UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

DEPARTAMENTO CIENCIAS DE LA VIDA

CARRERA DE INGENIERÍA AGROPECUARIA

SANTO DOMINGO

PERÍODO : Agosto – Diciembre 2013

ASIGNATURA : Botánica

ALUMNOS :

NIVEL : Segundo

DOCENTE : Dr. Fernando Hurtado

FECHA : 19- 10- 2013

SANTO DOMINGO – ECUADOR

1. TEMA.

Observación de estomas en plantas C3

2. RESUMEN

Las plantas C3 denominadas así porque la enzima responsable de captar CO2 (dióxido de carbono) en las hojas, posee 3 carbonos en su estructura, abren los estomas cuando las luz actúa en ellas, es decir cuando amanece. Una vez que se abren las estructuras, se produce el intercambio gaseoso: ingresa CO2 con el que la planta produce hidratos de carbono, azucares = energía, para todos sus procesos metabólicos y egresa, en forma de vapor, el agua con el que la planta acaba de transportar desde el sustrato los nutrientes necesarios para formar, hojas, raíces y flores.

Es por ello importante, que esas plantas estén siempre con suficiente luz para que las estomas de las hojas siempre estén abiertas y posean suficiente agua en el sustrato durante el día para transpirarlo y no consumir el de sus tejidos porque origina el marchitamiento de la planta.

Las estomas se abren durante el día. Aquí ocurre el intercambio gaseoso mecánico, sale el oxígeno y entra el dióxido de carbono.

Se denominan plantas C3 a las que solamente disponen de ese ciclo básico ósea fijan carbono a través de un ciclo fotosintético que involucra todo que contienen 3 átomos de carbono y el 85% de las plantas superiores son C3 (arbóreas casi todas).

Desarrollan bien en climas templados, estas especies ocupan con frecuencia hábitat sombreado, frío o muy húmedo, donde la eficiencia del proceso fotosintético aumenta al disminuir la temperatura.

3. OBJETIVO GENERAL

4. OBJETIVOS ESPECIFICOS

5. MARCO TEORICO

Estomas

Las estomas son grupos de dos o más células epidérmicas especializadas cuya función es regular el intercambio gaseoso y la transpiración. (Biologia)

Son los principales participantes en la fotosíntesis, ya que por ellos transcurre el intercambio gaseoso mecánico, es decir que en este lugar sale el oxígeno (O2) y entra dióxido de carbono (CO2). (Ecured)

Los estomas de las plantas son un tipo celular que permiten el intercambio gaseoso de las hojas de las plantas terrestres. Los estomas son una estructura que está formada por dos células que se encuentran en la epidermis de los tejidos verdes de los vegetales, especialmente en la superficie de las hojas, tanto en el haz como en el envés, siendo más frecuentes en el envés. Las plantas adaptadas a sequías y a fuertes insolaciones suelen presentar un menor número de estomas en general y éstos están situados con mucha mayor frecuencia el envés (la parte de debajo de la hoja) para disminuir la pérdida de agua por transpiración. De esta manera los estomas están protegidos del sol y permite controlar mejor la transpiración (la perdida de agua), así los estomas pueden intercambiar gases sin peligro de deshidratación. (La guia deBiologia)

Las raíces nunca tienen estomas. Las plantas parásitas que no tienen clorofila no presentan estomas y las partes aéreas de las plantas, que no tengan clorofila tendrán estomas no funcionales, como por ejemplo en los pétalos de las flores. Las plantas acuáticas tampoco tienen estomas puesto que no los necesitan para intercambiar gases disueltos en agua con su entorno, las plantas flotantes y las que presentan una parte del cuerpo sumergida solo los presentan en aquellas zonas que están en contacto con el aire (La guia de Biologia).

Estructura

Cada estoma está formada por 2 células especializadas llamadas oclusivas que dejan entre sí una abertura llamada ostiolo o poro. En muchas plantas hay 2 o más células adyacentes a las oclusivas y asociadas funcionalmente a ellas. Estas células, morfológicamente distintas a las fundamentales se llaman células anexas, subsidiarias o adjuntas.

