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Relación de las plantas

Relación de las plantas

¿Intentaste alguna vez cultivar plantas dentro de tu casa? ¿Te has dado cuenta de que tienden a crecer hacia la ventana o cualquier fuente de luz que tengas? La luz es importante para las plantas y, como no pueden movilizarse como los animales, deben buscar una forma de llegar a ella. Pero, aún así, si dejas una planta tirada de lado (horizontalmente) en completa oscuridad, ¡el tallo cambiará su dirección para crecer hacia arriba y la raíz hacia abajo! ¿Cómo lo hacen sin tener una fuente de luz que les indique hacia dónde crecer?

Aquí analizaremos cómo responden las plantas a estímulos como la luz, algunos tipos de receptores y la función que desempeñan las hormonas vegetales en estas respuestas.

Relación de las plantas con el medio ambiente

A diferencia de los animales, las plantas no pueden simplemente trasladarse a otro lugar cuando ocurre un cambio o se enfrentan a un estímulo ambiental. Las plantas usan hormonas (mensajeros químicos) —y otros mecanismos sofisticados, que detectan estímulos como la luz, la gravedad y el agua— que envían señales para iniciar cambios fisiológicos en respuesta a estos estímulos.

Ya sea en animales, hongos, plantas o cualquier ser vivo, la relación entre un organismo y su entorno implica varios procesos, incluyendo:

  • Capacidad de detectar cambios relacionados con el entorno u otros organismos; es decir, estímulos externos.
  • Emitir una respuesta adecuada al estímulo (ya sea inmediata o lenta y retardada).
  • Comunicación e interacción con otros organismos (de la misma especie u otra).

Los animales percibimos y respondemos a los estímulos gracias a receptores y efectores que forman parte, principalmente, del sistema nervioso. En cambio, en las plantas, el proceso general de detección de estímulos que llevan a una respuesta es el siguiente:

  1. Recepción del estímulo externo: aunque las plantas no poseen un sistema nervioso, sí poseen estructuras y compuestos que sirven de receptores y provocan una respuesta.
  2. Comunicación interna: cuando una planta detecta un estímulo, generalmente aumenta o disminuye la producción de una o varias hormonas vegetales. Estas producen alguna respuesta localizada o se movilizan al sitio de la planta que producirá una respuesta.
  3. Respuesta: las respuestas de las plantas están en su mayoría relacionadas con movimientos en alguna parte de la planta (rápidos o lentos) o activación y desactivación de procesos fisiológicos.

Los receptores en plantas incluyen algunas células epidérmicas, para el contacto físico; pigmentos, para detectar la luz solar; y algunas estructuras especializadas, para detectar la gravedad.

Un tipo de receptores en las plantas son gránulos llenos de almidón, llamados amiloplastos. Estos, normalmente sirven para almacenamiento de almidón en diferentes partes de la planta. Sin embargo, cuando estos gránulos se encuentran en la punta en crecimiento de tallos y raíces, sirven como receptores de la gravedad, debido a que caen y se asientan en el fondo de las células en respuesta a este estímulo. En este caso, los amiloplastos se denominan estatolitos.

Respuestas de las plantas a los estímulos

Las plantas pueden responder a una variedad de estímulos externos (ver Fig. 1), los cuales pueden deberse a:

  • Factores abióticos, cuando el cambio es ambiental.
  • Factores bióticos, cuando provienen de un ser vivo.

Las plantas responden a varios factores abióticos, como la humedad, la luz, la temperatura y la gravedad. Dentro de los factores bióticos podemos mencionar estímulos físicos por herbivoría (cuando son comidos por algún animal herbívoro), patógenos o comunicación con otras plantas u organismos asociados (como las micorrizas).

Las micorrizas son asociaciones mutualistas entre hongos y plantas. Los hongos se asocian a la raíz de la planta y la apoyan en la absorción de agua y minerales, mientras que reciben nutrientes de la planta.

