Fotosintesis C3, C4 CAM

1. FITOTECNIA III
La hoja y la transformación de
energía.
Ing. Agr. Francisco Peralta

2. LA HOJA
 Las hojas son expansiones laterales de gran
importancia funcional que se presentan en el tallo.
 La hoja tiene unas funciones muy específicas,
fotosíntesis y transpiración, para las cuales se
encuentra muy especializada, tanto en su
estructura como en su fisiología

3. Partes de la hoja

4.  Las hojas pueden ser simples o compuestas.
Cuando existe un solo limbo, la hoja es simple,
cuando hay mas de uno es compuesta.

5.  Cada limbo se llama foliolo y va unido a un eje central o
raquis. El limbo de una hoja simple o los foliolos de una
hoja compuesta varían de forma y tamaño. Hay hojas
lanceoladas de anchura variable. Otras son cilíndricas y
algo aplanadas
 La apariencia y anatomía de las hojas, reflejan su
capacidad para intercambio gaseoso y la absorción de
radiación, procesos involucrados con su actividad
fotosintética.
 Para una máxima eficiencia en la absorción de
radiación, la hoja necesita una superficie amplia y
delgada y una orientación en ángulo recto respecto a la
fuente de radiación.

6. FOTOSÍNTESIS

7. FOTOSÍNTESIS
 Es un proceso anabólico que realizan algunos
seres vivos. Es un proceso distintivo del reino
vegetal.
 Lo realizan los organismos que poseen células con
algún pigmento fotosintético, con la finalidad de
producir compuestos orgánicos (GLUCOSA) a
partir de sustancias inorgánicas (agua y dióxido de
carbono), en presencia de energía luminosa,
liberando oxígeno.

9. ETAPAS DE LA FOTOSÍNTESIS
Etapa o fase luminosa: Captación de luz y
conversión en energía.
 La primer etapa se realiza en la membrana interna
de los cloroplastos, propiamente de en las granas,
ya que en ella se halla la clorofila.
 Comienza cuando la luz incide en las moléculas de
clorofila, las que al excitarse, emiten electrones, los
que son captados por moléculas aceptoras de
electrones (ATP).

11. QUE ES ATP ?

12.  La molécula de clorofila, al perder electrones, los
busca rápidamente en el medio para lograr
estabilidad química.
 Los encuentra en la molécula de agua, la cual se
ioniza, produciéndose la ionización o fotólisis de la
molécula de agua, es decir se divide en oxígeno e
hidrógeno.
 El oxígeno se libera a la atmósfera o es empleado
por la célula para otros procesos, mientras que el
hidrógeno es captado por un transportador el
NADP (nicotinadenindifosfato), que se transforma
en NADPH.

14. Etapa o Fase oscura: Toma y asimilación de
elementos.
 La energía luminosa es adsorbida y transformada
en energía química.
 Esta etapa se realiza en el estroma del cloroplasto.
En este esta presente un compuesto de cinco
átomos carbonos, la ribulosa 1,5 difosfato, la cual
se combina, gracias al ATP , con:
• los hidrógenos y electrones que trae el NADPH de
la primer etapa
• y el de dióxido de carbono que proviene del exterior,

15.  dando lugar a la formación un compuesto de seis
átomos de carbono, que rápidamente se desdobla
en dos compuestos de tres átomos de carbono, el
3-fosfoglicerato.
 Estos compuestos de tres átomos de carbono
darán lugar, por un lado al compuesto de cinco
átomos de carbono, la ribulosa 1,5 difosfato y por
otro a un compuesto de seis átomos de carbono, la
glucosa (Fig. 1).

18. CICLO DEL CARBONO

19.  El ciclo del carbono
Son las transformaciones químicas de compuestos que
contienen carbono en los intercambios
entre biosfera, atmósfera, hidrosfera y litosfera.
Es un ciclo de gran importancia para la supervivencia de
los seres vivos en nuestro planeta, debido a que de él
depende la producción de materia orgánica que es el
alimento básico y fundamental de todo ser vivo.