Imagen 1: Células oclusivas con cloroplastos. (Biologia)

El ostíolo conduce a un amplio espacio intercelular llamado cámara subestomática, poniendo en comunicación el sistema de espacios intercelulares con el aire exterior. Cuando los estomas están en filas, las cámaras estomáticas se conectan entre sí. (Ecured)

Características:

Los estomas están formados por dos células que presentan forma arriñonada, que se denominan oclusivas o de cierre, a las que rodean otras células llamadas acompañantes. El poro que forman cuando se abren se denomina ostiolo. (La guia de Biologia)

Funcionamiento:

Las raíces absorben agua y nutrientes del suelo que suben por capilaridad hasta los estomas por los que se pierde agua en forma de vapor. Además por los estomas se realiza el intercambio gaseoso, sale el oxígeno generado por la fotosíntesis y se capta el CO2 necesario para la misma. La apertura y cierre estomático depende de varios factores, como a luz, el agua disponible, iones como por ejemplo ión K+ o Na+ o los niveles de CO2. La apertura de los estomas es la consecuencia del aumento de la turgencia dentro de las células oclusivas, en situaciones de escasez de agua las células oclusivas pierden líquido y por lo tanto su turgencia dando como consecuencia el cierre del ostiolo.

En bajas condiciones de agua los estomas se cierran para evitar la deshidratación, por otro lado cuando hay una baja concentración de CO2 en el mesófilo de la hoja las células acompañantes activan la apertura del estoma para captar CO2. Cuando hace sol y la planta tiene agua abre los estomas para intercambiar gases. Por la noche los estomas están cerrados puesto que los cloroplastos no están funcionando. (La guia de Biologia)

Biología http://biologia.laguia2000.com/botanica/los-estomas-de-las-plantas#ixzz2i8DqXKYE

La abertura de los estomas para la fijación del CO2 en la fotosíntesis implica también una pérdida de agua, lo que puede ser un problema en ambientes áridos. Para solventarlo las plantas han desarrollado adaptaciones metabólicas anatómicas que han permitido mejorar su eficiencia del uso del agua (EUA)

Los metabolismos que abordaremos emplean distintas vías para mantener un uso eficiente del agua que determinará su eficacia biológica.

Plantas de metabolismo fotosintético C3

Es el metabolismo más común entre las plantas. Anatómicamente, el mesófilo está diferenciado en esponjoso y en empalizada (Figura 1.a)

Este tipo de planta fijan el CO2 realizando el ciclo de Calvin, catalizado por la enzima Rubisco. Existe un proceso respiratorio no mitocondrial que consume O2 y produce CO2 estimulado por la luz, conocido como fotorrespiración.

Cobra importancia en las plantas C3 porque disminuye la capacidad fotosintética: la velocidad de la fotosíntesis neta decae al fijarse menos carbono con el mismo gasto de agua. Además para compensar la pérdida de CO2 se tiende a una apertura estomática. Todo esto conlleva a una menor EUA.

Plantas de metabolismo fotosintético C4Como adaptación a ambientes más cálido y secos, surgen nuevos metabolismos. El CO2 llega a las células mesófilas, y se fija por la enzima fosfoenolpiruvato (PEP) que tiene más afinidad por el CO2 que la Rubisco. Este CO2 se convierte en malato y aspartato que pasarán a las

Imagen 3: Estomas de hojas de Lotus (130 X). Se indican las celular y el orificio o estoma izquierda estoma abierto, derecha estoma cerrados. Laboratorio de Bioquímica. Facultad de Agronomía.

Imagen 4: La EUA mide el carbono fijado por unidad de agua transpirada.

células de la vaina, donde se transformarán en CO2 que sigue el ciclo de Calvin. La fotorrespiración es inexistente o muy pequeña en estas plantas porque la alta concentración de CO2 en las células de la vaina impide la fotorrespiración.Esta variante del proceso de fijación confiere una EUA mayor, puesto que se fija más carbono por molécula de agua.Las plantas C4 tienen un mayor gasto energético porque requieren la producción de una enzima extra, PEP. Pero lo compensan con una mayor EUA, mayor crecimiento y eficacia en la fotosíntesis a temperaturas altas.La anatomía en corona (Kranz) característica de estas plantas incluye dos tipos de células clorofílicas: células del mesófilo y rodeando a los conductos vasculares foliares, las células de la vaina (

