PLANTAS COMO MEDIOS DE ENSEÑANZA EN PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE BOTÁNICA, CARRERA INGENIERÍA EN AGRONOMÍA
PLANTS AS TEACHING RESOURCES IN LABORATORY PRACTICES OF BOTANICAL, ENGINEERING IN AGRONOMY
Autores: Carlos J. Acevedo Rodríguez
José Raúl Cárdenas Martínez
Idania Machado Martínez
Institución: Universidad de Ciego de Ávila Máximo Gómez Báez, Cuba
Correo electrónico: joseraul@sma.unica.cu
RESUMEN
Las muestras vegetales, constituyen medios de enseñanza necesarios en la asignatura Botánica, carrera Ingeniería en Agronomía. En este trabajo se expone una lista de plantas útiles para dicho propósito. El inventario se compone de 91 especies y una variedad, agrupadas en 83 géneros y 37 familias, en las que Fabaceae y Poaceae son las mejores representadas. Las plantas con mayor frecuencia de uso en los laboratorios son los representantes del género Citrus, Musa paradisiaca, Phaseolus vulgaris, Saccharum officinarum y Zea mays. Los contenidos: clasificación de flores e inflorescencias, clasificación de frutos, clasificación de semillas y estructuras diseminadoras e identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta, utilizan un mayor número de muestras. En la lista, existe un predominio de plantas frutales, ornamentales, y pastos y forrajes.
Palabras clave: Especies, Frutales, Muestras vegetales, Ornamentales, Pastos y forrajes, Programa de estudio.
ABSTRACT
The plant samples are necessary teaching resourcesin the Botany, Engineering in Agronomy. In this work a list of useful plants for that purpose is exposed. The inventory consists of 91 species and one variety, grouped into 83 genera and 37 families, in which Fabaceae and Poaceae are the best represented. The plants most frequently used in laboratories are the representatives of the genus Citrus, Musa paradisiaca, Phaseolus vulgaris, Saccharum officinarum and Zea mays. The contents: classification of flowers and inflorescences, classification of fruits, classification of seeds and disseminating structures and identification and classification of representative specimens of the Magnoliophyta Division, use a greater number of samples. In the list, there is a predominance of fruit, ornamental plants, and pastures and forages.
Key words: Fruit plants, Ornamentals, Pastures and forage, Plant samples, Species, Study program
INTRODUCCIÓN
La Botánica es la ciencia que estudia a las plantas (Font Quer, 2000), dicho término se acuña en el siglo VI (D de C), España, con la obra “Butanicum herbarum diciturquodibi herbaenotentur”, del Santo Católico Isidoro (Barney et al., 2006). Sin embargo, el conocimiento sistemático de las plantas, es mucho más antiguo, manifestándose en trabajos de Teofrasto, Hipócrates y Aristóteles, así como de autores anónimos de Egipto y Mesopotamia (Rivera et al., 2014).
En Cuba, la primera publicación relacionada con las ciencias vegetales, es de Gonzalo Fernández de Oviedo Valdés, titulada “Historia General y Natural de las Indias”, la cual compila observaciones de especies, realizadas por el almirante Cristóbal Colón y sus continuadores (Banasco-Almentero, Hernández-Mujica, J.L. y Álvarez, 2011). Posteriormente, el 30 de mayo de 1817, se creó el Jardín Botánico de La Habana, por la Sociedad Patriótica de Amigos del País, y gracias a la llegada a Cuba de Martín Sessé, quien ofreció sus servicios para formar a un grupo de jóvenes en el campo de la investigación botánica (Blanco et al., 1993). Sin embargo, es Félix Varela Morales quien contribuye significativamente en la enseñanza de esta ciencia natural, con la publicación de cuadernos y la introducción de los métodos de observación y experimentación (Banasco-Almentero, Hernández-Mujica, J.L. y Álvarez et al., 2011).