20.  El carbono es un componente esencial para los
vegetales y animales. Interviene en la fotosíntesis
bajo la forma de CO2 (dióxido de carbono), tal
como se encuentran en la atmósfera. Forma parte
de compuestos como: la glucosa, carbohidrato
fundamental para la realización de procesos como
la respiración y la alimentación de los seres vivos, y
del cual se derivan sucesivamente la mayoría de
los demás alimentos.

21.  La reserva fundamental de carbono, en moléculas
de CO2 que los seres vivos puedan asimilar, es la
atmósfera y la hidrosfera. Este gas está en la
atmósfera en una concentración de más del 0,03%
y cada año aproximadamente un 5% de estas
reservas de CO2 se consumen en los procesos de
fotosíntesis

22.  El ciclo completo del carbono requiere que los
descomponedores metabolicen los compuestos
orgánicos de los organismos muertos y agreguen
nuevas cantidades de CO2 al ambiente. A todo
lo anterior debe sumarse la enorme cantidad de
CO2 que llega a la atmósfera como producto de
la actividad volcánica, la erosión de las rocas
carbonatadas y, sobre todo, la quema de
combustibles fósiles por el hombre.

23. TIPOS DE CICLOS DEL CARBONO
 Ciclo biológico:
Comprende los intercambios de carbono (CO2)
entre los seres vivos y la atmósfera, es decir,
la fotosíntesis, proceso mediante el cual el carbono
queda retenido en las plantas y la respiración que lo
devuelve a la atmósfera. Este ciclo es relativamente
rápido, estimándose que la renovación del carbono
atmosférico se produce cada 20 años

24. TIPOS DE CICLOS DEL CARBONO
 Ciclo Biogeoquímico:
Regula la transferencia de carbono entre la
hidrosfera, la atmósfera y la litosfera. El
CO2 atmosférico se disuelve con facilidad en agua,
formando ácido carbónico que constituyen las rocas.
Estos iones disueltos en agua alcanzan el mar, son
asimilados por los animales para formar sus tejidos, y
tras su muerte se depositan en los sedimentos en
forma de carbonatos.

25.  El retorno a la atmósfera se produce en las erupciones
volcánicas Este último ciclo es de larga duración, al
verse implicados los mecanismos geológicos. Además,
hay ocasiones en las que la materia orgánica queda
sepultada sin contacto con el oxígeno que la
descomponga, produciéndose así la fermentación que
lo transforma en carbón, petróleo y gas natural. Luego
el proceso se hace de nuevo.

26. PLANTAS C3, C4 Y CAM

27. FOTOSÍNTESIS EN PLANTAS C3,C4 Y CAM
 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 y
anatómicas que han permitido mejorar su eficiencia
del uso del agua (EUA)

28. FOTOSÍNTESIS EN PLANTAS C3,C4 Y CAM
 Plantas C3
Se llama así porque el bióxido de carbono primero se
incorpora en un compuesto de carbono-3 y mantiene las
estomas abiertas durante el día. Aquí la fotosíntesis se
lleva a cabo a través de la hoja
 Es el metabolismo de realiza en el mesófilo está
diferenciado en esponjoso y en empalizada. 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.

29. PLANTAS C3
 Cuando se produce la fotorrespiración, la resultante
de dos carbonos compuestos se exporta desde
el cloroplasto y son descompuestos; este proceso
consume energía y hace menos eficiente la
fotosíntesis de la planta.
 Ejemplos de cultivos C3:
Girasol, soja, arroz, café, mandioca,

30. FOTOSÍNTESIS EN PLANTAS C4
 Como 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 células de la
vaina, donde se transformarán en CO2 que sigue el
ciclo de Calvin.

31. PLANTAS C4
 A diferencia de rubisco, la PEP carboxilasa tiene
poca o ninguna afinidad por el oxígeno, por lo que
este proceso de dos etapas ayuda a minimizar la
extensión de la fotorrespiración al aumentar las
concentraciones de CO2 en las células de la vaina
del haz, donde el ciclo de Calvin se lleva a cabo.
Ejemplos de plantas C4:
Maíz, Caña de azúcar, los géneros Pennisetum.

32. FOTOSÍNTESIS EN PLANTAS CAM
 Las plantas CAM presentan una estrategia
metabólica adaptada a ambientes extremadamente
calurosos y secos.
 Estas 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..

33. PLANTAS CAM
 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.

34. FIN…
Gracias…