Por otro lado, las respuestas de las plantas a estos estímulos pueden ser de dos tipos:

  • Crecimiento o movimiento: como las plantas no se desplazan, los movimientos que se producen están relacionados principalmente con la dirección del crecimiento (tropismos).
  • Fisiológicas: respuestas más relacionadas a procesos del desarrollo y maduración de la planta (floración, formación de frutos, germinación de una semilla, etc.). Estas respuestas son estimuladas, generalmente, por la cantidad de luz y oscuridad que recibe una planta (o fotoperiodo). También incluye respuestas a algún tipo de estrés (sequía, heladas, infecciones).

Hormonas vegetales

En la respuesta de las plantas a los estímulos son vitales las hormonas vegetales, o fitohormonas. Luego de la detección del estímulo, una o varias hormonas se encargan de producir una respuesta celular acorde al estímulo. El efecto de las hormonas puede darse en el mismo lugar donde son secretadas o viajar a través de la planta al órgano vegetal implicado.

Las hormonas vegetales son moléculas orgánicas que desencadenan en la planta una respuesta a un estímulo, que tiene efecto en el crecimiento y el desarrollo de las plantas.

Las hormonas vegetales presentan las siguientes características:

  • Cada hormona vegetal tiene una amplia gama de funciones y pueden trabajar de forma independiente, antagónica o conjunta, entre ellas, para regular un proceso fisiológico.
  • La producción de hormonas suele darse en cantidades bastante pequeñas.
  • Producen efectos activadores o inhibidores de distintos procesos de desarrollo y crecimiento en las plantas.

Aunque existen muchas hormonas vegetales, hay cinco tipos que son las más conocidas y estudiadas: Las auxinas, giberelinas, citoquininas, el ácido abscísico y el etileno.

Las auxinas, giberelinas y citoquininas se consideran, normalmente, activadoras del crecimiento, desarrollo y maduración de distintas partes de la planta; en cambio, el ácido abscísico y el etileno se consideran inhibidores del crecimiento o, más bien, activadores de procesos de envejecimiento (como la maduración de frutos y caída de las hojas). Sin embargo, como mencionamos, las hormonas suelen tener funciones variadas y pueden trabajar en conjunto para regular un proceso específico.

Movimientos de las plantas

Los movimientos que se dan en las plantas son principalmente de dos tipos: tropismos y nastias. Se diferencian en el tipo de estímulo que los provoca y la naturaleza de la respuesta.

Tropismos

Los tropismos se refieren a los movimientos de la planta, en respuesta a un estímulo, que afectan la dirección del crecimiento de sus distintos órganos. Por estar relacionados con el crecimiento, los tropismos se dan a mediano y largo plazo; son respuestas lentas, retardadas y permanentes. Además, los estímulos suelen ser continuos o estables en su periodicidad.

Dependiendo de la respuesta de la planta al estímulo, los tropismos pueden ser:

  • Positivos: cuando el órgano vegetal crece hacia el estímulo, como un tallo creciendo hacia la luz solar.
  • Negativos: cuando el órgano vegetal crece en dirección opuesta al estímulo, como una raíz creciendo en sentido contrario a la luz solar.

Con base al tipo de estímulo, los principales tropismos que encontramos en plantas pueden clasificarse como:

  • Fototropismo: respuesta a la luz (ver Fig. 2). Es positivo en el tallo y negativo en la raíz.
  • Geotropismo: respuesta a la gravedad (Fig. 3). El geotropismo, o gravitropismo, es positivo en la raíz y negativo en el tallo.
  • Hidrotropismo: respuesta a la presencia de agua. Se da principalmente en la raíz, que presenta un hidrotropismo positivo.
  • Tigmotropismo: respuesta a un estímulo físico, depende de la fuente del estímulo y de la estructura u órgano vegetal afectado.

Al encontrar alguna estructura para apoyarse, las plantas enredaderas desarrollan zarcillos que les permitan sujetarse a ellas.

  • Quimiotropismo: respuesta a una sustancia química; depende de la sustancia específica y la la estructura u órgano vegetal afectado.

Nastias

Las nastias también son movimientos de la planta en respuesta a un estímulo externo; pero, esta respuesta es más rápida y de duración temporal. Los estímulos que provocan las nastias suelen ser, también, rápidos, y la mayoría no son continuos o no tienen una periodicidad estable (excepto los períodos de luz solar).

