Adaptación Fotosintética: tipos de metabolismos fotosintéticos.

Tipos de Características

C3

C4

CAM

Bioquímicas (compuestos, enzimas)

1. Enzima ribulosa 1,5 difosfato carboxilasa-oxigenasa: consta de la carboxilación de seis unidades de ribulosa 1,5 difosfato (5C), con seis unidades de CO2, para originar doce moléculas de 3 fosfoglicerato (3C). RubisCO recibe su nombre ya que puede ejercer tanto la acción carboxilasa como oxigenasa.

1. Enzima ribulosa 5-fosfoquinasa: tiene como sustrato seis unidades de ribulosa 5-P,  procede a su fosforilación con consumo de seis unidades de ATP.

Las hojas reflejan anatómicamente una especialización bioquímica.

1. Enzima citoplasmático: el CO2 es fijado con la participación de esta, que tiene gran afinidad con él, la fosfoenolpiruvato- carboxilasa,  fija el CO2 a una molécula de fosfoenolpiruvato (3C), siendo así que el carbono del CO2 queda incorporado a un primer compuesto.

1. Enzima malato-deshidrogenasa: Las células del mesófilo generadoras de malato poseen cloroplastos con tilacoides del estroma. El malato pasa desde las células del mesófilo a las células de la túnica vascular. Una vez en las células de la túnica, el malato con la participación de un enzima ubicada en el estroma del cloroplasto, se desdobla en CO2, y piruvato, al tiempo que se transfiere poder reductor en forma de NADPH+H+; poder reductor que se empleará posteriormente en el desarrollo del ciclo de Calvin.

1. Enzima PEPC (fosfoenolpiruvato carboxilasa):  fija el CO2 en una reacción que lugar a OAA (oxalacetato), que a su vez será transformado por la Malato Deshidrogenasa dependiente de NAD+ en Malato, que se almacenara en la vacuola como ácido málico, bajando el Ph de la célula.

1. Enzima Málica: el malato empieza a salir de la vacuola, por la enzima málica dependiente de NADP+, se descarboxila permitiendo la entrada de CO2 en el ciclo de Calvin, mientras que el piruvato se re-almacena como almidón en el cloroplasto.

Anatómicas

(células, tejidos)

Capas de células aplanadas: células con distintos tipos de organización, en el haz que es el perfil que enfrente a la luz solar. Conforman a la cutícula, tienen función protectora.

Células guardia: dejan espacios llamados estomas por donde ingresa y salen fluidos como el CO2.

Células de la cutícula: desde el haz, una fila de células vegetales alargadas conforman el parénquima en empalizada, cada una de las células que conforman el parénquima se encarga de realizar fotosíntesis.

Vaina del haz vascular no presente o sin cloroplastos.

Presentan dos tipos celulares: las células de la túnica vascular en torno a los vasos y las células del mesófilo que conforman la típica anatomía en corona o Kranz

Tejido de asimilación

Fotosintética del carbono o PCA: carboxilación que forman las células del mesofilo.

Tejido de reducción fotosintética del carbono o PCR: formado por las células donde se encuentra el rubisco y otras enzimas del ciclo de Calvin, en las que se realiza la reducción.

Vaina del haz vascular con cloroplastos

Vacuolas: tienen un volumen considerable, alli se acumulan los acidos organicos en los que se fija el CO2 atmosferico por las noches.

Poseen mesofilo no clorenquimatoso denominado hidrequima, especializado en la acumulacion de agua utilizada para la supervivencia durante largos periodos de sequia.

Suculencia celular o de los tejidos.

Ecológicas (características del hábitat en el que se encuentran)

S

Son cultivos de zonas templadas que se saturan de luz. Aunque actualmente está ampliamente extendido. Dominante en bosques.

Poseen una distribución ecológica y biogeográfica más restringida que las C3, predominando en las zonas áridas y salinas del planeta. Talvez, el metabolismo C4 constituya una forma de aclimatación de las especies C3 expuestas a perturbaciones ambientales durante plazos largos.

Se ven favorecidas en condiciones de alta temperatura y baja humedad relativa, que son las predominantes en los climas tropicales y subtropicales.

Habitan en regiones áridas y secas, donde el factor limitante es el agua, por lo que han desarrollado un mecanismo adaptativo, que les ofrece una ventaja ecológica, como es el cierre de las estomas de día y su apertura nocturna.

Ejemplos de especies utilizadas por humanos

(tres de cada metabolismo)

Oryza sativa (arroz), Triticum aestivum (trigo), Solanum tuberosum (papa), Solanum lycopersicum (tomate).

Se encuentran entre ellas las especies cultivadas de mayor productividad agrícola, como el maíz (Zea mays), el sorgo (Sorghum bicolor) o la caña de azúcar (Saccharum officinarum)

Malas hierbas agresivas, como: Cynodondactylon, Sorghumhalepense, Cyperusrotundus y diversas especies de Amaranthus

Numerosa plantas epifitas

En plantas acuaticas como: Elodeas e Isoetales

Opuntia basilaris (cactus), Opuntia ficus-indica (cactus), Kalanchoe daigremontiana (aranto), Ananas comosus (piña).

Se ve en las especies: Crassulaceae, Bromeliaceae