Citología y Tejidos Vegetales – Complete Study Notes

Learning Objectives & Class Roadmap

• Conocer las divisiones de los grupos botánicos
• Recordar los principales orgánulos de la célula vegetal
• Aprender sobre los principales tejidos vegetales

Evolutionary Origins of Photosynthetic Eukaryotes

• Primary endosymbiosis gave rise to Archaeplastida:
  • Viridiplantae (Green algae + land plants)
  • Rhodophyta (Red algae)
  • Glaucocystophytes
• Secondary endosymbiosis events transferred green plastids to other clades:
  • Cryptomonads, Heterokonts, Haptophytes, Euglenids, Chromalveolates, etc.
• Serial & putative endosymbioses produce complex plastid mosaics (e.g., Lepidodinium, green dinoflagellates)
• Phylogenetic trends (FIG 2):
  • Prasinophytes, Core Chlorophytes, Streptophytes → Land plants
  • Gene transfers spread “green‐lineage” genes widely across eukaryotes

Green Lineage (Chlorophyta & Streptophyta)

• Core chlorophytes: Ulvophyceae, Chlorophyceae, Trebouxiophyceae
• Prasinophyte grades: Mamiellophyceae, Pyramimonadales, etc.
• Streptophytes → Charophytes (e.g., Coleochaetophyceae, Zygnematophyceae) → Land plants
• Evolutionary innovations:
  • Phycoplast (microtubule array in chlorophytes)
  • Phragmoplast (cell plate apparatus in streptophytes & embryophytes)

Plant Cell – Global Diagram

• Structures: cell wall, plasma membrane, plasmodesmata, nucleus, nucleolus, RER, SER, Golgi, chloroplasts, mitochondria, peroxisomes, lysosomes, vacuole, ribosomes, cytoplasm

Nucleus

• Generalmente esférico, tamaño variable
• Presente en casi todas las células vegetales (excepciones existen)
• Funciones:
  • Almacenar ADN
  • Regular actividades celulares (replicación, transcripción)

Cytoplasm

• Ópticamente homogéneo
• Composición:
  • $\ge 50\%$ agua
  • Proteínas, lípidos, carbohidratos, aminoácidos, sales, otros compuestos
• Contiene numerosos organelos

Mitochondria

• Forma ovoidal, doble membrana
• Estructuras: membrana interna con crestas, espacio intermembrana, matriz
• Sitio de respiración celular → síntesis de $ATP$

Endoplasmic Reticulum (ER)

• Rough ER (RER):
  • Ribosomas adheridos → síntesis de proteínas
  • Procesa, acumula y empaca proteínas en vesículas hacia el Golgi
• Smooth ER (SER):
  • Sin ribosomas → síntesis/almacenamiento de lípidos (triglicéridos, fosfolípidos, esteroides)
  • Forma vesículas que migran al Golgi

Golgi Apparatus

• Sacos aplanados + vesículas
• Produce y secreta precursores de polisacáridos de pared celular
• Secreta carbohidratos complejos vía células de la cofia (protege raíces al avanzar en el suelo)

Plasmodesmata

• Canales que atraviesan pared y membrana
• Facilitan comunicación célula-a-célula y transporte de sustancias

Plastids – General Overview

• Organelos esféricos u ovoides; clasificación por pigmentos:
  • Cloroplastos (verdes)
  • Cromoplastos (pigmentos carotenoides)
  • Leucoplastos (incoloros: amiloplastos, proteinoplastos, oleoplastos)
• Desarrollo: proplasto → etioplasto → cloroplasto / cromoplasto / leucoplasto (amiloplasto, etc.)

