas por ingeniería genética. |
XIII - Imprevistos |
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XIV - Otros |
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