FASE-3-Fotosíntesis y Metabolismo en Las Plantas
FASE-3-Fotosíntesis y Metabolismo en Las Plantas
FASE-3-Fotosíntesis y Metabolismo en Las Plantas
Presentado por:
Cod. 5679220
Grupo 201711A_614
Presentado a:
La Fisiología Vegetal es la ciencia que estudia cómo funcionan las plantas, esto es, qué
ocurre en las plantas que las mantiene vivas. Explica a través de leyes físicas/químicas cómo las
plantas son capaces de utilizar la energía de la luz para, a partir de sustancias inorgánicas,
sintetizar moléculas orgánicas con las que construir las complejas estructuras que forman el
cuerpo de la planta.
Objetivo general.
Apropiar los conceptos de fisiología en las plantas y la importancia para su desarrollo partiendo
de la asimilación del CO2 y aplicarlos al cultivo seleccionado (plátano).
Objetivos específicos.
1. ¿Cuáles son las respuestas de la planta ante diferentes condiciones de estrés como: Estrés
hídrico por falto de agua, estrés hídrico por exceso de agua, por temperaturas elevadas en
cultivos de clima cálido, ¿y por bajas temperaturas en plantas de cultivos tropicales?
Las plantas a través de la evolución han desarrollado características especiales que las hacen
generar adaptaciones para que sobrevivan en condiciones de estrés hídrico; éste se produce en las
plantas en respuesta a un ambiente escaso en agua, en donde la tasa de transpiración excede a la
toma de agua. Déficit hídrico no sólo ocurre cuando hay poca agua en el ambiente, sino también
por bajas temperaturas y por una elevada salinidad del suelo. Estas condiciones, capaces de
inducir una disminución del agua disponible del citoplasma de las células, también se conocen
como estrés osmótico (Levitt, 1980).
Un déficit de agua puede ser el resultado de bajas precipitaciones, baja capacidad de retención
de agua del suelo, excesiva salinidad, temperaturas extremas frías o calientes, baja presión de
vapor atmosférica o una combinación de estos factores (Nilsen y Orcutt, 1996). Por otro lado,
una tercera parte de la superficie del planeta se considera como árida o semiárida, mientras que
la mayoría de la superficie restante está sujeta a períodos temporales de déficit hídrico. De esta
manera, el agua constituye el principal factor limitante del crecimiento de las plantas en la tierra,
actuando como una fuerza selectiva de primer grado para la evolución y distribución de las
especies vegetales (Hanson y Hitz, 1982).
Como lo dice el artículo de la universidad nacional Moreno, F. (2009), las plantas responden
al estrés hídrico generando unos cambios, donde adaptan su morfología anatómica y celular lo
que les permite vivir en constante estrés hídrico; y es que ese estrés hídrico por déficit de agua se
presenta cuando hay sequias, el ambiente esta escaso de agua y/o humedad, cuando la
transpiración sobrepasa los niveles de toma de agua, por las bajas temperaturas y la salinidad del
suelo excesiva. Es ahí cuando estas plantas se vuelven capaz de hacer uso más eficiente del agua
que adquieren para resistir al estrés por la sequía. De los cambios morfológicos más
representativos son el proceso lento de crecimiento, expansión foliar, crecimiento radicular, el
cierre de estomas, expresión de los genes, expresión de proteínas.
El estrés por las altas temperaturas en cultivos de clima cálido genera en las plantas cambios
en su estructura fisiológica, activación de algunas proteínas específicas que estabilizan las
proteínas y enzimas que dan estabilidad a las membranas y al aparato fotosintético, producción
de antioxidantes y desintoxicantes, lo que permite que las plantas sean capaces de adaptarse a las
altas temperaturas que generan los diferentes climas, tipos de geografía y demás condiciones
ambientales. El cambio en las temperaturas puede darse de manera transitoria o permanente y la
respuesta de las plantas puede variar según las condiciones. El daño en las plantas por el estrés a
las altas temperaturas induce al daño a nivel celular, cambio en la expresión de genes, necrosis
en las hojas, quema en los frutos, daño en los órganos de la planta, entre otros. (Chaves, 2017).
El Co2 atmosférico se fija en las células del mesófilo para formar un ácido orgánico simple de
4 carbonos (oxaloacetato). Este paso se lleva a cabo mediante una enzima no rubisco, PEP
carboxilasa, que no tiende a unirse al Co2. Después, el oxaloacetato se convierte en una molécula
similar, malato, que puede transportarse hacia las células del haz vascular. Dentro de estas, el
malato se descompone y libera una molécula de Co2. Luego, la rubisco fija el Co2 y lo convierte
en azúcares a través del ciclo de Calvin, exactamente como en la fotosíntesis C3.
