Universidad Autónoma Autónoma Chapingo UNIDAD REGIONAL UNIVERSITARIA DEL SURSURESTE Carrera de Ingeniero Agrónomo Especialista en Zonas Tropicales
QUINTO AÑO Procesos fisiológicos vegetales REPORTE DE PRÁCTICA
Medición del potencial hídrico atraves del cambio de peso y volumen Presenta Acevedo Vargas Reyes Magaña Caamal José Jacinto Montejo Lopés Jaime Pérez Méndez Jacinto Pérez Sánchez Oldin
Dr. Sweetia Ramírez Ramírez
San José Puyacatengo, Puyacatengo, Teapa, Tabasco, Tabasco, a 05 de diciembre del 2012.
IDENTIFICACIÓN DE PLANTAS C3 Y C4
Introducción
En las reacciones de fijación del carbono que ocurren en el estoma, el NADPH y el ATP, producidos en las reacciones de captura de energía, se usan para reducir un compuesto de tres carbonos, el gliceraldehído fosfato. A esta vía en la que el carbono se fija por medio del gliceraldehído fosfato se la denomina vía de los tres carbonos o C3. En este caso, la fijación del carbono se lleva a cabo por medio del ciclo de Calvin, en el que la enzima ribulosabifosfato (RuBP) carboxilasa combina una molécula de dióxido de carbono con el material de partida, un azúcar de cinco carbonos llamado ribulosabifosfato. En cada ciclo completo, ingresa una molécula de dióxido de carbono. El número requerido para elaborar dos moléculas de gliceraldehído-fosfato, que equivalen a un azúcar de seis carbonos, son seis vueltas. Se combinan seis moléculas de RuBP, un compuesto de cinco carbonos, con seis moléculas de dióxido de carbono, produciendo seis moléculas de un intermediario inestable que pronto se escinde en doce moléculas de fosfoglicerato, un compuesto de tres carbonos. Estos últimos se reducen a doce moléculas de gliceraldehídofosfato. Diez de estas moléculas de tres carbonos se combinan y se regeneran para formar seis moléculas de cinco carbonos de RuBP. Las dos moléculas "extra" de gliceraldehído fosfato representan la ganancia neta del ciclo de Calvin. Estas moléculas son el punto de partida de numerosas reacciones que pueden implicar, por ejemplo, la síntesis de glúcidos, aminoácidos y ácidos grasos. La energía que impulsa al ciclo de Calvin son el ATP y el NADPH producidos por las reacciones de captura de energía en la primera etapa de la fotosíntesis. El gliceraldehído fosfato también puede ser utilizado como material de partida para otros compuestos orgánicos necesarios para la célula. Otras plantas que viven en ambientes secos y cálidos tienen mecanismos que les permiten fijar inicialmente el CO2 por una de dos vías, y así logran minimizar la pérdida de agua. Estas vías se conocen como la vía de cuatro carbonos, o C4 y la vía de las plantas CAM, y preceden al Ciclo de Calvin. La fotosíntesis en un
proceso que ocurre en las plantas verdes y ciertas bacterias y protozoarios. Mediante este proceso, la clorofila (molécula que le da el color verde a las plantas) captura la energía de la luz solar y la convierte en energía química, satisfaciendo las necesidades de oxígeno de las plantas. Los hongos carecen de clorofila, y por tanto, no pueden fotosintetizar. La mayor parte de la luz del sol que llega a la Tierra es reflejada de vuelta al espacio, contribuyendo al bienestar del hombre al iluminar y calentar la atmósfera del planeta. Las plantas capturan sólo cerca del 2% de la luz solar disponible y la mitad de ésta se consume en la mecánica del proceso .La fotosíntesis responde drásticamente a los cambios de estación. La temperatura es un factor limitante, especialmente cuando desciende demasiado y hace que el agua se congele. Para muchas plantas, la temperatura óptima es de casi 35ºC. Por arriba de 40ºC, la fotosíntesis generalmente cesa porque las enzimas son inhibidas por el calor. Las materias primas de la fotosíntesis en las plantas verdes son el agua y el bióxido de carbono, aunque también pueden ser factores limitantes. Demasiada agua o muy poca inhibe indirectamente la fotosíntesis por su efecto sobre el sistema vascular (de transporte) de la planta. La concentración de bióxido de carbono en la atmósfera tiene un efecto directo sobre el índice fotosintético. El producto de desecho de la fotosíntesis (el oxígeno) permite la existencia de los organismos aerobios. La fotosíntesis transforma la luz solar que requieren las funciones vitales de los seres vivos. La fotosíntesis es la principal fuente de materia orgánica: transforma el CO2 en sustancias orgánicas utilizando la energía luminosa. Respiración en plantas. El producto inmediato de la fotosíntesis, es el fosfogliceraldehído, es convertido rápidamente en glucosa y en otras moléculas de reserva como almidón, aceite y sacarosa. La sacarosa es el producto final que normalmente circula dentro de la mayoría de las plantas con flor. Todo el oxígeno de la glucosa proviene del bióxido de carbono, A la inversa, todo el oxígeno gaseoso liberado a través de la fotosíntesis proviene del agua. La mayor parte del exceso de oxígeno que resulta de la fotosíntesis activa sale de las hojas y escapa hacia la atmósfera. Parte del oxígeno es utilizado por la planta para la respiración aerobia. Esta necesidad de oxígeno continúa día y noche, independientemente de la actividad fotosintética
OBJETIVO Identificar plantas C3 y C4 a través de cortes anatómicos fijos y el patrón de distribución de almidón en la lámina foliar, para reconocer las diferencias entre éstas con el propósito de aplicar en manejo adecuado de los factores ambientales acorde con las características propias de cada planta.