Las prácticas de laboratorios constituyen un aspecto clave en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias naturales, tanto en la fundamentación teórica que puede aportar a los estudiantes, como en el desarrollo de habilidades y destrezas. En la formación del Ingeniero en Agronomía, la Botánica forma parte de la disciplina Biología, en donde las prácticas de laboratorios ocupan el 43 % del fondo de tiempo total (60 horas clases) (Cárdenas, 2017). Entre las herramientas para el aprendizaje de la asignatura, se encuentran la realización de herbarios, la utilización de dibujos, esquemas florales y la observación de ejemplares vivos, los cuales ilustran las explicaciones del profesor.
En la actualidad, la enseñanza de la Botánica posee dificultades con la obtención de muestras vivas y conservadas, generalmente relacionadas con la logística. Sobre este aspecto, investigadores y docentes han recurrido al uso de herramientas informáticas, basadas en el procedimiento de “Mapa Conceptual”.
Si bien, el empleo de laboratorios virtuales contribuye al carácter semipresencial y a la autopreparación, su uso excesivo impone una barrera entre el hombre y la naturaleza. En este sentido, Moreno (2007) señala que el primer contacto con la Botánica debería ser la naturaleza, para buscar las plantas y que esta no debe confinarse a palabras, dibujos o fotos.Una solución para el desarrollo de prácticas de laboratorios, estaría enfocada hacia la elaboración de una lista de plantas con fines docentes, la cual generaría un abanico de posibilidades, en cuanto a la obtención de muestras vivas y conservadas. A partir de lo anteriormente expuesto, este trabajo expone un inventario de plantas como medios de enseñanza para el estudio de la asignatura Botánica, en la carrera de Ingeniería en Agronomía. Dicha lista constituirá un referente para profesores y alumnos en la preparación de prácticas de laboratorio y confección de herbarios.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se revisó y analizó los contenidos abordados en prácticas de laboratorio; y muestras utilizadas (Cárdenas, 2017). Los laboratorios que abordan el estudio sistemático de las familias de angiospermas, se unificaron bajo el título: Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta. En la selección de los taxones se tuvo en cuenta la importancia agrícola, alta representatividad en agrosistemas y áreas cercanas a la Universidad de Ciego de Ávila, así como la presencia de estructuras microscópicas y macroscópicas conspicuas como: brácteas, bolsas lisígenas, bulbos, pelos, rizomas, tubérculos, entre otros. La identificación de las plantas se realizó sobre la base de la experiencia de los autores y la revisión de la literatura especializada (León, 1946; León y Alain, 1951; Alain, 1953, 1957; 1964; Fuentes, 2003; Sánchez, 2006; Areces-Berazaín y Fryxell, 2007; Beurton, 2008; Rankin y Greuter, 2009; Catasús, 2011). Los nombres científicos de las familias y especies se actualizaron según Greuter y Rankin (2017).
Para ampliar los conocimientos de docentes y estudiantes en cuanto al valor etnobotánico de las plantas seleccionadas, estas se clasificaron en: arvense; cereal, grano y oleaginosa; forestal; frutal; hortaliza; medicinal; ornamental; pasto y forraje; producción de azúcar y derivados; producción de café y tabaco; producción de fibra; y tubérculo y rizoma. En este aspecto, se utilizó la bibliografía consultada para la identificación taxonómica, así como los criterios de Ly (2005), Pinto-Ruiz et al. (2005), Roig (2014) y la Lista de Variedades Comerciales publicada en la Resolución Nº. 169/2017 de la Gaceta Oficial de La República de Cuba.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El inventario se compone de 91 especies vegetales y una variedad (Citrus × aurantium var.sinensis), las cuales poseen potencialidades para su uso en las 10 prácticas de laboratorio propuestas por Cárdenas (2017). Los taxones se agrupan en 83 géneros y 37 familias, Fabaceae y Poaceae las mejores representadas, con 7 y 12 especies respectivamente (Tabla 1). El uso recurrente de leguminosas y gramíneas en prácticas de laboratorio está determinado por la importancia agrícola que poseen, entre las que se encuentran la producción de azúcar, cereales, granos, y pastos y forrajes (Oquendo et al., 2006; Catasús, 2011; Roig, 2014).