Las nastias relacionadas al contacto físico incluyen el cierre de las hojas, como en la planta dormilona (Mimosa pudica) cuando son tocadas (Fig. 4) y en las plantas carnívoras para atrapar insectos.

Algunas flores se mantienen abiertas solo durante el día y se cierran durante la noche, otras tienen el patrón opuesto (como el dondiego de noche). El movimiento de las flores del girasol, siguiendo al sol durante el día, también es una nastia.

Relación de las plantas Nastia de Mimosa pudica en respuesta al contacto físico donde cierra los foliolos StudySmarter

Fig. 4: La planta Mimosa pudica cierra sus foliolos al ser tocada. Se trata de una nastia.

Fotoperiodismo

Como todos sabemos, uno de los factores que más afecta a una planta es la luz. Ya mencionamos que esta sirve de indicador para el fototropismo y, además, es la fuente de energía para que las plantas lleven a cabo la fotosíntesis. Sin embargo, la influencia de la luz va más allá, ya que también señaliza a la planta cuándo activar distintos procesos de su ciclo de vida. Para este tipo de respuestas fisiológicas y del desarrollo, no solo importa la dirección de la cual proviene la luz, sino la proporción de luz y sombra que recibe una planta (fotoperiodo).

El fotoperiodo es la proporción o número de horas de luz y oscuridad a las que un organismo es expuesto durante un período de 24 horas.

Fotoperiodismo es la respuesta fisiológica de un organismo a los cambios en la proporción del número de horas de luz y oscuridad que recibe.

El fotoperiodismo regula procesos como la floración, la formación de brotes de invierno, la maduración de frutos y la caída de hojas. Aunque la temperatura y la intensidad de la luz afectan al desarrollo de la planta, no son indicadores precisos de los cambios estacionales, porque fluctúan de un año a otro. En cambio, la duración del día es un mejor indicador de la estación, por ser más estable a través de los años.

Fitocromos

Las plantas, al igual que los animales, poseen receptores para detectar los cambios en su entorno. Dentro de los receptores más importantes en las plantas, están los fitocromos, un tipo de fotorreceptores.

Los fotorreceptores son estructuras o compuestos que detectan la luz. Los fotorreceptores están formados por cromoproteínas.

  • Una cromoproteína está formada por una proteína unida a un pigmento que absorbe la luz.
  • Los fitocromos son pigmentos vegetales que absorben la luz, principalmente en los rangos de longitud de onda roja y roja lejana.

El sistema de fitocromos permite a las plantas detectar los cambios estacionales (fotoperiodo), según la cantidad de luz roja y roja lejana. Por lo tanto, los fitocromos indican a la planta cuando activar respuestas fisiológicas acordes a la estación del año.

Relación de las plantas - Puntos clave

  • Las plantas detectan cambios en su entorno por medio de receptores, que incluyen algunas células epidérmicas (para contacto físico), fotorreceptores (para diferentes longitudes de onda de la luz solar) y amiloplastos (para la gravedad).
  • Los estímulos que captan las plantas se deben a factores bióticos (herbivoría, patógenos, otras plantas, organismos mutualistas) y abióticos (humedad, luz, temperatura, gravedad, etc.).
  • Al detectar un estímulo, las plantas producen fitohormonas (mensajeros químicos) que envían señales para iniciar cambios fisiológicos en respuesta a estos estímulos.
  • Las respuestas de las plantas incluyen cambios de dos tipos: de crecimiento o movimiento, que son movimientos relacionados principalmente a la dirección del crecimiento (tropismos); y cambios fisiológicos, más relacionados con el desarrollo y maduración de la planta, activando procesos que son parte de su ciclo de vida (floración, formación de frutos, germinación de una semilla, etc.).
  • Las respuestas en el desarrollo de la planta (ciclo de vida) son estimuladas, generalmente, por la cantidad de luz y oscuridad que recibe una planta, o fotoperiodo.

References

  1. Fig. 4 - Imagen por Berkshire Community College Bioscience Image Library (https://www.flickr.com/photos/internetarchivebookimages/20723053176/), Dominio público.

