FISIOLOGÍA VEGETAL

FISIOLOGÍA VEGETAL:

Ciencia que se encarga del estudio y funcionamiento de las especies naturales.

FOTOSÍNTESIS: Proceso mediante el cual transformas sustancias simples en sustancias compuestas.

6CO2+12H2O--------C6H2O6+6O2+6H2O


Factores que afectan la fotosíntesis:
1. Luz longitud de onda




2. Agua: capacidad de campo- % de humedad suelo de 30 y 40 %
3. Concentración (o2) mayor actividad fotosintetica
4. Temperatura: clima frió: 45°c, clima medio, 16 a 23°c y clima cálido, 24°c en adelante.

TIPOS DE CLOROFILA:

En las plantas, la clorofila a es el pigmento involucrado directamente en la transformación de la energía lumínica en energía química, las células fotosintéticas casi siempre contienen un segundo tipo de clorofila, la clorofila b y otro grupo de pigmentos llamados carotenoides. Uno de los carotenoides que se encuentran en las plantas es el ß-caroteno; los carotenoides son pigmentos rojos, anaranjados o amarillos, que en las hojas verdes están enmascarados por las clorofilas, que son más abundantes; sin embargo en algunos tejidos, como los del tomate maduro, predominan los colores reflejados por los carotenoides.

Las otras clorofilas y los carotenoides pueden absorber luz de longitudes de onda diferentes de las que absorbe la clorofila a. Estos pigmentos actúan como pantallas que transfieren la energía a la clorofila a, extendiendo así la gama de luz disponible para la fotosíntesis.

La clorofila puede convertir energía lumínica en energía química solamente cuando está asociada con ciertas proteínas e incluida en una membrana especializada, y sin embargo, sólo una fracción muy pequeña de la luz dentro del espectro visible que incide en las hojas de las plantas es finalmente transformada en energía química.

También existe una clorofila c, la cual se puede hallar en algas pardas pero es una clorofilina a la cual le falta la cola de fitol y los átomos de hidrogeno en las posiciones 7 y 8 en el anillo IV.

La clorofila d ha sido encontrada en las algas rojas mientras que la bacterioclorofila es el pigmento típico de los bacterios fototrópicos. 

FASES DE LA FOTOSÍNTESIS
1. LUMINICA: Presencia de luz o reaccion de Hill. Es la primera etapa de la fotosíntesis, que convierte la energía solar en energía química. La luz es absorbida por complejos formados por clorofilas y proteínas. Estos complejos clorofila-proteína se agrupan en unidades llamadas fotosistemas, que se ubican en los tilacoides (membranas internas) de los cloroplastos. Se denomina fase luminosa o clara, ya que al utilizar la energía lumínica, sólo puede llevarse a cabo en condiciones de alta luminosidad, ya sea natural o artificial.



                        energía
         Luz y clorofila
12H2O---------12H2+602+C(ATP)---Adenosis trifosfato

Fase 2. OSCURA: ciclo de Calvin

Atmósfera


glucosa
6CO2+ATP---------12H2O---------C6H12O6+6H20      

No necesita de luz actúa de noche y de día                                                                       

PLANTAS C3, C4 Y CAM:

Todas las plantas fijan el carbono a través de un ciclo fotosintético que involucra sobre todo intermediarios que contienen tres átomos de carbono.

Se denominan plantas C3 a las que solamente disponen de ese ciclo básico. Son cultivos de zonas templadas que se saturan de luz con 200-300 J m-2 s-1. Existen otras denominadas plantas C4 que utilizan, además del ciclo de síntesis de tres carbonos, otro con compuestos de cuatro carbonos.

Una característica de estas especies, sobre todo tropicales, que incluyen la caña de azúcar, el sorgo, el maíz y otros pastos, es la presencia de dos cloroplastos de distinto tipo. Las plantas de C4 no exhiben prácticamente ningún síntoma de saturación de luz, por lo cual pueden hacer mejor uso de las intensidades de luz altas. Además, crecen bien en condiciones de escasez de agua.

Mientras que las plantas C3 transpiran 500-700 g de agua por cada g de materia seca, las plantas C4 pierden solamente 250-400 g de agua.

La ruta metabólica C3 se encuentra en los organismos fotosintéticos como las cianobacterias, algas verdes y en la mayoría de las plantas vasculares.

Las vías metabólicas C4 y CAM se encuentran solo en plantas vasculares.

En aquellos ambientes con restricciones hídricas constantes, estacionales o diarias como son las zonas áridas, semiáridas y ambientes epifíticos las plantas C4 y CAM funcionan como especialistas de gran éxito en comparación con las plantas C3.

Las diferencias metabólicas y de gasto energético entre plantas c3, c4 y CAM son debidas a una respuesta ambiental. Cada uno de estos tipos se desarrolla en climas diferentes, y cada uno representa una adaptación a ese clima. Esto hace que el mayor gasto energético para la fijación de CO2 que existe en plantas CAM y c4 tenga sentido.