La vía C4 se utiliza en cerca del 3%, de todas las plantas vasculares; algunos ejemplos son el
garranchuelo, caña de azúcar y maíz.
Las plantas C4 y CAM se adapta bien en países de diferentes estaciones del año, zonas áridas,
semiáridas y ambientes epifiticos, en comparación de la C3.
Las plantas C4 no son más tolerantes al estrés hídrico severo que las C3.
En las plantas CAM el resultado de las modificaciones evolutivas es que el CO2 es fijado en
dos etapas separadas temporalmente, más que físicamente como ocurre en las C4.
Las plantas C4 y CAM presentan adaptaciones específicas para ambientes en donde la pérdida
de agua acoplada a la ganancia de CO2 pueda comprometer la capacidad de crecimiento y
reproducción o incluso la supervivencia de la planta. (Benavides, A. 2018).
3. En una matriz, describir ejemplos (mínimo cinco) de cada una de ellas y sus
características.
Existen muchas plantas, algunas muy simples, otras muy evolucionadas. Forman parte de
todos los ecosistemas y se han adaptado a diversos climas y condiciones del suelo. Algunas
pueden vivir en sitios muy secos, otras necesitan agua abundante.
“La mitad de los alimentos que consume la humanidad procede de sólo tres especies de plantas:
el trigo, el arroz y el maíz.
Más del 40% de las medicinas derivan de las plantas. Algunas se utilizan directamente, como
las hierbas tradicionales. Otras se originan en el mundo vegetal, pero sufren complicados
procesos de transformación”.
Municipio de Ibagué
Temperatura promedio anual: 23.9 °C
Humedad relativa promedio anual: 77%
Precipitación promedio anual: 1708 mm
Altitud: 928 msnm
Vientos promedio anual: 10.8 km/h
Según algunos datos de estudios realizados en suelos del municipio en textura, pH y materia
orgánica es predominante:
Agua: Según Guerrero 2010, el cultivo de plátano es un cultivo que requiere abundantes
cantidades de agua por lo que recomienda sembrarlo en zonas con precipitaciones anuales entre
los 1800mm y 2500mm y las necesidades mensuales oscilan entre los 150mm a 180mm;
teniendo en cuenta las precipitaciones en Ibagué se podría presentar una restricción en la
disponibilidad de agua para el cultivo ya que durante los primeros meses del año y a mediados
del año las precipitaciones tienden a disminuir yendo por debajo del umbral promedio que
requiere el cultivo y siendo el plátano un cultivo sensible al déficit del agua podría presentarse
problemas en los procesos fisiológicos del cultivo tales como el crecimiento de los tejidos
vegetales pudiendo restringirse el crecimiento de las plantas, no obstante se puede lograr el
desarrollo de este cultivo para esta zona pero requerirá un apoyo en cuanto al riego en las
estaciones secas del año de esta zona y se podría presentar retrasos en los tiempos de producción
alargando la duración del cultivo desde la siembra hasta la cosecha.
Suelo: Según Guerrero 2010, el cultivo de plátano requiere suelos con un buen drenaje, de
textura Franco arenosa muy fina, franco limoso o franco arcillo-limoso y con un pH de 5 a 7,
Municipio de Florencia
Temperatura promedio anual: 25.4 °C
Humedad relativa promedio anual: 83%
Precipitación promedio anual: 3707 mm
Altitud: 244 msnm
Vientos promedio anual: 5 - 6 km/h
Según algunos datos de estudios realizados en suelos del municipio en textura, pH y materia
orgánica es predominante:
Agua: A diferencia de Ibagué, en Florencia las precipitaciones son muy altas durante el
transcurso del año y sobrepasan las necesidades hídricas del cultivo, por lo tanto un exceso de
este recurso en el cultivo de plátano puede representar problemas de hipoxia y pueden causar la
muerte radical afectando funciones de la raíz como la respiración, absorción de agua y nutrientes
(Guerrero, 2010) prácticamente causando la perdida de la producción del cultivo, para que esto
no sea un impedimento el suelo debe tener las características adecuadas que faciliten el drenaje
del agua para evitar el este exceso.
Viento: La velocidad promedio del viento por hora en Florencia no varía considerablemente
durante el año y permanece en un margen de más o menos 0,3 kilómetros por hora de 3,5
kilómetros por hora, por consiguiente, el viento no influye en el cultivo del plátano en cuanto a
su ciclo de crecimiento, desarrollo y producción.