Preguntas frecuentes sobre Relación de las plantas

La función de relación en las plantas se da cuando receptores detectan cambios en su entorno, debido a factores bióticos (herbivoría, patógenos, otras plantas) y abióticos (humedad, luz, temperatura, gravedad, etc.). 


Esto, generalmente, provoca la síntesis de hormonas vegetales que desencadenan una serie de reacciones para emitir una respuesta acorde al estímulo. Las respuestas de las plantas incluyen cambios en su crecimiento y desarrollo.

Las plantas responden a los estímulos del medio ambiente, principalmente, por medio de la producción de hormonas vegetales. 


Las hormonas producen cambios de dos tipos: 

  • Crecimiento o movimiento: los movimientos que se producen están relacionados principalmente con la dirección del crecimiento, llamados tropismos (por ejemplo, el crecimiento de los tallos hacia la luz se debe al fototropismo positivo).
  • Desarrollo: son respuestas fisiológicas más relacionadas con el desarrollo y maduración de la planta. Se activan procesos que son parte de su ciclo de vida (floración, formación de frutos, germinación de una semilla, etc.).

Las nastias son movimientos de la planta en respuesta a un estímulo externo; la respuesta suele ser relativamente rápida y de duración temporal. Los estímulos que provocan las nastias,suelen ser también rápidos, y la mayoría no son continuos; es decir, son esporádicos. 


Ejemplos de nastias son el cierre de las hojas, como en la Mimosa púdica, o planta dormilona, cuando son tocadas; y,en las plantas carnívoras para atrapar insectos. También el movimiento de las flores del girasol, siguiendo al sol durante el día, es un tipo de fotonastia.

El tropismo se refiere a los movimientos de la planta, en respuesta a un estímulo, que afectan la dirección del crecimiento de sus distintos órganos. Por estar relacionados con el crecimiento, los tropismos se dan a mediano y largo plazo; son respuestas lentas, retardadas y permanentes. 


Además, los estímulos suelen ser continuos o estables en su periodicidad. El crecimiento del tallo hacia la luz y de la raíz hacia la dirección contraria a esta se debe al fototropismo.

Las hormonas vegetales influyen en el crecimiento, desarrollo y maduración de la planta. Casi cualquier proceso fisiológico en la planta está controlado por las hormonas vegetales, que los activan o inhiben, dependiendo de las condiciones externas. 


Las hormonas vegetales tienen comúnmente más de una función y trabajan de forma independiente, antagónica, o conjunta entre ellas.

Cuestionario final de Relación de las plantas

Pregunta

¿Qué procesos ayudan a regular las hormonas vegetales en las plantas?

Mostrar respuesta

Answer

Las hormonas vegetales ayudan a regular el crecimiento y el desarrollo en respuesta a los estímulos del entorno de la planta.

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Pregunta

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera sobre la transducción de señales?

Mostrar respuesta

Answer

Amplifican los efectos de pequeñas cantidades de hormonas.

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Pregunta

_____ es la tendencia de las plantas a crecer hacia la luz.

Mostrar respuesta

Answer

Fototropismo.

Show question

Pregunta

¿Cómo actuán las auxinas para que una planta crezca hacia la luz?

Mostrar respuesta

Answer

La auxina se acumula en el lado de la sombreado del tallo, haciendo que las células se alarguen de ese lado, por lo que la planta se inclina hacia la fuente de luz.

Show question

Pregunta

Las hormonas vegetales que intervienen (como activadoras o inhibidoras) en la dominancia del meristemo apical (dominancia apical) son:

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Answer

Giberelinas.

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Pregunta

_____ es cuando la punta del tallo (meristema apical) impide el desarrollo de yemas axilares (crecimiento lateral) para que la planta pueda seguir creciendo hacia la luz del sol.

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Answer

Crecimiento secundario.

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Pregunta

¿En cuál de los siguientes aspectos NO juegan un papel importante las giberelinas?

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Answer

Ayudar a la semilla a utilizar sus reservas para el crecimiento.

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Pregunta

¿Cuál de las siguientes NO es una función de las citoquininas?

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Answer

Promueve el crecimiento de los brotes cuando está en concentraciones más altas que la auxina.

