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Universidad de Costa Rica Escuela de Biología

Curso B-0239 Botánica II

II ciclo – 2012 Profesor: Alfredo Cascante Marín, Dr. (tel. oficina 2511-8653, correo electr: alfredo.cascante@ucr.ac.cr)

Requisitos: B-0237 Botánica I Horas de clase: 3 Teoría - L: 08-09:50 h (aula 180), J-13:13:50 h (aula 280) 3 Laboratorio - J: 15-17:50 h (aula 280) Atención a estudiantes: lunes 1-5 pm (oficina 23) Créditos: 4 (cuatro) Descripción: El curso B-239 Botánica II forma parte del plan de estudios del Bachillerato en Biología, correspondente al 4to ciclo del segundo año de la carrera. Se imparte de forma anual, durante el segundo ciclo lectivo. El curso se divide en dos partes: 1) clases teóricas y 2) clases de laboratorio que se dan semanalmente. Los contenidos del curso comprenden el estudio de los principales grupos de plantas terrestres: briófitos, plantas vasculares inferiores y plantas vasculares superiores (Gimnospermas y Angiospermas). El enfoque del curso se basa en el estudio de las principales características vegetativas y reproductivas de cada grupo, que incluyen su morfología, anatomía y su función. Se dará énfasis en los ciclos de vida de cada grupo y a las adaptaciones evolutivas para la vida en la tierra. A lo largo del curso, se presentarán las relaciones filogenéticas entre los principales grupos de plantas terrestres tomando como base uno de los sistemas de clasificación taxonómica más recientes. Al final del curso, se incluye la enseñanza de técnicas para la preparación e identificación de plantas superiores. Objetivo general: Que el estudiante adquiera los conocimientos básicos sobre los grupos taxonómicos más importantes de plantas terrestres, sus estructuras y adaptaciones ecológicas, como parte de su formación académica integral en el área de la Biología. Objetivos específicos:

1. Que el estudiante conozca e identifique los principales tejidos vegetales, estructuras vegetativas y reproductivas de las plantas terrestres y adquiera la destreza de distinguirlos de forma práctica.

2. Que el estudiante conozca y sea capaz de identificar las características vegetativas y reproductivas particulares de cada grupo de plantas terrestres.

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3. Que el estudiante aprenda a distinguir los principales grupos de plantas terrestres, basándose en diferencias morfológicas vegetativas, reproductivas y sus particularidades ecológicas. 4. Que el estudiante conozca los ciclos de vida de las plantas terrestres e identifique sus diferencias y similitudes. 5. Que el estudiante conozca y aprenda a diferenciar de forma práctica los principales tejidos vegetales, sus funciones y particularidades. 6. Que el estudiante conozca los aspectos básicos sobre la reproducción asexual y sexual de los grupos principales de plantas terrestres. 7. Que el estudiante tenga un conocimiento y manejo apropiado de la terminología Botánica relacionada a aspectos vegetativos y reproductivos de las plantas. 8. Que el estudiante desarrolle destrezas en la preparación de muestras de tejidos y disecciones de estructuras vegetales, así como el manejo de equipo de laboratorio. 9. Que el estudiante adquiera los conocimientos y destrezas básicas en la preparación de muestras botánicas y conocimiento de herramientas para la identificación de plantas superiores.

Desarrollo del curso: El curso representa una combinación de clases de teoría (magistrales) y prácticas semanales de laboratorio, éstas últimas destinadas a reforzar los conocimientos teóricos y a desarrollar habilidades prácticas en los estudiantes. Hay programadas seis lecturas extra-clase que tienen como propósito complementar algunos temas del contenido y que se discutirán durante las clases de teoría por lo que se espera la participación de los estudiantes. El contenido de las mismas será evaluado en los exámenes teóricos. El material relacionado con los temas de discusión está disponible en el siguiente “blog” en internet: botanicaucr.wordpress.com. Para las prácticas semanales existe una guía escrita que los estudiantes deben estudiar previamente y llevarlaa a cada práctica y está disponible en el sitio de internet mencionado. Se realizarán dos giras de campo (que se consideran prácticas de laboratorio) en las fechas indicadas en el cronograma del curso. Estas giras tienen como propósito observar en la naturaleza los conceptos enseñados en el salón de clase. Debido al tamaño del grupo (+40) no es posible la participación de todos en cada gira, por lo que el grupo se dividirá en dos y cada subgrupo participará en una sola gira. No se utilizará un libro de texto particular, sin embargo, las referencias al final pueden servir de consulta utilizando como guía los contenidos del curso.