Suelos: Como lo dice (GARNICA, s.f.), en su manual instruccional, en la ecología del cultivo
de plátano la temperatura es el factor que más afecta la producción de hojas, afectándose el ciclo
vegetativo dependiendo de las altas o bajas temperaturas; Garnica fecha, afirma que el periodo
vegetativo del plátano se prolonga 10 días por cada 100 msnm, el plátano es una planta en la que
sus hojas pierden una importante cantidad de agua por área e índice foliar ya que nunca cierran
completamente los estomas, la transpiración es alta y debido a que sus raíces son superficiales
estas características hacen que la planta sea vulnerable con un leve déficit de agua y tiene
requerimientos de más de 1800 mm de precipitación liquida al año.
Taxonomía
Familia: Musaceae.
Especie: Musa x paradisiaca L.
Planta: herbácea perenne gigante, con rizoma corto y tallo aparente, que resulta de la unión de
las vainas foliares, cónico y de 3,5-7,5 m de altura, terminado en una corona de hojas.
Sistema radicular: posee raíces superficiales que se distribuyen en una capa de 30-40 cm,
concentrándose la mayor parte de ellas en los 15-20 cm.
Altitud: Es una condición que determina el periodo ve-getativo del plátano de acuerdo con la
variedad, adaptándose en un amplio rango que va desde los cero metros hasta los 2000 msnm
(Universidad de Córdoba, 2011).
Temperatura: La temperatura óptima se. -encuentra entre los 20º y 30º C. La temperatura es un
factor que determina la frecuencia de emisión de las hojas y de ella depende que el periodo
vegetativo de la planta sea más largo o más corto. Precipitación: El cultivo del plátano requiere,
para su normal desarrollo y buena producción, precipitaciones bien distribuidas durante el año
Agua- Este cultivo requiere cantidades de agua para su buen desarrollo lo que se recomienda
sembrarlo en zonas cuya precipitación oscile entre 1,800 a 2,500. Distribuidos en todo el año.
Las necesidades mensuales de agua son de 150 a180mm.
Luminosidad: Se debe contar con buena cantidad de luz día, para que las plantas se desarrollen
adecuada-mente (hojas, racimos, yemas o brotes laterales). En el caso contrario, la baja
disponibilidad de luz retrasa la producción y afecta la calidad del fruto (Universidad de Córdoba,
2011)
Viento: No se recomienda establecer plantaciones en plantaciones en áreas expuestas a vientos
mayores de 20 km./ hora, dado que se dan problemas de daños en el área foliar y pérdidas en la
producción.
Suelos: Se requieren suelos con profundidad no menora1.2mts., sin problemas internos de
drenaje, de textura Franco arenosa, muy Franco limoso o Franco arcillo limoso y un Ph de 5.5 a
7.0.
Temperatura: La temperatura óptima se La temperatura óptima se encuentra entre los 20º y 30º
C.- ncuentra entre los 20º y 30º C.-
Aspectos Fenológicos: El plátano es una planta herbácea, perteneciente l Plátano es una planta
herbácea, perteneciente a la familia de las Musáceas, que consta de un la familia de las
Musáceas, que consta de un tallo subterráneo ( Cormo ó Rizoma ) del cual allo subterráneo (
Cormo ó Rizoma ) del cual brota un Pseudotallo aéreo; el Cormo emite rota un Pseudotallo
aéreo; el Cormo emite raíces y yemas laterales que formaran los hijos aíces y yemas laterales que
formaran los hijos o retoños. Retoños
Fase Floral: Tiene una duración aproximada Tiene una duración aproximada de tres meses a
partir de los seis meses de e tres meses a partir de los seis meses de la fase vegetativa. El tallo
floral se eleva del a fase vegetativa. El tallo floral se eleva del Cormo a través del pseudotallo y
es visible hasta el momento de la aparición de la asta el momento de la aparición de la
inflorescencia.
La exposición a la luz solar hasta quedar parcialmente sombreadas, situación que contribuye a
la disminución progresiva de las tasas de fotosíntesis y transpiración, afectando el balance de
intercambio de gases en la planta.
Requerimientos hídricos:
Los requerimientos hídricos para crecer normalmente son altos pero dependen del clon, de la
radiación solar diaria, de la densidad poblacional, de la edad del cultivo y del área foliar. El
plátano es poco tolerante a las deficiencias de humedad y en las hojas, como respuesta al
agotamiento del agua en el suelo, se aumenta la resistencia de los estomas al flujo de vapor de
agua, reduciendo las tasas de transpiración; esta respuesta al déficit hídrico es visible por el
doblamiento de la lámina foliar a lo largo de la nervadura central, poniendo en contacto las dos
porciones del envés que son las que presentan las mayores tasas de transpiración, debido a su
mayor densidad de estomas (Champion 1975). La sequía causa reducción de la actividad
fotosintética por provocar el cierre prematuro de las estomas durante el día.