Chloroplasts

• Pigmentos: clorofila $a$ y $b$
• Sitio de fotosíntesis
• Doble membrana externa, estroma interno, tilacoides apilados en grana

Vacuole

• Mantiene turgencia celular
• Contenido = jugo celular (agua + solutos orgánicos/inorgánicos)
• Almacena:
  • Reservas (azúcares, proteínas)
  • Desechos (cristales, taninos)
  • Venenos defensivos (alcaloides, glucósidos)
  • Pigmentos hidrosolubles (antocianinas: rojo-azul → coloración otoñal, pétalos, hojas rojizas, raíces de remolacha)

Plasma Membrane

• Límite externo del citoplasma, adyacente a la pared
• Bicapa de lípidos + proteínas
• Regula transporte de agua y solutos

Cell Wall

• Rica en celulosa → rigidez; permite altas presiones internas sin ruptura osmótica
• Puede reforzarse con más celulosa o lignina
• Libremente permeable; pose plasmodesmata
• Polisacáridos / compuestos especializados:
  • Pectina (frutos; textura gelatinosa)
  • Cutina (impermeabilización; hojas)
  • Suberina (órganos subterráneos)
  • Lignina (madera)
  • Sales: sílice, $CaCO_3$

Plant Tissues – Grand Classification

• 1. Tejidos meristemáticos (formación)
• 2. Tejidos permanentes (adultos):
  • Parenquimáticos
  • Mecánicos / de sostén
  • De protección
  • Conductores
  • Secretores

Meristematic Tissues – General Traits

• Células totipotentes, pequeñas, pared fina, núcleo grande, vacuolas pequeñas
• Citoplasma rico en ribosomas, Golgi muy desarrollado, plastidios numerosos

1.1 Meristemos Primarios (crecimiento en longitud)

• Ubicación: puntas de raíces y tallos
• Subtipos:
  • 1.1.1 Apicales (extremos)
  • 1.1.2 Laterales o Intercalares (entre tejidos maduros; muy importantes en monocotiledóneas)
• Tres sistemas derivados:
  • Protodermo → epidermis
  • Procámbium → tejidos vasculares primarios (xilema, floema, cambium vascular)
  • Meristemo fundamental → parénquima, colénquima, esclerénquima
• Meristemo apical caulinar forma yemas axilares → ramas con nuevos meristemos apicales
• Meristemos apicales de raíces laterales derivan de la endodermis
• Monocot tallos: alargamiento dominado por meristemos intercalares

1.2 Meristemos Secundarios (crecimiento en grosor)

• Aparecen a partir del primer año; típicos de gimnospermas y dicotiledóneas (ausentes en la mayoría de monocots, pteridófitas, hojas)
• Tipos:
  • 1.2.1 Cambium
  • Entre xilema y floema primarios
  • Cada año genera dos capas de células:
    • Interno → xilema secundario (madera; anillos de crecimiento)
    • Externo → floema secundario (transporte de savia elaborada hacia raíces)
  • Responsable del aumento de diámetro de tallos/raíces
  • 1.2.2 Felógeno (cambium suberoso/suberógeno)
  • Más externo; produce:
    • Hacia afuera: súber (corcho, feloma) – células muertas con suberina; protección & reducción de pérdida de agua
    • Hacia adentro: parénquima cortical

Otros meristemos

• Tejido provascular (embrionario) → origina procámbium
• Pre‐procámbium en hojas reclutado de células subepidérmicas → se diferenciará en parénquima
• En monocots, todo el procámbium madura temprano → se pierde crecimiento secundario
• Meristemo apical caulinar muestra ritmos circadianos en su tasa de división
• Plantas primitivas (helechos): meristemo con una sola célula inicial

Meristemo Radicular

• Posición subterminal, protegido por la caliptra
• Tejidos distinguibles:
  1. Epidermis
  2. Estela (vasos + periciclo)
  3. Tejido fundamental (córtex + endodermis)
  4. Caliptra
  5. Centro quiescente

Location vs. Products (Synthetic Summary)

Ethical, Practical & Evolutionary Notes

• Endosymbiotic events illustrate evolutionary cooperation across domains
• Secondary growth (wood) critical for carbon sequestration & timber industries
• Cork (súber) production economically important (e.g., wine stoppers) and ecologically sustainable
• Monocot loss of secondary growth influenced architectural strategies (e.g., palms rely on primary thickening)

Numerical & Statistical References

• Water content of cytoplasm: $\approx 50\%$ or greater
• Cambium adds $2$ distinct layers annually (xilema interno, floema externo)
• Root meristem distinguishes $5$ tissue types as it advances