Entre las plantas con mayores frecuencias de uso se encuentran los representantes del género Citrus, Musa paradisiaca, Phaseolus vulgaris, Saccharum officinarum y Zea mays (Tabla 1). Las especies del género Citrusson empleadas en el estudio de bolsas lisígenas (tejido secretor), mediante un corte tangencial del exocarpo del fruto y/o la observación a través de la luz de una hoja. Sobre este tema, Rudall (2007) clasifica a las bolsas lisígenas como conductos secretores de aceites, resinas y mucílago. La formación de dichas estructuras, se producen a partir de la degradación de la pared celular, que en ocasiones se combina con su separación (Beck, 2005). Por otra parte, los cítricos constituyen un exponente de la familia Rutaceae y se refieren como especies de frutales para Cuba (Fuentes, 2003) de ahí su importancia en la enseñanza de la Botánica. En ellos aparecen características macromorfológicas como: la presencia de espinas solitarias e inermes, hojas 1-folioladas con peciolo alado, flores hermafroditas, actinomorfas y fruto en hesperidio (baya carnosa plurilocular, con exocarpo coriáceo) (Beurton, 2008). Estos caracteres son abordados en prácticas de organografía y sistemática vegetal a partir de material vegetal fresco.
En la especie Musa paradisiaca se observa el tejido parénquima aerífero mediante un corte transversal del peciolo. Esta estructura, es típica de plantas acuáticas y palustres, y se caracteriza por poseer un desarrollado de espacios intercelulares, el cual facilita el intercambio gaseoso (Rudall, 2007). En la planta se observan estructuras y órganos como: rizoma, pseudotallo formado por las vainas de las hojas, inflorescencias sobre un gran escapo rodeado por el pseudotallo, presencia de una gran bráctea navicular, flores funcionalmente imperfectas y fruto en baya alargada (García-Beltrán, Granado, y Bécquer, 2017).
Phaseolus vulgarises sugerida para el estudio de la raíz, donde se evidencian nódulos, las cuales se originan mediante la simbiosis rizobio-planta, que permiten la fijación del N2 (Naya, 2007). Además, constituye un modelo para los estudios de organografía y sistemática vegetal. Entre las características macromorfológicas que posee están: hojas compuestas (3-folioladas), alternas, flores marcadamente zigomorfas, mayormente papilionadas y fruto en legumbre (Aedo, 1996; García-Beltrán, Granado, y Bécquer, 2017). En los caso de Saccharum officinarum y Zea mays pueden observarse características distintivas de la familia Poaceae como: tallos aéreos y/o subterráneos (rizomas), hojas envainadoras con lígula adaxial, inflorescencia en espiga y fruto en cariopsis (Catasús, 2011; García-Beltrán, Granado, y Bécquer, 2017).
En ocasiones se dificulta la obtención de muestras, de especies anuales. En este sentido se hace necesaria la confección de herbarios, donde se aprecian órganos vegetativos y sexuales representativos. Otra opción, es la de usar plantas con características morfológicas similares. Ejemplo de lo anteriormente expuesto es el caso de Phaseolus vulgaris, la cual puede sustituirse por Clitoria ternatea, especie de leguminosa forrajera (Suárez et al., 2012). En el caso de las gramíneas, pueden utilizar como muestra alternativa a Panicum maximum, uno de los pastos y forrajes de mayor valor, muy apetecido por el ganado y altamente productivo (Catasús, 2011).