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Pregunta

¿Qué hormona es la responsable de iniciar el cierre de los estomas ante la falta de agua?

Mostrar respuesta

Answer

Giberelinas.

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Pregunta

¿Cuál de las siguientes es una función del ácido abscísico?

Mostrar respuesta

Answer

Promueve la dominancia apical de los brotes.

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Pregunta

Si compras plátanos y observas que parecen haber madurado de la noche a la mañana, lo más probable es que estés observando los efectos de ¿qué hormona vegetal?

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Answer

Giberelinas.

Show question

Pregunta

¿Qué ocurre cuando se cortan las puntas de los tallos de las plantas y por qué?

Mostrar respuesta

Answer

El fototropismo no tiene lugar, porque en las puntas de los tallos se encuentra una mayor concentración de auxina (lo que conduce a la dominancia apical). Cuando se elimina esto, la auxina ya no puede desencadenar la respuesta de crecimiento hacia el estímulo de la luz.

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Pregunta

El ácido abscísico (ABA) _____ los estomas (poros en las plantas) en tiempos de _____.

Mostrar respuesta

Answer

Abre, calma.

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Pregunta

Las giberelinas pueden utilizarse para:

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Answer

Aumentar el tamaño y el rendimiento de los frutos.

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Pregunta

Completa la oración con el nombre de la fitohormona correspondiente: ____ estimulan la germinación de las semillas, mientras que ____ la inhibe al promover su latencia.

Mostrar respuesta

Answer

Las giberelinas, el ácido abscísico.

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Pregunta

Completa la oración con el nombre de la fitohormona correspondiente: Las ____ estimulan el crecimiento en longitud de la planta, mientras que las ____ estimulan el crecimiento en grosor.

Mostrar respuesta

Answer

Auxinas, citoquininas.

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Pregunta

El gravitropismo ____ se refiere al crecimiento ascendente de la punta del tallo.

Mostrar respuesta

Answer

Perpendicular.

Show question

Pregunta

El ____ se refiere a la respuesta de una planta a la duración del día y la noche.

Mostrar respuesta

Answer

Gravitropismo.

Show question

Pregunta

Explique qué son los tropismos de las plantas.

Mostrar respuesta

Answer

Los tropismos son las respuestas de las plantas a estímulos ambientales, al desarrollar sus tallos, raíces u hojas hacia o lejos del estímulo.

Show question

Pregunta

Menciona algunas estructuras que pueden ser utilizadas por las plantas como receptores, indicando a qué estímulo responden:

Mostrar respuesta

Answer

Células epidérmicas para el contacto físico. 

Fotorreceptores para la luz solar (como los fitocromos para el fotoperiodo).  

Amiloplastos para detectar la dirección de la gravedad.

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Pregunta

Todos los movimientos en las plantas se relacionan con la dirección del crecimientos por lo que son lentos y permanentes.

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Answer

Falso.

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Pregunta

¿Cuáles de las siguientes características NO son correctas en relación a las hormonas vegetales?

Mostrar respuesta

Answer

Cada hormona vegetal tiene una amplia gama de funciones y pueden trabajar de forma independiente, antagónica, o conjunta.

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Pregunta

Las plantas pueden responder a los siguientes factores abióticos:

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Answer

Humedad.

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Pregunta

¿Cuáles son los dos tipos de respuestas de una planta a los estímulos?

Mostrar respuesta

Answer

De crecimiento o movimiento y fisiológicos (relacionados con el desarrollo y maduración).

Show question

Pregunta

____ afectan la dirección del crecimiento de los distintos órganos de una planta, se dan a mediano y largo plazo, y son respuestas lentas, retardadas y permanentes.

Mostrar respuesta

Answer

Los tropismos.

Show question

Pregunta

Una raíz presenta (tipo de tropismo) positivo y (tipo de tropismo) negativo.

Mostrar respuesta

Answer

Geotropismo (también hidrotropismo), fototropismo.

Show question

Pregunta

Ejemplos de fotoperiodismo incluyen:

Mostrar respuesta

Answer

Fototropismo.

Show question

Pregunta

¿Cuál de las siguientes respuestas podría emitir una planta en respuesta a un herbívoro?