MATERIALES Y METODO
Preparaciones fijas de plantas C 3 y C4.
Hojas frescas de plantas C 3 y C4 (frijol y zacate).
Alcohol 80%.
Lugol.
Caja de Petri.
Microscopios óptico y estereoscópio.
1. Se le proporcionará un juego de preparaciones fijas para observar al microscopio. Observe en aumentos el objetivo X10 y X40. 2. para retirar la clorofila de las hojas y teñir con lugol procede como sigue: a) Sumerja la hoja en agua hirviendo durante 1 minuto. b) Transfiera la hoja a alcohol 80% en un vaso de precipitado. Ponga todo a Baño María hasta que todo el color desaparezca de ésta. c) Coloque la hoja en una caja de Petri con agua para que adquiera una consistencia flexible. d) Tire el agua y agregue unas gotas de lugol sobre la hoja. Después de cinco minutos lávela. Observe la coloración y su distribución en la lámina foliar utilizando un microscopio estereoscópico
Esquematice sus observaciones al microscopio y los patrones de tinción del almidón para las plantas que se le proporcionaron. Indique cuáles son C 3 y cuáles C4. Cuestionario 1. Explique las diferencias entre plantas C 3 y C4 en función de: - El patrón de tinción de almidón En la C3 se tiñe la lamina foliar completa En laC4 solo se tiñen nervaduras. - La estructura anatómica de la hoja Ambas presentan cutícula, epidermis, mesofilo esponjoso, xilema, floema, pero la C4 carece de parénquima empalizada. - Las enzimas participantes en el proceso de fijación de CO 2 C3) Ribulosa C4) PEP-C 2. Mencione las características que diferencian a las plantas C 3, C4 y MAC. Vía
C3
Enzima
Rubisco Fosfoetanolpìruvato
responsable de
C4 carboxilasa(PEPC)
la carboxilaciòn
CAM Rubisco y fosfoetanolpiruvato carboxilasa(PEPC)
inicial Anatomia Tasa
de
Normal la Media
Krantz
Suculenta
alta
baja
no
Si durante el dia no
fotosíntesis Inhibición de la Si fotosíntesis
por
durante la noche(caso de
el oxigeno Eficiencia
la fijación oscura del CO2 del Baja
media
alta
uso del agua Hábitat
Amplio
Área
tropicales Regiones y hábitat árido
abiertas y hábitat
3. Describa como actúa el lugol (yodo + yoduro de potasio) para teñir el almidón presente en la lámina de la hoja. Las hojas que fabrican almidón son aquellas que están expuestas a la luz. En este caso el reactivo Lugol cambiará su tonalidad rojiza a violeta, al detectar el almidón. La luz permite a las plantas realizar el proceso de la fotosíntesis, en el que se fabrican las sustancias orgánicas. En las plantas C 4 se colorean preferentemente las nervaduras, por lo que se forma una especie de red; en cambio en las plantas C 3 se tiñe uniformemente la lámina para poder observar las células del parénquima.
RESULTADOS Hoja de frijol C3 Perdió completamentamente el color verde, después de teñir con lugol se torno casi verde, amarillento en las partes de donde quedo el lugol de la misma manera en las nervaduras, las estructuras se ven con puntitos (almidones). Los cloroplastos de la hoja muestran una estructura similar, aunque se observa una tendencia a la acumulación de almidón en los cloroplastos del parénquima esponjoso. Hojas C4 Se ven los almidones como rayitas, en una especie de red. Se observa en ella una vaina vascular constituida por células parenquimatosas más grandes que las del mesofilo circundante; con paredes más gruesas y con cloroplastos de mayor tamaño que los del parénquima dispuesto muchas veces en forma radial.
Fig.1.Plantas C3, C4 y CAM DISCUSIÒN Y ANALISIS En la práctica se vio la diferencia que hay entre las plantas C3 y C4, la estructura anatómica interna de la hoja así también observamos que ambas presentan cutícula, epidermis, mesofilo esponjoso, xilema, floema, pero la C4 carece de parénquima empalizada. Todos estos procesos fisiológicos en las plantas son cambios evolutivos para adaptarse al ambiente en la que se encuentran.
CONCLUSIÒN Más que adaptaciones en la eficiencia de los mecanismos de fijación de CO2 Por RUBISCO o en el metabolismo posterior de las triosas fosfato hacia lípidos, proteínas, etc. Las plantas C4 y CAM presentan adaptaciones específicas para ambientes en donde la pérdida de agua acoplada a la ganancia de CO2 pueda comprometer la capacidad de crecimiento y reproducción o incluso la supervivencia de la planta.
BIBLIOGRAFIA
Medina, F. 1977. Introducción a la Ecofisiología Vegetal. Secretaría General de la OEA, Washington. Salisbury, F. y W. Ross. 1994. Fisiología Vegetal. Gpo. Editorial Iberoamericano, México D. F.
DIRECCIONES DEL INTERNET www.biologia.edu.ar/botanica/print/Tema21.pd http://www.juntadeandalucia.es/averroes/iespablopicasso/2003/articulos/26.pdf www.juntadeandalucia.es/averroes/iespablopicasso/ http://cursosvirtuales.cfe.edu.uy/semipresencial/file.php/1/01/Primero/
