Cano Calderón Mariana
Gónzalez García Rodrigo Alejandro
Salazar Romero Ana Karen
Urbina Reyes Aline Esmeralda
La absorción de CO2 en plantas tipo MAC
y C3
Resumen
Las plantas CAM son unas supervivientes natas; tienen que serlo si
quieren vivir en zonas desérticas, o semidesérticas. Las temperaturas máximas
pueden ser muy altas, de más de 40ºC, lo cual sumado a que apenas llueve, no
les ha quedado más opción que hacer todo lo posible por evitar perder agua. Y
eso es complicado de por sí, pues el solo hecho de respirar ya conlleva un
gasto.
Para conseguirlo, desarrollaron lo
que llamamos el metabolismo ácido de las crasuláceas (CAM por sus siglas en
inglés). Se llama ”de las crasuláceas” pues es en esas plantas donde se
descubrió por primera vez; hoy día se sabe que muchas plantas que viven en
sitios así, son CAM.
Las plantas C3 reciben el nombre de
plantas C3 debido a que durante la segunda etapa del proceso de la fotosíntesis,
en las reacciones de carboxilación del ciclo de Calvin, el primer compuesto
formado es el ácido fosfoglicérico (3-PGA), que está formado por 3 carbonos,
producto de la combinación entre la ribulosa difosfato (5C) con el CO2. La
enzima responsable de esta reacción es la ribulosa-bifosfato, mejor conocido
como Rubisco. Aunque la principal función de esta enzima es fungir como
catalizador para la carboxilación, también puede actuar como oxigenasa; esto
significa que en presencia de luz, el oxígeno compite con el dióxido de carbono
por los sitios activos de la enzima, provocando una pérdida de CO2
(fotorespiración), lo cual reduce la capacidad fotosintética de la planta.
Introducción
En el presente informe presentaremos
cómo ideamos nuestro experimento para saber qué planta tiene más absorción de
C02, si una planta tipo MAC o una planta tipo C3, explicaremos cómo lo llevamos
en práctica y los resultados que obtuvimos junto con los análisis y
conclusiones a las que llegamos al realizar nuestra previa investigación y al
término de nuestro experimento.
Planteamiento del problema
Lo que pretendemos obtener en nuestro
experimento es la cantidad de absorción que hay en una planta tipo MAC y una
C3, tomando en cuenta factores como la luz, el tiempo, el tipo de adaptaciones
que tiene cada una y el proceso de fotorrespiración.
Hipótesis
En nuestra hipótesis planteamos que una planta tipo C3 absorbe más CO2
que una planta tipo CAM puesto que la fisiología de está es diferente a la tipo
C3, en el tipo de hoja y tallo está adaptada para climas áridos y la C3 en
frescos y húmedos. Una planta C3 tiene adaptaciones para realizar con más
constancia la fotorrespiración que una MAC y por lo mismo de que esas
adaptaciones son por los climas en los que se encuentran naturalmente.
Diseño experimental
Definición de población
- MAC, la que nosotros
utilizaremos es una Echinocactus Platyacanthuses una especie de cactus perteneciente a la
familia de las cactáceas y es endémica de México. Se conoce también como
biznaga dulce o de barril, y barranca de Metztitlán. Es uno de los cactus
que más abundan, son representativos y están presentes en gran parte del
territorio mexicano.Echinocactus platyacanthus Link & Otto, es
una especie endémica de México. Tiene forma globular. Es un cactus alto y
grande de color verde claro, que puede llegar a medir desde 0,5 a hasta 2
m de altura y de 0.6 a 1.2 m de diámetro, y está formado por 21 a 24
costillas muy pronunciadas.
- Para nuestra planta C3
ocuparemos Acer discolor, los acer son fácilmente distinguibles por sus
hojas opuestas, normalmente palmatilobadas, aunque también se dan las
pafiuticompuestas, pinnadas compuestas, pinnadas avetadas y sin lóbulos.
Las hojas de la mayor parte de las especies son palmeadas, venadas y
lobuladas, con 3 a 9 venas cada una orientada hacia un lóbulo, uno de los
cuales es el central. Florecen a finales de invierno o principios de
la primavera, en la mayoría de las especies a la vez que aparecen las
hojas o justo después, en algunas incluso antes de estas.