Mostrar respuesta

Answer

Tigmotropismo.

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Pregunta

El ____ es la respuesta fisiológica de un organismo a los cambios en la proporción del número de horas de luz y oscuridad que recibe. Estos cambios son detectados por los ____ que absorben la luz principalmente en los rangos de longitud de onda roja y roja lejana.

Mostrar respuesta

Answer

Fotoperiodismo, fitocromos (fotorreceptores).

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Pregunta

En un girasol, la cabeza floral sigue la dirección del sol debido a ____, mientras que su tallo crece en dirección al sol debido a ____.

Mostrar respuesta

Answer

Nastia / fototropismo.

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Pregunta

Completa la siguiente oración cambiando el texto entre paréntesis por la opción correcta: En una planta tirada de lado en completa oscuridad, el tallo aún crece hacia arriba y la raíz, hacia abajo. Esto es en respuesta al (tipo de tropismo) gracias a receptores llamados (tipo de receptor) que detectan (estímulo).

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Answer

Geotropismo (o gravitropismo), estatolitos, la gravedad.

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Pregunta

¿Cómo afecta la auxina al crecimiento de los brotes?

Mostrar respuesta

Answer

Una mayor concentración de auxina en los brotes favorece la elongación celular, haciendo que el brote se doble alejándose de la región con mayor concentración de auxina.

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Pregunta

¿Cómo afecta la auxina al crecimiento de las raíces?

Mostrar respuesta

Answer

Una concentración elevada de auxina en las raíces suprime la elongación celular, por lo que las células crecen lentamente en la parte inferior mientras crecen normalmente en la parte superior, haciendo que la raíz se doble hacia la concentración elevada de auxina que está hacia abajo.

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Pregunta

¿Cuáles de las siguientes opciones son correctas en relación a los tropismos?

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Answer

Son respuestas a estímulos externos a la planta.

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Pregunta

¿Qué tropismo es positivo en la raíz y negativo en el tallo?

Mostrar respuesta

Answer

Fototropismo.

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Pregunta

¿Cuáles de los siguientes elementos o factores están involucrados en el fototropismo?

Mostrar respuesta

Answer

Luz solar azul.

Show question

Pregunta

¿Cuál de las siguientes opciones son correctas en relación a la auxina?

Mostrar respuesta

Answer

En altas concentraciones siempre promueve un rápido crecimiento celular.

Show question

Pregunta

La auxina aumenta su concentración:

Mostrar respuesta

Answer

En la parte sombreada del tallo en el fototropismo.

Show question

Pregunta

Las nastias y los tropismos son similares en que:

Mostrar respuesta

Answer

Pueden ser causados por estímulos externos.

Show question

Pregunta

Las nutaciones y los tropismos son similares en que:

Mostrar respuesta

Answer

Pueden ser causados por estímulos internos.

Show question

Pregunta

Las nutaciones en las plantas son:

Mostrar respuesta

Answer

Movimientos oscilatorios que presentan los órganos y otras estructuras vegetativas al crecer.

Show question

Pregunta

Completa la siguiente oración con el tipo de movimiento correcto: En plantas enredaderas, el tallo crece hacia un objeto sólido debido al _____. Este es facilitado por las _____ que aumentan la probabilidad de que se topen con algún objeto fijo que puedan usar de soporte.

Mostrar respuesta

Answer

Tigmotropismo, nutaciones.

Show question

Pregunta

¿Cuáles de los siguientes movimientos en las plantas pueden darse en respuesta al contacto físico?

Mostrar respuesta

Answer

Tigmotropismo.

Show question

Pregunta

¿En cuáles de los siguientes movimientos de las plantas importa la dirección del estímulo?

Mostrar respuesta

Answer

Tropismos en general.

Show question

Pregunta

Una semilla germina bajo el suelo, donde la luz no llega. ¿Cómo detectan los brotes y las raíces hacia dónde crecer?

Mostrar respuesta

Answer

Por el gravitropismo positivo en la raíz y negativo en los brotes.

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Pregunta

¿Qué movimientos en las plantas pueden darse como respuesta factores bióticos?

Mostrar respuesta

Answer

Nastias.

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