2. ¿Cuáles son las diferencias morfológicas y fisiológicas entre las células del mesófilo y las células envolventes del haz conductor en plantas C4?

En las plantas C4 a diferencia de las plantas C3 (las C3 presentan un único tejido fotosintético con dos morfologías distintas) presentan una anatomía en las hojas que consiste en dos tejidos con diferente morfología y diferente fisiología. Vemos de esta manera que las existen las células que rodean al haz conductor (células de la vaina) y por otro lado las células del mesófilo que rodean a la vaina.

En las plantas C4 la fotosíntesis se basa en la cooperación de los dos tejidos para bombear CO2 a la rubisco, la cual se encuentra en las células de la vaina mientras que la PEPC se encuentra en las células del mesófilo

Diferencias Morfológicas

Células del mesófilo:

- Se han asociado alrededor de los haces vasculares formando una vaina espesa que se conoce como estructura de kranz.

- Presentan cloroplastos normales con abundantes granas, conteniendo de esta manera los fotosistemas I y II

Células envolventes del haz conductor:

- No presentan tilacoidesgranales, solo presentan el fotosistema I.- Se encuentra la ribulosa fosfato carboxilsa.- Existe muy poco oxígeno.

Diferencias fisiológicas

Células del mesófilo:

- Al contener los fotosistemas I y II estas pueden generar ATP y NAPH.- Asimilan el CO2 el cual se transforma por hidratación a HCO3- que se fija al

Fosfoenolpirvatocarboxilasa para dar oxalacetato.- Recibe los ácidos C3 (piruvato o alanina) que provienen de las células del haz conductor,

regenerando el aceptor inicial, fosfoenolpiruvato. (durante la fotosíntesis).

Células envolventes del haz conductor:

- Aquí ocurre la descarboxilación de los ácidos C-4(málico o aspártico provenientes del mesofilo) y generación de CO2 que van al ciclo de Calvin.

- La acción de la oxigenasa es prácticamente nula; pues la mayor parte de la rubisco se encuentra aquí, anulando casi por completo la fotorrespiración.

3. Esquematice las rutas metabólicas de los ciclos de Calvin y Korstchack y Hatch y Slack en plantas c3, c4 y CAM.

Es necesario mencionar que las plantas C3 viven en ambientes templados, quizá por ello sean el tipo de organismo que mejor conocemos, pero hay otras 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.

En las llamadas plantas C4, la enzima Fosfoenol piruvato carboxilasa une primero el dióxido de carbono al Fosfoenolpiruvato para formar un compuesto de cuatro carbonos, el Oxalacetato. Aunque las plantas C4 gastan más energía para fijar Carbono, en ciertas condiciones su eficiencia fotosintética neta puede ser superior a la de las plantas C3 descritas anteriormente debido a ciertas características clave que diferencian a las enzimas Rubisco (presente tanto en las plantas C3 como en las C4) y Fosfoenolpiruvato carboxilasa (presente en lasC4), ya que no realizan la fotorespiración, donde se pierden carbonos en forma de CO2 por la respiración.

En las plantas CAM (palabra que alude al metabolismo ácido de las crasuláceas) a asimilación del CO2 tiene lugar de noche, cuando a pesar de estar abiertos los estomas, la pérdida de agua debida a la transpiración es mínima. En definitiva los distintas formas dela asimilación de CO2, es resultado como un mecanismo de adaptación evolutiva al ambiente en que se encuentra la plantas, para hacer frente a las necesidades presentadas por estas.

Plantas C3: Ciclo de Calvin

Plantas C4: ciclo de Calvin ruta Hatch y Slack

Plantas CAM:

4. Haga un cuadro de comparación entre plantas C3, C4 y CAM indicando las diferencias resaltantes entre ellas.

Características C3 C4 CAM

Anatomía foliarParénquima en

empalizadaP. lagunar

Mesófilo no diferenciado, Gran cantidad de C.E.H.C

P. clorofilianoIsodiamétrico

Células con grandes vacuolas

Enzima carboxilante Rubisco Mesófilo PEPasaC.E.H.C = Rubisco

Noche: PEPasaDía: Rubisco

Requerimiento CO2, ATP, NADPH

1 : 3 : 2 1 : 5 : 2 1 : 5 : 2

Fotosíntesis(T° optima)

20 – 30 °C 30 – 40 °C 30 – 35 °C

Fotosíntesis umol CO2

m2s-1 10-20 20-40 1 -4

Fotorespiración Sí No Al caer la tardeTasa de respiración (L

H2o / kg Ps.)450 - 950 250 - 350 20 – 125

Eficiencia de Transpiración (mol

H2O transpirado / mol CO2 fijado)

500 250 50