1 / 33

PLANTAS TIPO C4

FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI. 2. PLANTAS TIPO C4. Son numerosas entre las gram

omer
Télécharger la présentation

PLANTAS TIPO C4

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

    1. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 1 PLANTAS TIPO C4 Se caracterizan por que en ellas el producto inmediato de la fijacin del CO2 es una molcula de 4 carbonos, lo que da el nombre a este grupo. Se conocen 18 familias de monocotiledneas y dicotiledneas: Amaranthaceae, Aizoaceae, Chenopodiaceae, Compositeae, Cyperaceae, Euphorbiaceae, Gramineae, Nyctaginaceae, Portulacaceae, Zigophyllaceae.

    2. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 2 PLANTAS TIPO C4 Son numerosas entre las gramneas. Las ms conocidas son los cereales originarios de pases calientes : maz, sorgo, mijo y la caa de azcar. Se caracterizan por su origen tropical (climas clidos) y su amplia destribucin en ambientes xerfitos. Se les denomina plantas con sindrome C4 porque presentan: - una morfologa, - una fisiologa y - una bioqumica que las diferencia de las plantas C3.

    3. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 3 PLANTAS C4 DIFERENCIAS MORFOLOGICAS A nivel de la estructura de las hojas: en las C3 anatoma clsica : cloroplastos se localizan en mesfilo; en las C4 : anatoma tipo KRANZ, caracterizada por la presencia de 2 coronas de clulas clorenquimticas concntricas que rodean a los haces vasculares: clulas del mesfilo (externas) y clulas de la vaina vascular(internas).

    4. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 4 COMPARACION ENTRE PLANTAS C3 C4

    5. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 5 PLANTAS C4 DIFERENCIAS MORFOLOGICAS A nivel celular : Las clulas de las coronas son distintas: - Las clulas de la vaina vascular son cilndricas, sin espacios de aire entre ellas; - Las clulas del mesfilo tienen un abundante contacto una con otra, y con espacios de aire entre si, pero mucho ms pequeos que los que se encuentran en el mesfilo lagunoso en las hojas de las C3.

    6. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 6

    7. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 7 PLANTAS C4 DIFERENCIAS MORFOLOGICAS A nivel de los cloroplastos : dimorfismo de los cloroplastos de estas 2 coronas debido a la especializacion. Este dimorfismo se debe a un : dimorfismo estructural y/o dimorfismo en el tamao. El dimorfismo estructural: - los cloroplastos de la capa del mesfilo tienen gran cantidad de discos tilacoideos apilados en granas, lo cual les permite llevar a cabo la FL de la fotosntesis; - los cloroplastos de la corona perivascular carecen de grana y presentan escasos tilacoides, encontrndose en el estroma de los mismos gran cantidad de grnulos de almidn, producto de su especializacin en la FO de la fotosntesis. El dimorfismo en el tamao : ? en el tamao del estroma de los cloroplastos de la vaina vascular en relacin a los cloroplastos del mesfilo.

    8. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 8 DIMORFIMOS DE CLOROPLASTOS

    9. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 9 PLANTAS C4 DIFERENCIAS FISIOLOGICAS En las plantas C4 los cloroplastos de la corona perivascular sus tilacoides carecen del fotosistema II, estando incapacitados por lo tanto de llevar a cabo la fotofosforilacin no cclica.

    10. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 10 PLANTAS C4 DIFERENCIAS FISIOLOGICAS En las plantas tipo C3, el proceso de fotosntesis se lleva a cabo en sus 2 fases en un mismo cloroplasto de una misma clula. En el caso de las plantas tipo C4 las fases del procesos de la fotosntesis se lleva a cabo en cloroplastos de clulas diferentes, es decir los cloroplastos de las clulas del mesfilo se encargan principalmente de la fase luminosa, mientras que los cloroplasto de la vaina perivascular se encargan principalmente de la fase oscura.