Las plantas c3 para fijar una molécula de O2 gastan 3 moléculas de ATP y dos moléculas de NADPH, mientras que las plantas c4 y CAM gastan para lo mismo 5 o 6,5 moléculas de ATP respectivamente y 2 de poder reductor. La conversión diurna de málico para formar almidón requiere ATP y justifica la diferencia en consumo energético CAM y c4 son tipos de plantas adaptadas a vivir en ambientes cálidos y áridos las primeras y cálidos pero más húmedos las segundas. En estos ambientes la apertura de estomas para dejar circular el aire y así poder fijar el CO2 les supondría perdidas de agua, de ahí que las c4 y CAM utilicen mecanismos de acumulación de CO2 que les permitan evitar esas perdida de agua.

RESPIRACIÓN:

Se produce en las Mitocondrias.

Proceso mediante el cual las celñulas de los organismos vivos oxidan o degradan sus alimentos para la liberacion de energia( glucosa).

C6H12+O6+6O2-------6CO2+6H2O+36ATP

Glucosa

Diferencias entre la fotosíntesis y la respiración:

FOTOSINTESIS	RESPIRACION
Se realiza donde hay clorofila	Se realiza en las partes vivas del vegatal.
Se desprende oxigeno a la atmosfera	Se consume oxigeno del aire
Se consume dióxido de carbono del aire	Se elimina dióxido de carbono
Se consume agua	Se produce agua
Se produce alimentos	Se desintegran y consume alimentos
Se consume y se almacena energía	Se libera energía
Se efectúan en los cloroplastos (tilaccides)	Se realiza en la mitocondrias
Se realiza en presencia de luz	Se efectúa durante las 24 hora del día
Trasforman la energía luminosa en energía química (ATP)	Transforma la energía química en calor y energía aprovechable.

SIMILITUDES:

1. Ambos procesos se realizan en organelos celulares, en ambos procesos intervienen.
2. Existe la presencia de sustancias inorgánicas O2+CO2+H20
3. Hay presencia de sustancias orgánicas:, glucosa, otros.
4. Hay presencia de energía (ATP)

TRANSPORTE DE AGUA Y NUTRIENTES.

1. Sistema vascular: Xilema y Floema.

Xilema: transporte ascendente de abajo hacia arriba.

Floema: de sedente y horizontal.

2. Flujo o masa; Es una respuesta de los líquidos y gases frente a un gradiente del exterior al de presión del exterior al interior.

3. Espacio libre aparente: Es el agua que se define desde el suelo hacia el interior del espacio libre formando por las paredes de las células y espacios intercelulares.

4. La presión de la raíz: Es  la presión que ejerce la raíz por el gradiente de concentración que existe entre las células internas y células externas de sus tejidos llenando de esta manera con agua los vasos del Xilema.

5. Apoplasto y Sinplasto: El Apoplasto es todo el espacio de las raíces, por lo general el espacio libre conformado por las paredes de la células y espacios intercelulares por donde es posible el movimiento de agua de una mónera intercelular.

El sinplasto está constituido por todos los protoplasmas de las células en el interior de las membranas celular, en este caso se presenta en el agua un movimiento intracelular.

6. Absorción por plantas transpirantes: Cuando el agua se pierde por transpiración debe remplazarse por el agua contenida por las células adjuntas. Las pérdidas de agua por las células significa que la cantidad de agua se reduce y la concentración al interior de la misma tambien; la respuesta inmediata es la defunción y absorción del agua hacia el interior de las raíces.

7. Capilaridad: Es el potencial métrico de un sistema de conducción con vías estrechas es suficiente para llevar el agua en cortas distancias.

8. Cohesión y Adhesión: El movimiento del agua en el interior de las plantas se realiza por un fenómeno de cohesión y adhesión entre las moléculas de agua especialmente por los iones de H.

En estas condiciones en las plantas que transpiran hay un continuo flujo y masa de agua desde el suelo a través  de las raíces, tallos arriba hacia las hojas y superficie de evaporación de las estomas.

Difusión: Las moléculas de agua pueden moverse a través de las membranas sin que estan sean agujeradas mediante un proceso llamado difusión. El cual es el resultado del movimiento desordenado de moléculas, iones o partículas coloidales, causado por su propia genética; el movimiento d la difusión se puede dar a través de los fenómenos: osmosis, indivisión.

Osmosis: La difusión del agua a través de una membrana permanente desde una solución de mayor concentración a una menor concentración.

Indivisión: Es el movimiento del agua de un área de alto potencial a otro a bajo potencial pero si la ayuda de una membrana diferencialmente permeable. 

HORMONAS VEGETALES
 Las fitohormonas o también llamadas hormonas vegetales son sustancias químicas producidas por algunas células vegetales en sitios estratégicos de la planta y estas hormonas vegetas son capaces de regular de manera predominante los fenómenos fisiológicos de las plantas.¹ Las fitohormonas se producen en pequeñas cantidades en tejidos vegetales, a diferencia de las hormonas animales, sintetizadas en glándulas. Pueden actuar en el propio tejido donde se generan o bien a largas distancias, mediante transporte a través de los vasos xilemáticos y floemáticos. 

