1 CO2 CO2 FOTOSINTESIS FOTORRESPIRACION O2 O2

2 Mitocondria Peroxisoma Glioxilato O2 CH2OH COO CHO COO NH3+ GlicolatoDesde el Cloroplasto O2 CH2OH COO CHO COO Mitocondria NH3+ Glicolato 2 CH2NH3 COO Ac. Glicerico CH2NH3 COO CH2OH CHOH COO Glicina CO2 ATP NH3+ CHNH3 COO CH2OH CHNH3 COO CH2OH 3PGA Serina Peroxisoma

3 PROPIEDADES FISIOQUÍMICAS DE GASES O2 Y CO2Temperatura [CO2] [CO ] [O ] [O ] [CO ] 2 2 2 2 (ºC) (µM en sol.) (µM en [O2 ] sol.) 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

4 CO2 ambiental CO2 intercelular C4 C3 fotosíntesis PRESION PARCIAL DE CO2 A mayor presión parcial de CO2 en el aire mayor gradiente y mayor fijación Depende de la intensidad de luzsi la fase FOTOQUIMICA está saturada a mayor CO2 mayor fotosíntesis

5 ? Rendimiento Cuántico (mol CO2. mol-1 foton) Plantas de SOLFOTOSINTESIS NETA (mol CO2.m-2-s-1) IRRADIANCIA (W.m-2) Punto Compensación Lumínico Rendimiento Cuántico (mol CO2. mol-1 foton) ? Plantas de SOL Fotosintesis Maxima Plantas de SOMBRA FOTOSINTESIS EN FUNCION DE LA ILUMINACIÓN

6 CO2 fijado Fotones Absorbidos Exceso Disipacion Fotorrespiracion FOTOINHIBICION: Cuando la LUZ absorbida excede la requerida por la FASE BIOQUIMICA UTILIZACION DE LA LUSZ ABSORBIDA ACLIMATCION: Ajuste en la utilización de los fotones Fijacion del CO2 y Fotorrespiración: La actividad carboxilasa/oxigenasa es suficiente para utlllizar todos los fotones absorbidos Disipacion: En un día de maxima iluminación, la energía de los fotones se disipa por mecanismos adicionales que se inducen. Carotenoides (zeaxantina que se forma cuanto el gradiente de pH del tilacoide es alto). Se evita el daño en el complejo “antena”. Exceso: Si el suminstro de CO2 es limitante (Estomas cerrados) el exceso de fotones puede ser absorbido, pero puede producirse daño en el aparato fotoquimico y “blanqueo” de la clorofila.

7 DEPRESION FOTOSINTETICA DEL MEDIO en GuzmaniaCuado la temperatura y la luz son elevadas (Medio día) la TRANSPIRACION tiende a un máximo Los estomas se cierran, la actividad oxigenasa se incrementa y por tanto la FOTORRESPIRACION lo cual previene la FOTOINHIBICION

8 Salida de productos de la fotosíntesis con transportador fosfatoCloroplasto Citosol estroma envoltura Int. Ext. Ciclo de Calvin C02 2 Triosa-P Fructosa 1,6diP Carrier-P Pi Triosa-P Fructosa 6P UDP glucosa Pi 2 Pi Sacarosa P H2O Sacarosa Pi

9 EFECTO DE LA TEMPERATURAInteracción con RESPIRACION (Q10 Fase FQ = 1; Fase BQ =2-3) Variaciones: Por especie Por vía de fijación Por condiciones ambientales Posibles adaptaciones Tipo efecto : Directo: cambia solubilidad gases en agua Desnaturalización de proteínas Indirecto: mayor transpiración (>rest) Fotosíntesis Temperatura aire normal alto CO2

10 efecto directo por uso en proceso Otros factores: 1- Agua: efecto directo por uso en proceso efecto indirecto control apertura estomas (rest) marchitez (lenta recuperación) “eficiencia del uso del agua” CO2 fijado H2O transpirada 2- Nutrientes minerales: mayor suministro mayor tasa fotosintética K+ conductancias N-Fe-P  tamaño complejo fotosintético 3- Concentración de O2: ocurrencia fotorrespiración o efecto de Warburg (según tipo fijación) sigue10.

11 Factores propios de la planta:1- Concentración de clorofila importante pero s/relación directamente proporcional mayor relación con Nº cloroplastos 2- Productos del proceso: hay control “feedback” mayor demanda  mayor producción relación fuente/receptor (ejms trigo, papas) transporte de azúcares formados 3- Edad: máxima fotosíntesis c/máximo tamaño hoja (exporta con 40% antes importa) proceso disminuye con mayor edad después de madurez

12 Partición de la Energía solar incidenteRadiación solar total 60 % Radiación no absorbida 40% Absorbida Reflexión-transmisión (8 %) 32% Disipación calórica (8%) 24% Metabolismo (19%) Carbohidratos (5%)

13 EFICIENCIA CUANTICA DE LA FOTOSINNTESIS:Definicion: EFICIENCIA CUANTICA DE LA FOTOSINNTESIS: moles CO2 Fijados/moles de PAR absorbidos

14 Curvas de Respuesta a la ILUMINACIONAmax (“Capacidad fotosintética”) Pediente Inicial = max. Eficiencia Cuantica Intercepcion Y = Respiracion oscura (Rd) Intercepcion X = Punto compensación lumínico (t)

15 LA VELOCIDAD DE FOTOSINTESIS ES MAXIMA A MENOR PRESION PARCIAL DE OXIGENORate of photosynthesis

16 (mmol m-2 s-1) Ci FOTOSINTESIS NETA (G)Pendiente Inicial - Proporcional a la actividad de RUBISCO (Jmax) FOTOSINTESIS NETA (mmol m-2 s-1) Ci Intercepción X = Punto de compensación de CO2 (G)

17 Limitado por transporte de Electrones (= Limitado por Regeneración de RUBP)Limitado por Fosfato Limitado por Rubisco

18

19 PRINCIPALES COMPUESTOS METABOLICOS EN LAS PLANTASESTRUCTURALES Celulosa Hemicelulosa Pectinas. Compuestos ALMACENAMIENTO Almidón Fructosas Proteinas Lipids Compuestos ACTIVIDAD CELULAR Acidos nucleicos Enzimas Citocromos Clorofila Fosfolípidos. O2 CLOROPLASTO ( FOTOSINESIS) Sintesis / Translocación Glicolisis ATP, NADP CO2 MITOCONDRIA : Respiración; C. de Krebs O2 CO2

20 Vaina PeriparenquimaticaPlantas C3 C4 y CAM RUBISCO PEP Carboxilasa CO2 C4 Ac.Organicos CO2 CO2 PGA (CH2O) RUBP PEP C3 Acidos C3 C4 CAM Vaina Periparenquimatica MESOFILO OSCURIDAD LUZ MESOFILO

21 IRGA ???????? Ce Referencia Analisis CoDIAGRAMA DE FLUJO DE EQUIPO IRGA Referencia Analisis IRGA REGISTRO Ce Co ???????? 340 ppm CO2

22 PLANTAS C3 y PLANTAS C4 C3 C4 Soja Maiz Trigo Sorgo ArrozRemolacha Alfalfa Espinaca Girasol Maiz Sorgo Caña de azúcar Pasto bermuda