    11. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 11 PLANTAS C4 DIFERENCIAS BIOQUIMICAS Las plantas C4 se diferencian de las C3 por en ellas previo al Ciclo de Calvin se lleva a cabo una ruta bioqumica conocida como Ciclo de Hatch y Slack; el cual se caracteriza porque en este ciclo la molcula aceptora del CO2(C1) es una molcula de 3C dando lugar a un compuesto de 4 Carbonos lo que da el nombre al grupo. En el Ciclo de Hatch y Slack, el CO2 es unido a la molcula de PEP (C3) por una enzima diferente a la que se presenta en el Ciclo de Calvin y que corresponde a la PEP carboxilasa, la cual da lugar a OA.

    12. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 12 PLANTAS C4 DIFERENCIAS BIOQUIMICAS

    13. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 13 PLANTAS C4

    14. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 14 PLANTAS C4

    15. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 15 PLANTAS C4 DIFERENCIAS BIOQUIMICAS El OA se reduce a malato por accin de la NADP+ malato deshidrogenasa o se convierte en aspartato por accin de la aspartato amino transferasa. Segn factores como la especie, la edad de las hojas u otros factores uno de estos cidos ser el predominante.

    16. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 16 PLANTAS C4 DIFERENCIAS BIOQUIMICAS Los cidos dicarboxlicos abandonan los cloroplastos de las clulas del mesfilo, y difunden hacia las clulas de la vaina o corona perivascular y a nivel del citoplasma de estas clulas se descarboxilan por accin de una de un total de 3 enzimas descarboxilasas diferentes: a) la enzima mlica NADP+ dependiente; b) la enzima mlica NAD+ dependiente; y c) la enzima PEP carboxiquinasa.

    17. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 17 PLANTAS C4: descarboxilasa a) enzima mlica NADP+ dependiente

    18. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 18 PLANTAS C4: descarboxilasa b) enzima mlica NAD+ dependiente

    19. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 19 PLANTAS C4: descarboxilasa c) enzima PEP carboxiquinasa.

    20. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 20 PLANTAS C4 DIFERENCIAS BIOQUIMICAS Por este motivo las plantas C4 han sido divididas en 3 subgrupos segn el tipo de enzima utilizado. La accin de cualquiera de estas enzimas permite la liberacin del CO2 y ? su [ ] en las clulas de la vaina vascular, all el CO2 es utilizado por los cloroplastos de stas clulas siendo incorporado al Ciclo de Calvin. A este nivel el ATP necesario en el Ciclo de Calvin proviene de la fotofosforilacin cclica, y el NADP+H+ proviene de las deshidrogenacin descarboxilativa del cido mlico. La accin de las 2 descarboxilasas mlicas producen adems piruvato a nivel de las clulas de la vaina vascular, el cual difunde a las clulas del mesfilo en donde se trasforma en PEP por accin de la enzima piruvato fosfato dikinasa.

    21. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 21 PLANTAS C4 DIFERENCIAS BIOQUIMICAS Esta separacin de las 2 fases de la fotosntesis en sus compartimientos determinan que en las plantas tipo C4 la magnitud del proceso conocido como fotorrespiracin sea prcticamente no detectable. Estas diferencias a nivel anatmico, fisiolgico y bioqumico determinan: Que las plantas C4 presentan una > eficiencia fotosinttica que las plantas C3. Que las plantas C4 tiene un > costo de energa que las C3 .

    22. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 22 PLANTAS C4 DIFERENCIAS BIOQUIMICAS Por cada molcula de CO2 fijado en la ruta C4, una molcula de PEP debe de ser regenerada a expensas de 2 enlaces de alta energa, de los grupos fosfato del ATP. Por lo cual las plantas C4 requieren un total de 5 ATP para fijar una molcula de CO2, mientras que las plantas C3 requieren de slo 3 ATP. La asimilacin de CO2 a nivel de hexosa tiene un requerimiento de ATP/NADPH de 18/12 es decir 1.5 en plantas C3 y de 30/12 o sea 2.5 en plantas C4. Al aumentar la T, con lo cual la eficiencia de la RUBISCO por el CO2 disminuir, se alcanzar un punto alrededor de 28 a 30 oC donde la ganancia en eficiencia a partir de la eliminacin de la fotorespiracin en plantas C4 ser superior como para compensar este gasto energtico.

