las plantas presentan ciertas modificaciones en sus estructura

1. Tema 13
Adaptaciones al
ambiente

2. Objetivo
Comprender cómo afectan a la
fotosíntesis las variaciones en los
factores ambientales que inciden
sobre dicho proceso.

3. Contenido
 Introducción
 Concepto de factor limitante
 Factores que afectan a la fotosíntesis
 CO2
 Luz
 Temperatura
 Fotosíntesis en el contexto de cambio
climático

4. Introducción

5.  El complejo proceso de fotosíntesis, con sus
numerosos pasos que ocurren en varias
etapas y tienen lugar en distintos
compartimentos estructurales, se ve
afectado por diversos factores, tanto
ambientales como endógenos o propios de la
planta, variables.

6. Concepto de factor
limitante

7.  La velocidad de una reacción es
determinada por el reactivo menos
disponible, conocido como factor
limitante.

9. Factores que afectan a
la fotosíntesis

10. http://www.euita.upv.es/varios/biologia/Temas/tema_11.htm

11. http://www.euita.upv.es/varios/biologia/Temas/tema_11.htm

12.  La fotosíntesis neta resulta un índice
adecuado para estudiar el efecto de los
factores ambientales sobre la
acumulación de materia orgánica de la
planta.

13. Factores internos y ambientales
interaccionan entre sí
la radiación influye sobre la
temperatura del aire, y ésta sobre su
humedad relativa y también sobre la
difusión del CO2
el ácido abscísico afecta al grado de
apertura estomática
ciertas características epidérmicas
(pelos, ceras) influyen sobre la
proporción de luz absorbida

14. El CO2

15. La difusión del CO2 al
cloroplasto es esencial para la
fotosíntesis

16. Resistencia de la capa límite o
capa estacionaria
Resistencia estomática
Resistencia de los espacios aéreos
del interior de la hoja
Resistencia de la fase gaseosa

17. 1. Resistencia de la fase gaseosa
 La resistencia gaseosa al CO2 se relaciona
con la resistencia a la difusión del vapor
de agua
gc=gw/1.6 g=conductancia, g=1/r
Ci=Ca-A/gc
 Ci, Ca= umol de CO2. mol-1 de aire
 A= umol de CO2 m-2 s-1
 gc , gw = mol de aire m-2 s-1

18. 2. Resistencia de la fase líquida
 Concentración efectiva de CO2 del mesófilo
30-70% de la del aire que rodea a las hojas
niveles de CO2 <Km en plantas C3
alta cantidad de rubisco en plantas C3

19. La apertura de los estomas durante la absorción de
CO2 comporta un coste de agua para la planta
 Se pierden entre 100 y 1000 moléculas
de agua por cada molécula de CO2
incorporado en la fotosíntesis
 Estrategias C4 y CAM

20. Efecto de la [CO2] intercelular sobre la fotosíntesis
http://www.euita.upv.es/varios/biologia/Temas/tema_11.htm

21. La luz como factor
ambiental más variable
que afecta a la fotosíntesis

22. Hojas de sol (izquierda) y sombra (derecha) de Quercus petraea: c: cutícula; e:
estoma; p: parénquima lacunar; m: parénquima en empalizada.

23.  El valor de iluminación señalado como
I0, es el punto de compensación lumínica
y representa la cantidad de luz con la
cual FN vale cero, debido a que FB se
iguala a FR + RM.

25.  Con escasa iluminación, la planta
umbrófila o esciófila será más
eficiente que la heliófila, en
términos de FN, pero con luz
intensa esta relación se invierte.

26.  Las plantas C4, que no fotorrespiran,
alcanzan por lo general valores de FN
superiores a los de las plantas C3, ya
que con frecuencia no llegan a
saturarse con la luz natural.

27. La absorción de energía
luminosa en las superficies foliares
suele ser superior a su capacidad
fotosintética

28.  Consecuencia
Exceso de reducción en los
transportadores de la cadena de
electrones
Acumulación de energía de
excitación
FOTOINHIBICIÓN

29. • Vías fotoquímicas (consumen ATP y poder reducto
•asimilación de CO2
•fotorrespiración
•reducción de nitrato y asimilación de amonio
•reacción de Mehler
• Vías no fotoquímicas
•disipación térmica de energía de excitación
• Fluorescencia
Procesos de disipación de energía luminosa

30.  La medida de la emisión de
fluorescencia de las clorofilas es
indicativa del funcionamiento
fotoquímico de los cloroplastos,
especialmente del PSII.

31. La temperatura

32. PROPIEDADES FISIOQUÍMICAS DE GASES O2 Y CO2
Temperatura
(ºC)
[CO2] [CO2]
(µM en sol.)
[O2] [O2]
(µM en
sol.)
[CO2]
[O2 ]
5 1,424 21,93 0,0429 401,2 0,0515
15 1,019 15,69 0,0342 319,8 0,0462
25 0,759 11,68 0,0283 264,6 0,0416
35 0,592 9,11 0,0244 228,2 0,0376

33. Temperatura
aire normal
alto CO2
La temperatura óptima y máxima de la
fotosíntesis aumentan con el CO2

34. Otros factores que
afectan a la fotosíntesis

35.  Disponibilidad de nutrientes en el suelo
 N (enzimas y clorofilas)
 P (ATP, compuestos del ciclo de Calvin)
 Infecciones por organismos parásitos,
simbióticos o patógenos
 Contaminantes ambientales, en el aire
(dióxido de azufre, ozono, óxidos del N…) y
en el suelo (metales pesados…)

36. Fotosíntesis en el contexto
de cambio climático

37. Se preveen…
 Incrementos de:
 casi 2 ppm CO2 al año
1 a 3,5 º C de temperatura y 15 a
95 cm el nivel del mar antes del
año 2100

38. Aclimatación a la fotosíntesis
 Las plantas C3 responden favorablemente a
incrementos en los niveles de CO2 …
pero esta situación no dura mucho tiempo
¿Por qué?
1. la incapacidad de utilizar el exceso de
carbohidratos reduce la actividad de la fuente
2. inhibición de la transcripción de genes
nucleares de proteínas fotosintéticas
(subunidad pequeña de la rubisco…)

39.  Las plantas pueden considerarse
sumideros biológicos de CO2
 PRIORIDAD DEL HOMBRE
Conservación de la vegetación