Evaluación: La evaluación del curso se realizará por medio de 3 exámenes parciales de teoría y 2 exámenes prácticos de laboratorio, más evaluaciones de salida (incógnitas) de cada prácticas y trabajo de laboratorio en grupo. No hay exámenes finales. La nota final del curso se compone de 60% de teoría y 40% de laboratorio.

- TEORÍA: 3 exámenes parciales (20% cada uno de la nota final) - LABORATORIO: 2 exámenes parciales (10% cada uno ) + incógnitas de salida (10%) + trabajo

de laboratorio en grupo (10%)

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Los estudiantes cuyo promedio final se encuentre entre 6.00 y 6.74 tienen derecho a realizar un examen de ampliación, que incluye toda la materia estudiada durante el semestre. El examen podrá ser teórico, práctico o ambos y depende del desempeño del estudiante en cada uno de esos aspectos del curso.

Programación de exámenes y giras de campo: Teoría: I Examen – lunes 3 de setiembre II Examen – lunes 8 de octubre III Examen – lunes 26 de noviembre Laboratorio: I Examen – jueves 27 de setiembre II Examen – jueves 22 de noviembre Giras: jueves 20 de setiembre al Cerro de la Muerte Jueves 08 de noviembre al Parque Nacional Braulio Carrillo

Sobre las ausencias y reposición de exámenes: La asistencia a las clases de teoría no es obligatoria, pero se espera que el estudiante muestre interés en el curso asistiendo a las mismas. La asistencia a los laboratorios es obligatoria. En caso de ausencia, no se repone la práctica respectiva y pierde la nota de la incógnita de salida, además de la nota de trabajo de grupo. Si un estudiante no asiste a TRES prácticas de laboratorio, sean ausencias justificadas o no, reprobará el curso. Tres llegadas tardías (5 o más minutos) equivalen a una ausencia! Los exámenes parciales de teoría o laboratorio se repondrán solo en casos EXCEPCIONALES en que medie causa mayor, debidamente justificada por el estudiante y a critero del profesor del curso.

Sobre el trabajo en el laboratorio El laboratorio es un complemento del componente teórico del curso y tiene el propósito de ilustrar de forma práctica la mayoría de los conceptos explicados en las clases magistrales. El aprovechamiento del mismo depende del interés mostrado por el estudiante, el estudio previo de las prácticas, el trabajo ordenado de laboratorio y el uso adecuado del material de estudio a su disposición. Para fomentar la capacidad de observación y una mejor comprensión de los conceptos estudiados,

el estudiante deberá mantener una libreta de laboratorio para realizar dibujos y anotaciones de las preparaciones en estudio. En varias de las prácticas los estudiantes realizarán trabajo de grupo que será evaluado, por lo que deben participar de forma activa y responsable con sus compañeros, realizando las tareas que se le asignen y en disposición de aclarar consultas al resto de la clase. La metodología del trabajo de grupo se explicará en detalle en la primera sesión de laboratorio.

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En el laboratorio se deben seguir las siguientes NORMAS DE COMPORTAMIENTO:

1. No consumir alimentos o bebidas en el laboratorio. 2. No mantener en la mesa de trabajo su bolso, mochila o u cualquier otro objeto innecesarios.

Solo la libreta, la práctica impresa, lápices y el material requerido para la práctica. 3. No utilizar teléfonos celulares (en caso de urgencia, retirarse y atender la llamada fuera del

aula). 4. Comportarse de manera apropiada y respetuosa con sus compañeros e instructores. 5. Trabajar en silencio, no hacer ruido excesivo o distraerse de la práctica 6. Al finalizar la práctica, el estudiante deberá dejar limpia su mesa de trabajo.