Plantas de metabolismo fotosintético CAMEstas plantas carecen de una capa de células de empalizada bien definida.El metabolismo CAM difiere del C4 en que los procesos fotosintéticos muestran una separación temporal en vez de física. Constan de una fase en la que los estomas se abren durante la noche entrando CO2 y saliendo agua. El CO2 será transformado en malato por la PEP. En la fase diurna, encontramos los estomas cerrados y la reserva de malato producida por la noche se transforma en CO2 que permite el inicio del ciclo de Calvin.Las CAM al dividir el metabolismo en noche y día reducen la pérdida de agua. El flujo de salida de agua es en función de la humedad exterior. Por el día, cuando más seco está el aire, hay menor humedad relativa, mayor será la difusión de agua por transpiración.Por este motivo los estomas se mantienen cerrados y solo se abren por la noche, cuando la humedad es significativamente mayor. Esta es también otra variante del proceso de fijación de CO2, en el que se mantiene una EUA mayor por la conservación del agua, pero conlleva una menor productividad que afecta al crecimiento.

Las plantas C3 son muy competitivas en climas templados y húmedos mientras que las plantas C4 son más competitivas en climas secos con largos periodos de aridez y con baja humedad relativa. Tienen condicionada su existencia a lugares con alta intensidad lumínica y

Imagen 5: Anatomía foliar de plantas C3 y C4

Imagen 6: Ejemplo de plantas C4 y Cam

temperatura, es el precio a pagar para ser más competitivas. Las plantas CAM son muy frecuentes en climas desérticos en los que se producen condiciones extremas de altas temperaturas durante el día y de bajas temperaturas durante la noche. Las diferencias se pueden observar en la Tabla 1. (Schopfer.)

Descripción botánica de plantas C3

CucardaNombre cientifico: Hibiscus rosa-sinensisFamilia:MalváceasDescripción:Arbusto perenne, de la familia de las malváceas de hasta 9 m de altura en su hábitat natural y unos 5 m como planta cultivada.Tallos erectos, ramificados y en muchos casos numerosos.Hojas alternas, dentadas, brillantes, de color verde oscuro.Flores reunidas en parejas o solitarias, de hasta 20 cm de diámetro, con pistilos y estambres muy prominetes.Las flores solo aguantan un día, pero la planta sigue produciendo mientras el clima sea cálido. (Botanica--online)CaracterísticasLa Cucarda o hibisco es un arbusto perennifolio que pueden alcanzar una altura de 5 metros, salvo que se cultive en maceta donde sólo alcanzará 1,5 m de altura.

Las hojas de la Cucarda son de color verde oscuro brillante, ovaladas, con márgenes dentados y alternadas.

Las flores del Hibisco son grandes, compuesta de 5 pétalos de color rojo. No obstante, existen cultivares en los que se han generado variedades de colores, entre los que se encuentran los blancos, amarillos, rosados, naranjas, etc. con 5 o más pétalos. (plantasymascotas)

TemperaturaEl Hibisco no tolera las temperaturas muy bajas, tampoco las heladas. La Cucarda puede soportar hasta los 6 ºC, pero se recomienda mantenerla a una temperatura no menor a los 15 ºC. (Plantasymascotas).

Cacao

Familia:Sterculiaceae Nombre científico:Theobroma cacao L. Nombres comunes:Cacao arisco; Cacao común; Cacao criollo; Cacao dulce; Cacao silvestre; Cacahua (pano); Cacau muyo (Ecuador); Cacahua caspi (quechua); Cacahuillo; Canga (piro); Cocoa y Chocolate (inglés); Turanqui; Bana torampi (shipibo-conibo); Turanti (conibo); Bakau (aguaruna-huambisa); Cacau y Cacahueiro (portugués); Kakaw (Surinam). Clima:Temperatura media entre 20 a 40ºC, precipitación pluvial a más de 1500 mm anual y no menor de 100 mm mensual, con elevada humedad atmosférica. Distribución geográfica:Se extiende desde la Amazonía nor-occidental (origen probable) y América central hasta el sur de México y es cultivada en todos los paises tropicales. En el Perú se encuentra en los departamentos de Loreto, Junín y Ucayali (Yarinacocha). Descripción botánica:Árbol ramificado, con ramas verticales de 5 a 8 m de altura. Hojas simples, enteras, alanceolado-oblongas, angostamente elípticas acuminadas, de 10 a 20 cm de largo por 5 a 12 cm de ancho, borde con márgenes enteros y ondulados, haz de color verde más oscuro que el en ves. Inflorescencia cimosa presente en el tronco, ramas principales y axilas de las hojas. Flores con pedicelo de 1,5 cm 5 sépalos agudos rosados de 5 a 6 mm de longitud y 5 pétalos amarillo pálidos de 2,5 a 3 mm de longitud; ovario ovoide, glabro, de 2 mm de longitud. Fruto drupa grande, generalmente elipsoidal, acostillada, con testa gruesa y coriácea amarilla o roja

