Fisiologia Vegetal

FISIOLOGIA VEGETAL

201711_31

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

UNAD

ABRIL DE 2012

FISIOLOGIA VEGETAL

201711_31

Aportes Trabajo Colaborativo 2

PRESENTADO ALTUTOR:

ING. GERMAN CASTELLANOS

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

UNAD

CEAD FACATATIVA

ABRIL DE 2012

INTRODUCCIÓN

Este trabajo colaborativo tiene como intencionalidad profundizar sobre las funciones de las plantas, aspecto vital para el desarrollo y producción agrícola y ambiental en términos de un ecosistema. Dentro de éste se analizará los procesos desde la reproducción, germinación, respiración, nutrición, crecimiento y desarrollo con lo cual se busca comprender la dinámica que tienen las planta, como seres vivos, y sus contribuciones para la vida del planeta.

El estudio de la fisiología vegetal permite identificar las relaciones existentes entre la anatomía de las plantas, la ecología y la fitoquímica, así como la influencia de dichos aspectos con el manejo agronómico y la producción de los cultivos.

Es así como identificar las etapas de desarrollo y la duración de las mismas en una zona agroecológica determinada, comprender la respuesta de las plantas a través de su arquitectura y conocer el metabolismo fotosintético, permiten diseñar los arreglos y la técnica adecuada para alcanzar los rendimientos esperados.

En el contenido de esta actividad se analiza la fisiología vegetal de algunas plantas dedicadas a cultivos, se estudia sus condiciones anatómicas, su metabolismo y los reguladores de crecimiento con sus respectivas formulas de aplicación.

Responda a las siguientes preguntas:

1. ¿Nombre las principales características fisiológicas y anatómicas de las plantas con metabolismo las plantas C3, C4 y CAM dé ejemplos de plantas cultivadas de cada uno (recuerde que cada aporte debe contener la fuente debidamente referenciada.)

Las plantas C3 y la foto respiración:

Las plantas C3 reciben este denominativo porque en la etapa de fijación se producen compuestos de tres átomos de carbono (ácido fosfoglicérico).

Las plantas C3 tienen mucho éxito en ambientes húmedos y no muy cálidos. Ejemplo de estas plantas son la soya y el arroz. En ambientes cálidos y secos este tipo de plantas presenta serios problemas de crecimiento, debido a que su actividad fotosintética se ve reducida en tales condiciones atmosféricas. Las altas temperaturas y la poca humedad promueven que las estomas se cierren para conservar agua y no permitan el paso de CO2 de la atmósfera hacia las células de la planta. Al mismo tiempo el cierre de las estomas evita que el oxígeno salga de las hojas. De esta manera las concentraciones de CO2 pueden llegar a niveles muy bajos y las de O2 a niveles muy altos. En tales condiciones la enzima rabusco, que encargada de fijar el CO2, fija moléculas de O2 y como resultado del ciclo de Calvin se obtiene un compuesto de dos carbonos. Éste compuesto se desintegra en una molécula de H2O y en otra de CO2. A todo este proceso se lo conoce como foto respiración y no produce compuestos útiles para la síntesis de estructuras ricos en energía como la glucosa. En la foto respiración se da un consumo de ATP “inútil” ya que no existe formación de G3P. Por lo tanto, una alta tasa de foto respiración conduce a un menor crecimiento y rendimiento de la planta. Sin embargo, cuando las concentraciones de CO2 son muy bajas este proceso es necesario porque permite que la planta recicle y regenere el RuBP.

Dado que la foto respiración no resulta beneficiosa para la planta, numerosas plantas han desarrollando diferentes estrategias que les permiten evitar este proceso. Dos de los grupos más importantes de estas plantas son las plantas denominadas C4 y CAM, que se describen a continuación.