Instrumentos y materiales básicos para el laboratorio: Los estudiantes deberán llevar a todas las prácticas de laboratorio el siguiente equipo y materiales de uso personal:

Una libreta de notas Una aguja de disección Un par de pinzas de puntas finas

Navajillas nuevas Portaobjetos y cubreobjetos Trapo para limpiar su mesa de trabajo Para las giras de campo es recomendable llevar una lupa de mano con una magnificación entre 15X-20X. La Escuela de Biología dispone de microscopios, estereoscopios y láminas fijas que el estudiante debe utilizar con sumo cuidado. Si algun estudiante daña parcial o completamente una lámina fija deberá reponerla. Si no se sabe quien la quebró, entonces se responsabilizará al grupo. Al inicio del laboratorio, los estudiantes deben reportar al instructor cualquier anormalidad con el equipo óptico (eg. micros- y estereoscopios).

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B-239 BOTÁNICA II

Contenido de los temas del curso 1. Introducción a las plantas terrestres: los Briófitos

Características y adaptaciones comunes de las plantas a la vida terrestre. Vistazo a la visión filogenética actual de los grupos que se van a estudiar. Introducción al concepto de ciclos de vida y la alternancia de generaciones. Las Plantas No-Vasculares: características generales y grupos principales (División Marchantiophyta, Bryophyta y Anthocerophyta). Formas de crecimiento (talosas y foliosas). Ciclo de vida de los musgos y de las hepáticas.

2. Tejidos vegetales

Tipos básicos de células y sus funciones. Los Tejidos Vegetales: epidérmico, parénquima (fundamental), meristemáticos, colénquima, esclerénquima, xilema y floema. Funciones de los tejidos: protección, crecimiento, funciones básicas (e.g. almacenamiento, fotosíntesis), de sostén y conductores. Diferencias entre crecimiento primario y crecimiento secundario en plantas. Los haces vasculares: distribución del floema y xilema (el concepto de “estelas”). El duramen y la albura. Los anillos anuales de crecimiento.

3. Órganos vegetativos de las plantas superiores: raíz, tallo y hojas

A- Raíces: funciones, tipos principales, anatomía interna, zonas de crecimiento. Modificaciones de las raíces. B- Tallos: funciones, anatomía interna, características externas, organización de los haces vasculares en monocotiledónea y (eu-)dicotiledóneas, modificaciones de los tallos. C- Hojas: relación estructura-función, anatomía interna y externa general, tipos principales de hojas, venación, filotaxis, modificaciones de las hojas.

4. Las Plantas Vasculares Inferiores Las primeras plantas terrestes (grupos extintos): Rhyniophyta, Zosterophyllophyta y Trimerophytophyta. Hojas microfilas versus megáfilas. El esporófito como la fase dominante del ciclo de vida. Plantas heterósporas y homósporas. Plantas eusporangiadas y leptosporangiadas. Relaciones filogenéticas entre grupos vivientes de plantas vasculares inferiores. Características generales y ciclo de vida de las Divisiones: I) Lycopodiophyta (familias Lycopodiaceae, Selaginellaceae e Isoetaceae), II) División Sphenophyta (familia Equisetaceae), III) División Monylophyta – en parte - (Orden Psilotales y helechos verdaderos).

5. Helechos leptosporangiados Características morfológicas distintivas: vernación circinada, soros, tipos de frondas, dimorfismo foliar. Ciclo de vida y formas de crecimiento. Diversidad y familias principales en Costa Rica: características morfológicas y ecológicas.

6. Plantas con semillas y sin flores: Gimnospermas (coníferas, Zamia y Cycas)

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Pasos evolutivos en la formación de la semilla, su morfología e importancia adaptativa. Grupos principales de gimnospermas: Conipherophyta (coníferas), Cycadophyta (cícadas), Gnetophyta; su morfología vegetativa y reproductiva, distribución y diversidad mundial. Géneros de angiospermas nativos de Costa Rica: Zamia, Podocarpus, Prumnopytis y Gnetum.

7. Plantas con semillas y con flores: Angiospermas

Origen y evolución de las angiospermas. Clasificación filogenética moderna. Diferencias entre monocotiledóneas y eudicotiledóneas. La Flor: estructura principales y su diversidad, simetría floral. El ciclo de vida (la fase gametofítica): formación del polen (gametófito masculino) y del saco embrionario (gametófito femenino). Frutos: formación, partes del fruto, clasificación. Partenocarpia.

8. Reproducción sexual en angiospermas

Expresión sexual. La polinización y la fecundación doble. Crecimiento del tubo polínico. Sistemas de auto-incompatibilidad. Dicogamia y heterostilia. Síndromes de polinización.