Imagen 7: Flor de Cucarda

de 15 a 40 cm de largo, sostenida por un pedúnculo fuerte. Semillas ovoides y achatadas, de 10 a 26 mm de largo por 7 a 18 mm de ancho, en número de 10 a 50 por fruto, envueltas por una pulpa dulce. Las plantas propagadas por semilla tienen una raíz pivotante y las de propagación clonal no la tienen. (De Peru)

GuanábanaNombre Científico:Annona muricataFamilia:AnnonaceaeHábitat:América del Sur

Descripción botánica.

No existe descripción botánica alguna referente a variedades; sin embargo, los agricultores en las diferentes zonas hacen selecciones de los mejores árboles de acuerdo a la calidad de la fruta.

En otros países, actualmente se distinguen diferentes tipos de guanábana, los que se han clasificado según el sabor que pueden ser ácido, semiácido o dulce; la forma que puede ser ovoide, acorazonada o irregular y la consistencia de la pulpa que puede ser blanda y jugosa o firme y seca.

Los árboles varían mucho en cuanto al crecimiento, follaje y copas, lo cual se debe en algunos casos a la luminosidad, al manejo, procedencia y a otros factores.

Clima y suelos

Es una especie susceptible al frío, y es la anonácea cuyos requerimientos de clima es el más tropical; cálidos y húmedos, característicos de altitudes menores de 1.000 msnm. Requiere una temperatura promedio de 25 a 28oC y una precipitación media anual de 1.000 a 3.000 mm bien distribuída, aunque puede cultivarse en zonas con una estación seca moderada. Esta especie se desarrolla desde el nivel del mar hasta los 1.000 m, aunque la altitud óptima para el cultivo está entre 400 a 600 m. (Ecured)

Imagen 8: Planta de cacao (Theobroma cacao L.)

6. EQUIPOS:

-Microscopio

7. MATERIALES:

-Portaobjetos

-Cinta adhesiva

-Esmalte trasparente

8. RESULTADOS:

9. DISCUSIÓN:

No podemos hablar de un metabolismo mejor que otro, sino más adaptado a un determinado ambiente. La EUA de las plantas C4 se basa en la fijación de CO2 por molécula de agua transpirada frente a las CAM que se basa en una menor pérdida de agua para la fijación del carbono.

10. BIBLIOGRAFIA:

Biologia. (s.f.). Recuperado el 2013 de octubre de 2013, de http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema13/13-4estomas.htm

Botanica--online. (s.f.). Recuperado el 2013 de octubre de 2013, de http://www.botanical-online.com/medicinalshibisco.htm

De Peru. (s.f.). Recuperado el 19 de octubre de 2013, de http://www.deperu.com/abc/plantas-medicinales/4071/cacao

Ecured. (s.f.). Recuperado el 18 de octubre de 2013, de http://www.ecured.cu/index.php/Estoma

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La guia de Biologia. (s.f.). Recuperado el 18 de octubre de 2013, de http://biologia.laguia2000.com/botanica/los-estomas-de-las-plantas#ixzz2i84Io8Ot

plantasymascotas. (s.f.). Recuperado el 19 de octubre de 2013, de http://www.plantasymascotas.com/hibisco-cucarda-hibiscus-rosa-sinensis.html

Plantasymascotas. (s.f.). Recuperado el 19 de octubre de 2013

Schopfer., M. (s.f.). Plant physiology. Springer.