Fisiología Vegetal Avanzada: Transporte de Agua y Nutrientes, y Mecanismos Fotosintéticos

Fisiología Vegetal: Conceptos Clave de Transporte y Fotosíntesis

Este documento aborda aspectos fundamentales de la fisiología vegetal, centrándose en el transporte de sustancias y los mecanismos fotosintéticos. A continuación, se presentan conceptos esenciales y sus explicaciones.

Sección 1: Transporte en Plantas

Conceptos Clave del Transporte

• En el floema se transportan: azúcares no reductores.
• Las acuaporinas son proteínas que: aumentan la velocidad del transporte de agua.
• El transporte a larga distancia se produce a través de: vía apoplástica y vía simplástica.
• La presión positiva en la raíz y la baja transpiración ocasionan: gutación.
• Las traqueidas son células especializadas en el transporte de agua que no tienen: paredes secundarias.
• ¿Qué característica es esencial para el buen funcionamiento del estoma?: bomba protónica de patógenos en traqueidas.
• Las plantas minimizan el proceso de cavitación debido a: punteaduras en las traqueidas.

Transporte de Agua en el Suelo y la Raíz

El contenido de agua en el suelo va a depender de su naturaleza y estructura, pudiendo ser un suelo bien regado o un suelo sin aporte de agua. La raíz es la entrada principal de agua a la planta, siendo la que tiene contacto directo con el suelo y poseyendo pelos radiculares para aumentar la superficie de absorción y fijar bien la raíz al suelo.

Una vez que el agua alcanza la superficie de la raíz, desde la epidermis hasta la endodermis puede seguir las siguientes rutas:

• Ruta apoplástica: A través de las paredes celulares y espacios intercelulares.
• Ruta transmembrana: Cruzando membranas celulares.
• Ruta simplástica: A través del citoplasma de las células, conectadas por plasmodesmos.

Desde la endodermis hasta el xilema, la Banda de Caspary impide la difusión de agua y solutos vía apoplasto hacia el cilindro central, forzando el paso por la vía simplástica.

Sección 2: Fotosíntesis y Metabolismo

Conceptos Clave de Fotosíntesis

• En condiciones de intensa iluminación, ¿qué proceso no contribuirá a proteger el aparato fotosintético de la fotoinhibición?: reducción de O2 a ión superóxido por el PSI.
• Las micorrizas promueven el crecimiento de las plantas porque: promueven el desarrollo de bacterias nitrificantes.

Regulación del Ciclo de Calvin

El Ciclo de Calvin es un proceso altamente regulado, tanto mediante la transpiración como por la regulación de las actividades enzimáticas de la RuBisCO y de otras enzimas clave del ciclo, como la ribulosa-5-P quinasa. A continuación, se indican diversos procesos de regulación de la actividad enzimática, especificando si corresponden a la RuBisCO (R) o a otras enzimas del ciclo (C):

• Reducción de grupos tiol: C (Otras enzimas del ciclo de Calvin)
• Carbamilación: R (RuBisCO)
• Eliminación de azúcares inhibidores del centro activo: R (RuBisCO)
• Formación de complejos supracelulares: C (Otras enzimas del ciclo de Calvin)

Tipos de Plantas Fotosintéticas: C3, C4 y CAM

Las plantas han desarrollado diferentes estrategias fotosintéticas para adaptarse a diversos ambientes. A continuación, se detallan las características principales de las plantas C3, C4 y CAM:

Plantas C3

• Solo actúan en el Ciclo de Calvin (relación CO2/O2 de 500/1).
• Solo disponen del ciclo fotosintético "normal" con intermediarios de 3 carbonos.
• Viven en climas templados.
• Se saturan con altas intensidades lumínicas.
• Transpiran mucho.
• Son cianobacterias, algas verdes y la mayoría de las plantas vasculares.
• Gastan 3 ATP para fijar un O2.

Plantas C4

• Tienen una separación física (mesófilo y vaina) de los procesos fotosintéticos.
• Los estomas tienen que estar menos tiempo abiertos y así pierden menos agua (relación CO2/O2 de 250/1) y tienen un mayor gasto de energía que las C3.
• Además del ciclo fotosintético con intermediarios de 3 carbonos, disponen de otro alternativo con intermediarios de 4 carbonos.
• Viven en climas tropicales.
• No se saturan y aprovechan las altas intensidades luminosas.
• Son todas plantas vasculares.
• Transpiran poco.
• Sus células tienen dos tipos de cloroplastos.
• Son especialistas de zonas cálidas y húmedas.
• Gastan 5 ATP para fijar un O2.
• Son más eficientes que las C3 a alta temperatura.

Plantas CAM

• Tienen una separación temporal de los procesos fotosintéticos.
• La apertura estomática es por la noche (relación CO2/O2 de 50/1) y necesitan concentrar CO2 en torno a la RuBisCO.
• Son todas plantas vasculares.
• Son especialistas de zonas cálidas y áridas.
• Gastan 6,5 ATP para fijar un O2.
• Acumulan ácidos orgánicos por la noche para seguir asimilando CO2.