    23. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 23 PLANTAS METABOLISMO ACIDO CRASULACEO (MAC) Son plantas que desarrollan en zonas ridas. Tienen una alta economa del agua. Cierran sus estomas durante el da a fin de evitar la prdida del agua, lo que ocasiona la no fijacin del CO2 necesario para la fase oscura. Presentan una separacin en el tiempo del mecanismo de fijacin del CO2 con respecto, a la fase luminosa. La fijacin del CO2 se lleva a cabo durante las noche anterior, durante la cual se abren los estomas ya que existe menos riesgo de prdida de agua por transpiracin.

    24. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 24 PLANTAS XEROFITAS CRASULACEAS

    25. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 25 PLANTA CAM

    26. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 26 PLANTA CAM

    27. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 27 PLANTAS METABOLISMO ACIDO CRASULACEO (MAC) Nopresentan diferencia anatmica a nivel del mesfilo pero s presentan la bioqumica de las C4, razn por la cual pueden ser consideradas como intermediarios C3-C4. El CO2 es fijado en primera instancia por la PEP carboxilasa localizada en el citoplasma la cual da lugar al cido mlico . El cido mlico es almacenado en las vacuolas de las clulas vegetales provocando una disminucin nocturna del valor de pH dentro de la vacuola de 6 a 4, este incremento de la acidez es lo que le da el nombre de plantas tipo MAC.

    28. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 28 DIFERENCIAS C4 - MAC

    29. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 29 PLANTAS MAC

    30. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 30 PLANTAS MAC

    31. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 31 PLANTAS METABOLISMO ACIDO CRASULACEO (MAC) Al da siguiente estando los estomas cerrados sale el cido mlico del interior de la vacuola hacia el citosol donde se descarboxila dejando en libertad al CO2 el cual es usado en las reacciones del Ciclo de Calvin. Al ser descarboxilado el cido mlico el pH de la vacuola ? durante el da. Al estar los estomas cerrados durante el da se evita la prdida de agua por transpiracin, as como la prdida del CO2 hacia la atmsfera, lo que incrementa la [ ] interna del CO2 permitiendo que la RUBISCO acte como carboxilasa principalmente, y limitando la tasa de fotorespiracin.

    32. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 32 PLANTAS C3 C4 MAC Especies tpicamente Especies tpicamente Especies tpicamente temperadas: semitropicales: suculentas. Usualmente espinaca, trigo caa de azcar, muy pobre productividad. o cebada.Usualmente maz, armaranto. de productividad Siempre muy productivas. moderada. Carecen de anatoma Anatoma tipo Kranz Carecen de anatoma tipo Kranz caracterstica esencial. tipo Kranz. El aceptor inicial El aceptor inicial El aceptor de CO2 de CO2 es la RbP de CO2 es el es el FEP en oscuridad (azcar de 5 carbonos) fosfoenolpiruvato y RBF en luz (cido de 3 carbonos)

    33. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 33 PLANTAS C3 C4 MAC Primer producto Primer producto Igual a C4 formado es formado es fosfoglicerato (3C) oxalacetato (4C) Slo 1 proceso de 2 procesos 2 procesos de fijacin de CO2 principales de fijacin fijacin separados principal de CO2 separados en el tiempo. espacialmente Fotorespiracin Fotorespiracin Fotorespiracin marcada mnima mnima

    34. FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI 34 PLANTAS C3 C4 MAC La mayora Casi siempre Generalmente presentan una presentan presentan tasa fotosinttica alta tasa baja tasa moderada fotosinttica fotosinttica Desarrollan bien Desarrollan bien Desarrollan bien en climas templados en alta luminosidad, en ambientes altas T y ambientes ridos semiridos. Tienen una prdida Tienen una prdida Conservan el agua de agua real de agua real en forma eficaz Se fotosaturan con un Realmente no se No se logran 1/5 de la luz solar. fotosaturan fotosaturar.

More Related