Los contenidos: clasificación de flores e inflorescencias, clasificación de frutos, clasificación de semillas y estructuras diseminadoras e identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta, utilizan un mayor número de muestras para la preparación y desarrollo de actividades de laboratorio. En la clasificación de flores e inflorescencias se emplean hasta 25 especies, mientras que para la clasificación de frutos, semillas y estructuras diseminadoras se usan 20 y 21 taxones respectivamente. En la identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta es necesario un mayor número de muestras (51 especies), pues se requiere de una elevada representatividad de plantas o ramas fértiles para el estudio sistemático de las 21 familias botánicas expuestas en el programa de la asignatura (Cárdenas, 2017).
En la lista existe un predominio de especies frutales (17), ornamentales (20) y pastos y forrajes (18). Aunque el programa de estudio abarca la mayor parte de plantas de interés agrícola, para próximos cursos deben incluirse otras familias productoras de rizomas y tubérculos como Dioscoreaceae, con la especie Dioscorea alata (Ñame), Marantaceae con Maranta arundinacea (Sagú) y Zingiberaceae con Zingiber officinale (Jenjibre). Estas especies han sido referidas como alimenticias, aromáticas y condimenticias (Z.officinale), y medicinales (Granados et al., 2012; Zambrano-Blanco, 2015). Por lo que se sugieren para los laboratorios de clasificación de raíces y tallos, así como en el estudio sistemático de la División Magnoliophyta.
CONCLUSIONES
Para la preparación y desarrollo de prácticas de laboratorio de la asignatura Botánica, se inventariaron 91 especies de plantas y una variedad; agrupadas en 83 géneros y 37 familias. Fabaceae y Poaceae poseen una mayor representatividad, determinadas por el valor agropecuario que poseen. Los representantes del género Citrus, Musa paradisiaca, Phaseolus vulgaris, Saccharum officinarum y Zea mays, constituyen las especies de mayor frecuencia de uso en las diferentes prácticas de laboratorios. Los contenidos: clasificación de flores e inflorescencias, clasificación de frutos, clasificación de semillas y estructuras diseminadoras e Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta, requieren de un mayor número de muestras. Existe un predominio de especies de frutales, ornamentales, y pastos y forrajes. Sin embargo, en próximas ediciones deben incluirse otras especies productoras de rizomas y tubérculos.
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
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Tabla 1. Inventario de plantas propuestas para su uso como medio de enseñanza en Prácticas de laboratorios de la asignatura Botánica, carrera Ingeniería en Agronomía
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Especie[Valor etnobotánico] |
Nombre vernáculo |
Familia |
Contenidos abordados en prácticas de laboratorio |
Estructuras u órganos estudiados |
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Agave americana L. [Orn, PFi] |
Henequén |
Asparagaceae |
Observación de tejidos de conducción, sostén y secretor |
Fibras de esclereidas procedentes de la hoja |
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Allium cepa L. [Hor, Med] |
Cebolla |
Amaryllidaceae |
Observación de células vegetales y orgánulos distintivos de este patrón celular |
Células procedentes del catáfilo |
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Observación de estructura primaria y secundaria de la raíz y el tallo. Clasificación de raíz y tallo |
Bulbos |
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Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Plantas fértiles |
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Ananas comosus (L.) Merr. [Fru] |
Piña |
Bromeliaceae |
Clasificación de frutos |
Frutos |
|
Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Plantas fértiles |
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Annona cherimola Mill. [Fru] |
Chirimoya |
Annonaceae |
Clasificación de flores e inflorescencias |
Flores |
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Clasificación de frutos |
Frutos |
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Identificación y clasificación de ejemplares representativos la División Magnoliophyta |
Ramas fértiles |
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Annona squamosa L.[Fru] |
Anón |
Annonaceae |
Clasificación de flores e inflorescencias |
Flores |
|
Clasificación de frutos |
Frutos |
|||
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Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Ramas fértiles |
|||
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Bidens pilosus L. [Arv, Med] |
Romerillo |
Asteraceae |
Clasificación de flores e inflorescencias |
Inflorescencias |
|
Clasificación de semillas y estructuras diseminadoras |