Las plantas C 4

Las plantas C4 a diferencia de las plantas C3fijan el CO2 inicialmente en una molécula de cuatro carbonos, que puede ser malato o aspartato. Es de esta característica que estas plantas reciben el nombre de plantas C4. De la misma forma la fotosíntesis que realizan se conoce como fotosíntesisC4. En realidad esta fotosíntesis y la fotosíntesis delas plantas C3 son en similares en ciertos aspectos, pero las diferencias entre estas son de gran importancia. La fotosíntesis C4 potencia la incorporación de CO2 al proceso fotosintético y reduce la perdida de agua por transpiración. Es por eso que gran parte de las plantas lugares cálidos y secos, y fríos y secos sonde este tipo. Los compuestos a los que el CO2 es fijado inicialmente en estas plantas, a diferencia RuBP, no puede fijar O2. Es así que, aunque la concentración de CO2 baje mucho y la de O2 suba, el CO2 puede seguir siendo fijado. No obstante, su estrategia para evitar la foto respiración no solo consiste en utilización de otros compuestos para fijar el CO2 .Además, las plantas C4 presentan una compartimentalización de la fase oscura. Es decir, que una parte de la fase oscura se da un lugar y la otra en otro lugar. Inicialmente el CO2 es fijado en malato o aspartatoen las células del mesófilo y luego estos compuestos son transportados dentro de las células de la vaina. Allíse libera el CO2 para ser fijado como fosfoglicerato, que es en la forma en la que se incorpora al ciclo de Calvin anteriormente descrito. Las células de la vaina en las plantas C4 son muy impermeables al paso de CO2, y por consiguiente la concentración del dióxido de carbono se mantiene alta dentro de éstas.

El ciclo de la fase oscura de estas plantas implica un mayor gasto de energía ya que para reiniciar el proceso es necesario un ATP. Sin embargo, esta desventaja frente a las plantas C3 se ve ampliamente compensada si es que las condiciones ambientales favorecen la foto respiración en las plantas C3. Además, una planta C4 puede utilizar menos nitrógeno y agua. El ejemplo clásico de una plantaC4 es el maíz (Zea mays.)

Las plantas CAM

Estas plantas se caracterizan por presentar carboxilaciones separadas en el tiempo. La absorción de CO2 o curre durante la noche y recién durante eludía se da el ciclo de Calvin. Esta adaptación va más allá que la de las plantas C4 puesto que se evita la transpiración de gran manera, manteniendo los estomas cerrados durante el día. Al mismo tiempo se evita la foto respiración, manteniendo la concentración interna de CO2 lo suficientemente elevada .Las plantas CAM más típicas son las crasuláceas y las cactáceas aunque muchas orquídeas, euforbiáceas y otras compuestas también se ajustan a este modelo. Estas plantas usualmente están adaptadas acondiciones tan agrestes como las de los desiertos. En realidad la fotosíntesis CAM constituye una de sus principales adaptaciones para vivir en climas muy cálidos y con poca humedad. Estas plantas fijan el CO2 en forma de malato exclusivamente durante la noche, cuando la pérdida de agua por transpiración es pequeña. El malato es guardado en las vacuolas, que por lo general se encuentran en abundancia. Esto se debe a que gran parte de las plantas CAM son suculentas y tienen una gran cantidad de parénquima hídrico capaz de almacenar agua y malato. La acumulación del malato es la causa de que los cactus y otras CAM aparezca agrias por la mañana, mientras que la fotosíntesis durante el día convierte el ácido en azúcar por lo que los cactus son mas dulces al final del día. Durante el día el malato es descarboxilado y se da el ciclo de Calvin. Es decir, que el CO2 fijado durante la noche es liberado para entrar a al fase oscura de la fotosíntesis. Durante la descarboxilación es importante el control enzimático para evitar un ciclo fútil en el que el dióxido de carbono liberado es nuevamente fijado en malato. El ciclo fútil implica un coste energético pero no produce productos útiles para la planta. En las plantas C4 este ciclo se previene situando los pasos de descarboxilación en una parte distinta, como se describió anteriormente. En las plantas CAM, en cambio, se evita por control enzimático. Usualmente las plantas CAM son facultativas pudiendo comportarse como plantas C3y CAM dependiendo de las condiciones. En Bryophylum sp. (Familia de las crasuláceas), por ejemplo, días cortos y noches frías hacen que la planta cambie de C3 a CAM. Esto contrasta con las plantas C4 que realizan fotosíntesis C4 de forma obligada. La naturaleza opcional facultativa de las CAM puede conducir a una progresión que va desde la estricta fotosíntesis C3 a una mezcla de C3 y CAM, a CAM plena y hacia lo que se conoce como CAM “inútil”. En este último caso los estomas se mantienen cerrados durante el día y la noche. Este modelo “inútil” no permite una ganancia neta decarbono pero permite que la pérdida del mismo yagua sea extremadamente baja. Esta es la razón por la que algunas plantas CAM pueden sobrevivir durante meses sin sistema radicular. Es decir que pueden sobrevivir meses sin incorporación de agua o sales a su sistema.

2. ¿Consulte qué reguladores de crecimiento se utilizan en un cultivo de su región, para qué se utilizan, en que dosis y fase de cultivo?

3. De lo consultado cada estudiante redacta una síntesis y sube su aporte al foro con las fuentes debidamente citadas (máximo 3 páginas).

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