9. Nomenclatura botánica e identificación de plantas

Métodos tradicionales para identificación de especímenes botánicos (eg. claves taxonómicas, descripciones de especies, comparación con colecciones). Diseño de claves dicotómicas. Principios de nomenclatura botánica: descripciones botánicas, descripción de especies nuevas y especímenes tipo. Preparación de especímenes botánicos. Las colecciones de plantas secas (herbarios): qué son y para que sirven?.

10. Introducción a la Sistemática en plantas

Objetivo y utilidad de las clasificaciones sistemáticas. Introducción al análisis filogenético y la sistemática molecular.

Libros de texto y de consulta

Judd, W. S., C. S. Campbell, E. A. Kellogg, P. F. Stevens & M. J. Donoghue. 2002. Plant Systematics: a phylogenetic approach. 2nd ed. Sinauer Associates, Inc. 576 pp.

Mauseth, J.D. 2009. Botany. An Introduction to Plant Biology. 4th. ed. Jones and Bartlett Publishers. Sudbury, Massachussets. 624 pp.

Nabors, M.W. 2006. Introducción a la Botánica. Pearson Educación S.A., Madrid. 744pp.

Raven, P.H., R.E. Evert & S.E. Eichorn. 1999. Biology of Plants. 6th. ed. W.H. Freeman and Company. 944.

Vargas Rojas, G. 2011. Botánica General: de los musgos hasta los árboles. EUNED, San José, Costa Rica. 492 p.

Wydryzcka, Ursula. 2010. Botánica General. Editorial de la Universidad Nacional.

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B- 239 Botánica II - CRONOGRAMA DEL CURSO (II-2012)

Semana Teoría Prácticas

1 6-10 Ago.

Introducción a las plantas terrestes: los Briófitos Lectura 1: Origin an early evolution of land plants. Bennici A., Communicative & Integrative Biology 1 (2008).

No 1. Instrucciones – Repaso general del uso del microscopio

2 13-17 Ago. Tejidos vegetales (I parte) No 2. Briófitos

3 20-24 Ago.

Tejidos vegetales (II parte) Lectura 2: Dendroecology in the tropics: a review. Rozendal & Zuidema, Trees 25 (2011).

No 3. Tipos de tejidos (I parte)

4 27-31 Ago. Órganos vegetativos de las plantas superiores No 4. Tipos de tejidos (II parte)

5 3-7 Set.

I EXAMEN No 5. Órganos vegetativos

6 10-14 Set.

Las Plantas Vasculares Inferiores Lectura 3: The evolution of early land plants. Gemsel P.N. & H.N. Andrews, American Scientist 75 (1987).

No 6. Plantas Vasculares Inferiores

7 17-21 Set.

Helechos leptosporangiados GIRA: Cerro de la Muerte

8 24-28 Set.

Plantas con semillas: Gimnospermas Lectura 4: Hybridization, Reticulation, and Species Concepts in the Ferns. Barrington et al., American Fern Journal 79 (1989).

I EXAMEN

9 1-5 Oct.

Plantas con semillas: Gimnospermas No 7. Helechos Verdaderos

10 8-12 Oct.

II EXAMEN No 8. Gimnospermas

11 15-19 Oct.

Plantas con semillas: Angiospermas Lectura 5: Darwin ’ s second “abominable mystery ”: why are there so many angiosperm species?. Krepet & Nicklas, American Journal of Botany 96 (2011).

No 9. Las flores y el polen

12 22-26 Oct.

Plantas con semillas: Angiospermas No 10. Frutos y semillas

13 29- 2 Nov.

Reproducción sexual en Angiospermas No 11. Preparación de muestras botánicas

14 05-09 Nov

Nomenclatura botánica e identificación de plantas vasculares Lectura 6: A DNA barcode for plants. CBOL Plant Working Group, PNAS 106 (2009)

No 12. Elaboración de Claves Dicotómicas y descripciones de especies de plantas

15 12-16 Nov

Nomenclatura botánica e identificación de plantas vasculares

GIRA: P. N. Braulio Carrillo

16 19-23 Nov

Sistemática de plantas (introducción) II EXAMEN

17 26-30 Nov

III EXAMEN