Semillas con vilano |
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Bothriochloa pertusa (L.) A. Camus[PaFo] |
Camagüeyana |
Poaceae |
Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Ramas fértiles |
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Capsicum annuum L.[Hor] |
Ají |
Solanaceae |
Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Plantas fértiles |
|
Carica papaya L. [Fru] |
Fruta bomba |
Caricaceae |
Clasificación de frutos |
Frutos |
|
Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Ramas fértiles |
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Citrus ×aurantiumL.[Fru, Med] |
Naranja agria |
Rutaceae |
Observación de tejidos de conducción, sostén y secretor |
Bolsas lisígenas del exocarpo del fruto y/o de las hojas |
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Observación de estructura primaria y secundaria de la raíz y el tallo. Clasificación de raíz y tallo |
Tallos leñosos |
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Clasificación de hojas |
Hojas |
|||
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Clasificación de flores e inflorescencias |
Flores |
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Clasificación de frutos |
Frutos |
|||
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Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Ramas fértiles |
|||
|
Clitoria ternatea L. [PaFo] |
Conchita azul |
Fabaceae |
Clasificación de flores e inflorescencias |
Flores |
|
Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Ramas fértiles |
|||
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Cocos nucifera L.[Fru, PFi] |
Coco |
Arecaceae |
Clasificación de semillas y estructuras diseminadoras |
Frutos |
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Colocasia esculenta (L.) Schott[TR] |
Malanga isleña |
Araceae |
Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Plantas fértiles |
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Cucurbita moschata(Duch. ex Lam.) Duch. exPoir.[Hor] |
Calabaza |
Cucurbitaceae |
Observación de tejidos embrionario, protección y fundamental |
Pelos epidérmicos del tallo y pecíolo |
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Clasificación de flores e inflorescencias |
Flores masculinas y femeninas |
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Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Plantas fértiles |
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Daucus carotaL.[Hor] |
Zanahoria |
Apiaceae |
Observación de estructura primaria y secundaria de la raíz y el tallo. Clasificación de raíz y tallo |
Raíces reservantes |
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Dichrostachys cinerea (L.) Wight & Arn.[Arv] |
Marabú |
Fabaceae |
Clasificación de semillas y estructuras diseminadoras |
Frutos y semillas |
|
Hibiscus rosa-sinensis L. [Or, PaFo] |
Marpacífico |
Malvaceae |
Clasificación de flores e inflorescencias |
Flores |
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Clasificación de hojas |
Hojas |
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Ipomoea batatas (L.) Lam. [TR, PaFo] |
Boniato |
Convolvulaceae |
Observación de estructura primaria y secundaria de la raíz y el tallo. Clasificación de raíz y tallo |
Raíces reservantes |
|
Clasificación de flores e inflorescencias |
Flores |
|||
|
Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Plantas fértiles |
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|
Mangifera indica L.[Fru, Med] |
Mango |
Anacardiaceae |
Clasificación de frutos |
Frutos |
|
Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Ramas fértiles |
|||
|
Manihot esculenta Crantz[TR] |
Yuca |
Euphorbiaceae |
Observación de estructura primaria y secundaria de la raíz y el tallo. Clasificación de raíz y tallo |
Raíces reservantes |
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Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Plantas fértiles |
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Manilkara zapota (L.) P. Royen[Fru] |
Níspero |
Sapotaceae |
Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Ramas fértiles |
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Momordica charantia L.[Arv, Med] |
Cundeamor |
Cucurbitaceae |
Clasificación de frutos |
Frutos |
|
Clasificación de semillas y estructuras diseminadoras |
Frutos y semillas |
|||
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Musa paradisiaca L.[Fru] |
Plátano |
Musaceae |
Observación de tejidos embrionario, protección y fundamental |
Canales aeríferos del pecíolo |
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Observación de estructura primaria y secundaria de la raíz y el tallo. Clasificación de raíz y tallo |
Sección transversal de raíces y rizomas |
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Clasificación de hojas |
Hojas |
|||
|
