Ecofisiologia - Apunts 10 PDF

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Tema 10 Curvas de respuesta a la luz y Recursos básicos de la fotosíntesis. Hay una relación entre la fotosíntesis y la irradiancia. Cuando hay poca irradiancia la asimilación de co2 depende de la luz y es limitante. Sin embargo, en caso de baja irradiancia, será al contrario, el co2 será el limitan...

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Tema 10 Curvas de respuesta a la luz y Recursos básicos de la fotosíntesis. Hay una relación entre la fotosíntesis y la irradiancia. Cuando hay poca irradiancia la asimilación de co2 depende de la luz y es limitante. Sin embargo, en caso de baja irradiancia, será al contrario, el co2 será el limitante. El ratio de co2 forma una asimptota. Vemos, por otro lado, que la curva de repuesta a la luz tiene una pendiente inicial (eficiencia cuántica aparente) que se basa en la absorción de luz, es decir, su rendimiento cuántico. El rendimiento cuántico es la eficiencia por la cual la luz se “convierte” en carbono fijado. En la primera parte de la curva la luz es la limitante y a partir de que se deja la recta, es la carboxilación (difusión de co2 más la capacidad de carboxilación de la hoja). Llegará a una Amax, que varia, al contrario que la eficiencia cuántica, que más o menos continua igual en la mayoría de los casos. En el caso de las plantas de sombra, hay un cambio también en el nivel de saturación, ya que son más sensibles a la luz por lo que se saturarán antes en presencia de irradiancias altas. Aclimatación a la intensidad lumínica. Si el nivel de luz baja, también lo harán los recursos. La respuesta de la planta va ligada a las necesidades. Si la respiración disminuye, también lo hará el consumo energético. A su vez, si aumentamos el área foliar también lo hace la superficie de absorción. También debemos tener en cuenta el grosor foliar, que si disminuye, también el costo. Además, frente a intesidades elevadas de luz observamos que se presenta el ciclo de las xantofilas. Las plantas que están aclimatadas en exceso por la luz por un grupo de carotenoides indcue que haya una acumulación de proteonesen el lumen del tilacoides, que se activa por el exceso de luz. La acididfiacion del lumen induce que haya una conversión enzimática del caroteinoide violaxthina a zeaxatina. La zaxantina es como un pararrayos que recive energía de la luz de una clorofila que normalmente utiliza fotosíntesis. En ausencia del ciclo de xantofilas, el exceso de luz se pasa de oxigeno en la clorofila, que lleva a la fotooxidación dañina. SOD: superóxido dismutasa. APX: ascorbato peroxidasa. En principio, en presencia de altas irradiancias observamos que reciben luz los cloroplastos como una antena. Al ser mucha luz ha de haber disipación térmica. Por lo que se da la fotoquímica, fijación de co2, fotorrespiración, transporte de e- en el PSI y otros ciclos futiles. Sin embargo, todo esto genera una gran cantidad de moléculas oxidantes dañinas. Por lo que son necesarios sistemas antixidantes, en los cuales participan SOD (dismuta o2 a h2o2y APX. Hojas de luz y de sombra. Cloroplastos de sol Las hojas de luz están más acostumbradas a las irradiancias altas. Las hojas son más gruesas, tienen 2 capas celulares. Además, las capas se definen por las yemas de invierno. Las hojas no son las típicas, ya que el sol produce cambios abruptos en el ambiente, cosa que se liga a hojas adaptables.

Mientras tanto, las hojas de sobra solo tienen una capa celular. También se definen por las yemas de invierno. Los cloroplasos de forma suelen ser más grandes y ocupan una mayor área que los de sol, pero son más finos. Más cantidad. Los cloroplastos de sombra van a tener más clorofila que los de sol, ya que los cloroplastos tienen más grana. Además, los cloroplastos de sombra pueden moverse en el interior de las células para hallar la zona en la cual se va a obtener el máximo de luz, sin tapar a otros cloroplastos que estén debajo de ellos. Esta es una gran diferencia con los cloroplastos de luz, ya que estos suelen hacer turnos para obtener la luz, ya que demasidada luz de forma constante destruiría los cloroplastos. Cloroplastos de sombra La eficiencia cuántica aparente puede variar también a diferencias en la absorbancias por la cantidad de clorofilas (concentración) en el área de la hoja por unidad. No suele ser importante de cara a la aclimatación a la luz, pero no se pueden ignorar otros factores como la disponibilidad de nutrientes y el rol de la senescencia. Rendimiento cuántico aparente: es básicamente una reacción que induce la radiación inducida por cada foton que es parte del sistema. Hay diferencia en la forma en la cual se apilan los cloroplastos, los de sombra son más grandes para captar la mayor superfície. Ciclo xantofilas. Limtiaciones de la fotosíntesis:difusión de co2, carboxilación. Como ya sabemos, el co2 y o2 compiten por el lugar de unión de la rubisco. De hecho, necesitan concentración bastante altas para cambiar las condicones. Si hablamos de la difusión de co3, hablamos del transporte de este de la atmosfera al cloroplasto. Debemos considerar la conductancia o resistencia. Se ha de pasar por la capa límite, el estoma y el mesófilo. Si por otro lado, ya es la carboxilacion, cambia un poco...Depende del factor de específidad catalítica de la rubisco. ¿Por qué tienen problemas? Pues porque co2 y o2 se parecen bastante. Además, hay implicaciones evolutivas, como es la antigua atmosfera terrestre. Además, hay una función ecofisiológica: se disispa la energia cuando hay limitación de co2. RUBISCO. Fija el co2. Es una enzima que hace la carboxilación. Además, se localiza en el estroma de los cloroplastos. La cosa curiosa es que esta enzima es extremadamente poco especializada, por lo que si a concentración de co2 cambia, es posible que coja el o2 porque, vaya...Es inespecífica. Básicamente, una vez entrado el co2, actúa con la rubisco bifosfatasa y se pasa a PGA. De esta forma obtenemos rubisco activada. Si hablamos de ello gráficamente, observamos que cuando hay bajos niveles de co2 pero gran intensidad luminica, en la parte de respiracion se da hasta llegar a cero, la fotorrespiración. ¿Qué pasa aquí? Pues que ha de llegar al punto de compensación de co2. Ese punto dependerá de la

carboxilación, es decir, de la rubisco que fija el co2. Pero, llegados al punto en el que hay suficiente, se saturará y empezará la regeneración dela rubisco 3 bifosfatasa. Aumenta la rubisco hacia el o2 en condiciones de...Sequía, porque hay un mayor cierre estomatico y cambia la concentración de co2 (mas baja). Tambiñen cambia su k catalitica. Efectos de la temperatura extrema y aclimatación a la temperatura. •

Ante altas temperaturas, la solubilidad del co2 declina antes que la del o2→ cambio de afinidad.

Temperaturas mayores a 40-50ºC: disminución neta, ayor oxigenacion/carboxilacion→ rubisco activasa termolabil. Temperaturas menores a 40-50 ºC: desnaturalizacion de muchas proteínas.→ aumento excesivo de permeabilidad tilacoidal. Aumenta el daño por exceso de luz. Cambios químicos y estructurales, sustitución por isoenzimas. •

Ante bajas temperaturas, baja la actividad.

A temperaturas mayores a 0ºC se ralentiza la actividad enzimatica, poco Pi libre en el cloroplasto, perdida de fluidez de la membrana tilacoidal. Aumento de daño por luz. A temperaturas menores de 0ºC hay rotura mecánica celular. Efecto indirecto: SEQUÍA FISIOLÓGICA. Se acumulan azúcares....