Materiales:
- 2 biocamaras
- 2 sensores de CO2
- Lámpara
- Interfaz
Procedimiento:
a)Colocar cada planta en una
biocamaras
b)Colocar un sensor de C02 en cada
biocamara y tapar el otro orificio con papel y maskin tape para que queden
completamente selladas
c)Colocar las dos biocamaras a manera
en que la lámpara les de la luz ambas
d)Conectar los sensores de C02 a la
interfaz y configurarla para que tome datos cada hora durante 24 horas
e)Después de las 24 horas colocamos
una USB en la interfaz para guardar los datos, retiramos el experimento,
limpiamos el equipo y lo guardamos
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Verde claro: Planta C3
Verde oscuro:Planta MAC
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PLANTA C3
PLANTA MAC
Análisis de resultados
Como podemos ver con la correlación
lineal realizada la planta C3 presenta una correlación lineal moderada negativa
y la MAC una correlación lineal débil positiva. Lo que quiere decir igual
que la primera gráfica que la planta C3 absorbió más CO2 que la MAC. Esto
sucede porque en el ciclo de Calvin comienza con la fase de carboxilación, en
la cual la enzima ribulosa 1, 5-bifosfato carboxilasa/oxigenasa, abreviada como
RubisCO, reacciona con el CO2 para combinarlo con una molécula de ribulosa 1,
5-bifosfato (RuBP). En la siguiente fase, llamada reductiva, las dos moléculas
de fosfoglicerato que se producen en la carboxilación utilizan atp y nadph para
formar triosa fosfato. Por último, en la fase regenerativa, mediante una serie
de nueve reacciones en las que intervienen diferentes enzimas se regenera una molécula
de RuBP; con esto se completa el ciclo. Cuando la enzima RubisCO reacciona con
O2 (reacción de oxigenación) en lugar de CO2 , comienza el proceso bioquímico
conocido como fotorrespiración, en el cual se genera 2-fosfoglicolato. Este
compuesto no ingresa al ciclo de Calvin y resulta necesario reciclarlo a
través de más de diez reacciones enzimáticas distribuidas a lo largo de
diferentes partículas subcelulares, lo cual representa un gasto excesivo de
energía. Por ello, contrario al proceso de fotosíntesis, la prevalencia de la
fotorrespiración no favorece la formación de biomasa y derrocha la energía
química acumulada durante la fotosíntesis.Las plantas han desarrollado
mecanismos para evitar la oxigenación.
La planta que es C3
no tienen características especiales para combatir la fotorrespiración en
cambio la planta con metabolismo ácido de las crasuláceas (CAM) reducen al
mínimo la fotorrespiración y ahorran agua mediante la separación de estos pasos
en el tiempo, entre el día y la noche. Y tomando en cuenta que todas las 24
horas estuvieron expuestas a la luz y estuvieron capturando los fotones. Hay
una característica especial de las plantas MAC y es que solo abren sus estomas
en la noche pero en este caso no lo pudo hacer ya que estuvo expuesta todo el
tiempo por lo cual retardo de cierta forma este proceso de la fotosíntesis, no
del todo pero si cuenta como una variable. Durante el día, las plantas CAM no
abren sus estomas, pero todavía pueden llevar a cabo la fotosíntesis. Eso se
debe a que los ácidos orgánicos se transportan fuera de las vacuolas y se
descomponen para liberar CO2,que entra en el ciclo de Calvin. Esta liberación
controlada mantiene una alta concentración de CO2 alrededor de la rubisco
Conclusiones
Para concluir nuestro informe
queremos decir que nuestro experimento salió bien, pudimos comprobar nuestra
hipótesis ya que la planta C3 si tuvo más absorción de CO2 que la MAC y esto lo
pudimos explicar anteriormente en el análisis de resultados que se debe a las
características de adaptación que cada una de estas tiene y a que las plantas
no solo estan llevando a cabo la fotosintesis si no que también están llevando
a cabo la respiración y como ya lo mencionamos un punto muy importante es cómo
estas adaptaciones depende el tipo de planta tratan de reducir lo que es la
fotorrespiración.
Fuentes de información
Cibergrafía
- Khan Academy.(2016).Plantas C3, C4 y CAM. (Consultado el 18 de noviembre del 2019).Recuperado de: https://es.khanacademy.org/science/biology/photosynthesis-in-plants/photorespiration--c3-c4-cam-plants/a/c3-c4-and-cam-plants-agriculture
- Blanco, L. (2019). Echinocactus platyacanthus: características, hábitat, usos.( Consultado el 18 de noviembre del 2019).Recuperado de: https://www.lifeder.com/echinocactus-platyacanthus/
- Wikipedia.(2019).Acer (planta).(Consultado el 18 de noviembre del 2019). Recuperado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Acer_(planta)
Bibliografía
- Velázquez, M. (2010). Biología 1. México: ST Editorial.
Hemerografía