Clasificación de flores e inflorescencias |
Inflorescencias |
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Clasificación de frutos |
Frutos |
|||
|
Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Plantas fértiles |
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|
Nicotiana tabacum L.[PCT] |
Tabaco |
Solanaceae |
Observación de tejidos embrionario, protección y fundamental |
Pelos glandulares de la hoja y el tallo |
|
Clasificación de flores e inflorescencias |
Flores |
|||
|
Clasificación de semillas y estructuras diseminadoras |
Frutos y semillas |
|||
|
Oryza sativa L. [CGO] |
Arroz |
Poaceae |
Observación de estructura primaria y secundaria de la raíz y el tallo. Clasificación de raíz y tallo |
Raíces |
|
Clasificación de frutos |
Frutos |
|||
|
Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Plantas fértiles |
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Persea americana Mill.[Fru] |
Aguacate |
Lauraceae |
Clasificación de frutos |
Frutos |
|
Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Ramas fértiles |
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Phaseolus vulgaris L.[CGO] |
Frijol |
Fabaceae |
Observación de estructura primaria y secundaria de la raíz y el tallo. Clasificación de raíz y tallo |
Raíces embrionales y adultas |
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Clasificación de hojas |
Hojas |
|||
|
Clasificación de flores e inflorescencias |
Flores |
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Clasificación de frutos |
Frutos |
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Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Plantas fértiles |
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Pouteria sapota (Jacq.) H. E. Moore & Stearn[Fru] |
Mamey |
Sapotaceae |
Clasificación de frutos |
Frutos |
|
Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Ramas fértiles |
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Psidium guajava L. [Fru, Med] |
Guayaba |
Myrtaceae |
Clasificación de frutos |
Frutos |
|
Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Ramas fértiles |
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Saccharum officinarum L. [PAD, PaFo] |
Caña de azúcar |
Poaceae |
Observación de tejidos embrionario, protección y fundamental |
Meristemos intercalar del tallo aéreo |
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Observación de estructura primaria y secundaria de la raíz y el tallo. Clasificación de raíz y tallo |
Tallos aéreos y rizomas |
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Clasificación de hojas |
Hojas |
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Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Plantas fértiles |
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Solanum tuberosum L.[TR] |
Papa |
Solanaceae |
Observación de estructura primaria y secundaria de la raíz y el tallo. Clasificación de raíz y tallo |
Tubérculos |
|
Observación de tejidos embrionario, protección y fundamental |
Tubérculos |
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Talipariti elatum(Sw.) Fryxell [For] |
Majagua |
Malvaceae |
Clasificación de semillas y estructuras diseminadoras |
Frutos y semillas |
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Tradescantia spathacea Sw.[Med] |
Cordobán |
Commelinaceae |
Observación de células vegetales y orgánulos distintivos de este patrón celular |
Mesófilo y epidermis de la hoja |
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Observación de tejidos embrionario, protección y fundamental |
Epidermis de la hoja |
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Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott [TR] |
Malanga |
Araceae |
Observación de estructura primaria y secundaria de la raíz y el tallo. Clasificación de raíz y tallo |
Rizomas |
|
Clasificación de hojas |
Hojas |
|||
|
Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Plantas fértiles |
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Zea mays L. [CGO] |
Maíz |
Poaceae |
Observación de estructura primaria y secundaria de la raíz y el tallo. Clasificación de raíz y tallo |
Raíces |
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Clasificación de hojas |
Hojas |
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Clasificación de flores e inflorescencias |
Inflorescencias |
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Clasificación de frutos |
Frutos |
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Identificación y clasificación de ejemplares representativos de la División Magnoliophyta |
Plantas fértiles |
Leyenda: arvense (Arv); cereal, grano y oleaginosa (CGO), forestal (For), frutal (Fru), hortaliza (Hor), medicinal (Med), ornamental (Orn), pasto y forraje (PaFo), producción de azúcar y derivados (PAD), producción de café y tabaco (PCT), producción de fibra (PFi),y tubérculo y rizoma (TR).