AUXINAS:

Las auxinas son un grupo de sustancias que funcionan como reguladoras muy activas del crecimiento vegetal, son consideradas hormonas vegetales (fitohormonas) y lo mas cumún es que provoquen el alargamiento de las células. Se sintetizan en las zonas en crecimiento activo y se desplazan desde allí hacia otras zonas de la planta, principalmente hacia la base, de manera que de ellas hay una variación en la concentración de mayor a menor desde el ápice de las ramas, o las frutas en desarrollo a las raíces.
Existen auxinas naturales y sintéticas, entre las naturales la mas común e importante es el ácido indol-3-butírico o mas conocido como IBA (por sus siglas en inglés) o AIB en español, para el caso de las sintéticas es el ácido naftaleno acético o ANA (NAA en Inglés).
El uso artificial de las auxinas en las plantas tiene un efecto variable y depende del tipo de planta, el tipo de auxina, el momento de la aplicación, la zona de la planta donde se aplica, la concentración y otros factores. Esto hace que el uso de las auxinas sea puntual y requiera de la experimentación, o la consulta de la literatura especializada, para lograr algún propósito definido.




(IAA)

ÁCIDO ABSCISICO:

El ácido abscísico o ABA es una hormona vegetal cuyo precursor es el isopentenil difosfato. Este derivado carotenoide tiene dos isómeros cis y trans, interconvertibles entre ellos en la planta; y dos enantiómeros R-S que no son interconvertibles. La funcionalidad de esta hormona recae sobre la cadena lateral de cinco carbonos. Se sintetiza en los plastidios, fundamentalmente en los cloroplastos. Un aumento en la concentración de esta hormona en la hoja como respuesta a un estrés hídrico causa el cierre de estomas,disminuye la transpiración ,inhibe el crecimiento de la planta y el desarrollo de las semillas y los frutos.

 Ácido abscísico (S)-5-(1-hidroxi-2,6,6-trimetil-4-oxo-1-ciclohexil)-3-metil-cis, trans-penta-2,4-dienoico.

CITOQUINA:

Las citocinas (también denominadas citoquinas) son proteínas que regulan la función de las células que las producen u otros tipos celulares. Son los agentes responsables de la comunicación intercelular, inducen la activación de receptores específicos de membrana, funciones de proliferación y diferenciación celular, quimiotaxis, crecimiento y modulación de la secreción de inmunoglobulinas. Son producidas fundamentalmente por los linfocitos y los macrófagos activados, aunque también pueden ser producidas por leucocitos polimorfonucleares (PMN), células endoteliales, epiteliales y del tejido conjuntivo. Según la célula que las produzca se denominan linfocinas (linfocito), monocinas (monocitos, precursores de los macrófagos) o interleucinas (células hematopoyéticas). Su acción fundamental es en la regulación del mecanismo de la inflamación. Hay citocinas pro-inflamatorias y otras anti-inflamatorias.




ETILENO:

 El etileno o eteno es un compuesto químico orgánico formado por dos átomos de carbono enlazados mediante un doble enlace. Es uno de los productos químicos más importantes de la industria química. Se halla de forma natural en las plantas.



CH2= CH2--- Semidesarrollada.
C2H4----- Molécula.


GIBERELINAS:

 La giberelina es una fitohormona. Se producen en la zona apical, frutos y semillas.

Sus funciones son:

Interrumpir el periodo de latencia de las semillas, haciéndolas germinar.

Inducir la brotación de yemas.

Promover el desarrollo de los frutos (floración).

crecimiento longitudinal del tallo

Es opuesta a otra hormona vegetal denominada ácido abscísico.

GA452D es posiblemente la más común de las giberelinas.


HORMONAS VEGETALES:

Reguladoras de crecimiento:

• Funciones
• Crecimiento
• Desarrollo
• Metabolismo

Auxinas:

• Ácido indol.: AIA
• Ácido indol butrico: AIB.

Giberelinas:

• Germinacion semilla,, interrumpir latencia
• Crecimiento excesivo del tallo
• Desarrollo de frutos
• Brotacion yemas: yemas florales, axilares, apicales,radiculares.

Ácido abscisico: 

• Cierre estomas
• Caída de hojas
• Detiene el crecimiento
• Inhibe la división celular
• Inhibe el crecimiento y Germinacion de semillas.
• Antagónico de las giberelina

CLIMATÉRICOS:

1.  Banano
2. Mamey
3. Ciruela
4. Mango
5. Manzana
6. Maracuya
7. Chirimoya
8. Melón 

NO CLIMATÉRICOS:

1. Acetunas
2. Marañón
3. Ananá
4. Mora
5. Aradona
6. Naranja
7. Berenjena
8. Pepino
9. Cacao
10. Pimentón