Debido a que las musáceas tienen una área foliar extensa, consumen cantidades grandes de
agua. Considerando que el clon Dominico-Hartón tiene un área foliar permanente por planta de
14 m2, se estima un consumo diario de 26 litros de agua en días soleados, 17 litros en días
seminublados y 10 litros en días completamente nublados. (Cayon, 2004)
Translocación de fotoasimilados:
Los fotoasimilados se generan en las células fotosintéticas y tienen que ser incorporados a la
corriente floemática. Las células que constituyen el floema se ramifican de tal manera que las
células parenquimáticas no se van a encontrar separadas más de 2 o 4 células del floema.
Próximo al floema existen células diferentes a las parenquimáticas que se conocen como células
intermediarias o células de transferencia. (www.ub.edu, s.f.)
las principales limitantes en las musáceas por el hongo de la Sigatoka, además de inundaciones y
asfixia radicular, por otro lado, vemos los requerimientos hídricos del cultivo del plátano en el
siguiente cuadro.
Observamos que el cultivo demanda agua en todo el proceso de vida, pero comparado con el
nivel de precipitaciones de Florencia, vemos que es más de la que la planta toma y más de la que
el suelo puede almacenar, el cultivo en la etapa donde mayor agua extrae del suelo es en la etapa
de floración y llenado con una demanda de 30 mm/mes, pero en la ciudad de Florencia vemos
que en esa misma época caen de 400-550 mm/mes, entonces y para finalizar consideramos que el
caso de Florencia no es apto para el cultivo del plátano por su cantidad de precipitaciones y
humedad relativa.
Ibagué:
Diagnóstico del balance hídrico:
Exceso: Iniciando el mes de marzo hay incremento de lluvias prolongadas hasta el mes de mayo
con un tope máximo de 360 mm, en el mes de junio presenta 110 mm aproximadamente. Vuelve
a incrementar a mediados del mes de agosto, prolongándose los meses de septiembre, octubre y
noviembre con un máximo de precipitaciones de 280 mm, en diciembre termina con 110 mm.
Almacenamiento: en los meses de enero y febrero el almacenamiento de agua es
aproximadamente de unos 95 mm va incrementando con los días, el almacenamiento va
aumentando en el mes de marzo hasta nivelarse durante el mes de abril y mayo en unos 220 mm y
a mediados del mes de mayo comienza a descender en los meses de junio, julio y a comienzos de
septiembre incrementa a 170 mm, en el mes de octubre está en 205 mm, comienza a descender
noviembre y diciembre con 100 mm
Déficit: No presenta problemas de déficit hídrico en el diagrama
Consumo: El consumo durante todo el año se sostiene entre 105 mm y 110 mm
Precipitaciones: en los meses de enero se encuentra con 95 mm y va incrementando con el
pasar de las semanas hasta llegar a un tope máximo en los meses de abril y mayo en 230 mm y
comienza a bajar y en los meses de julio y agosto está en un promedio de 80 mm, incrementando
nuevamente en septiembre, teniendo pico de precipitaciones en el mes de octubre con 205 mm.
Descendiendo en los meses de noviembre y diciembre terminando con 100 mm.
ETP: La evapotranspiración durante los meses comienzo de enero a comienzos de junio se
sostiene en unos 110 mm, los meses, intermedios el mes de junio hasta terminar septiembre
aumento hasta llegar a un promedio de 150 mm. Iniciando el mes de octubre hasta terminando
diciembre se estabiliza de nuevo hasta los 110 mm.
ET: Se sostiene durante todo el año en un promedio de 110, siendo los meses de julio y agosto
con mayor evapotranspiración.
CONCLUSIONES
Las plantas, Aunque sean C3, C4 o CAM, finalmente todas las plantas terminan por fijar el
CO2 mediante la ruta del ciclo de Calvin. El CO2 reacciona con una molécula de azúcar de cinco
carbonos y luego esta pasa a formar dos moléculas de tres carbonos, y que el porcentaje de
plantas que utiliza la vía CAM corresponde a algo más de 30 familias de plantas con 328 géneros
y aproximadamente 16.000 especies.
Respuesta de las plantas al estrés por déficit hídrico. Una revisión Plant responses to
water deficit stress. A review. Liz Patricia Moreno F.1
http://www.scielo.org.co/pdf/agc/v27n2/v27n2a06.pdf
Azcón J., Fleck I. Aranda I. y Gómez N. (2013) Capítulo 13. Fotosíntesis, factores
ambientales y cambio climático. En B. Azcón y M. Talón. Fundamentos de Fisiología
vegetal (pp 247-253, 256-262) España McGraw-Hill. Recuperado
de:http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=264&docID=1
1046640&tm=1482803138597
Barrera, J., Cardona, C. & Cayón, D. (2011). El cultivo de plátano (musa aab Simmons):
ecofisiología y manejo cultural sostenible. Primera Edición. Obtenido de:
https://editorialzenu.com/images/1467833541.pdf