Tema 3.2 - Aigua i sals minerals: estomes (2017)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Farmacia - 3º curso
Asignatura Fisiologia Vegetal
Año del apunte 2017
Páginas 4
Fecha de subida 05/10/2017
Descargas 0
Subido por

Vista previa del texto

FISIOLOGIA VEGETAL – BLOC 3 GEMMA CARTES TEMA 3.2 – AIGUA I SALS MINERALS: ESTOMES: ESTOMES - Els estomes són unes obertures graduables de l’epidermis per on les plantes poden intercanviar gasos (CO2, O2) amb l’atmosfera i perdre aigua per transpiració.
La resta de l’epidermis està recoberta per la cutícula, que és impermeable.
CÈL·LULES OCLUSIVES (DE GUARDA) DELS ESTOMES: - Són diferents de la resta de cèl·lules de l’epidermis.
Dues cèl·lules especialitzades unides pels extrems.
Parets engruixides en determinades zones (morfologia variable).
Disposició radial de les microfibriles de cel·lulosa.
Tenen cloroplasts (són les úniques cèl·lules de l’epidermis que en tenen) i també midó dins dels cloroplasts.
No tenen plasmodesmes i per tant no estan connectades a altres cèl·lules.
Tot i tenir cloroplast, no fa el Cicle de Calvin, ni la fixació de CO2, només fan la meitat de la fotosíntesi.
Funció: - Regulació de la obertura i el tancament dels estomes.
- Ho fan mitjançant l’aigua. Quan agafen aigua aquestes s’inflen i es tornen turgents, de manera que s’obre l’estoma. Quan perden aigua es desinflen i l’estoma es tanca.
FISIOLOGIA VEGETAL – BLOC 3 GEMMA CARTES OBERTURA I TANCAMENT DELS ESTOMES: - - - - - Els canvis reversibles en l’obertura i el tancament dels estomes venen determinades pels canvis ce turgència de les cèl·lules oclusives que venen reforçats per: o Les dues cèl·lules estan unides pels extrems.
o Les parets són gruixudes en determinades zones,.
o La disposició radial de les microfibril·les de cel·lulosa Els canvis de turgència venen determinats pels canvis de concentració de soluts a l’interior dels vacúols. Quan més ions s’acumulin dins els vacúols, més s’infla la cèl·lula, i a l’inrevés.
La planta respon a canvis o situacions que succeeixen al seu entorn: o Dèficit hídric: en aquest cas, de forma automàtica la planta tanca els estomes.
o Concentració CO2: quan hi ha poc, la planta obre els estomes.
La obertura o el tancament dels estomes es fa mitjançant l’entrada o sortida de l’aigua, que s’aconsegueix canviant la pressió osmòtica. Aquest canvi es fa a través dels vacúols, augmentant la concentració de soluts a l’interior.
Els soluts que s’acumulen, generalment són: Malat2-, K+ i Cl-.
o Obertura estoma: la cèl·lula es torna urgent per què ja entrat aigua. Els nivells de malat, potassi i clor pugen. En el moment en què els nivells de malat pugen, disminueixen els nivells de midó guardat als cloroplasts, ja que aquest últim es transforma en malat.
o Tancament estoma: la cèl·lula es torna flàccida. Els nivells de malat, potassi i clor baixen i els del midó es mantenen.
Procés bioquímic: - L’obertura dels estomes comporta el pas del midó a malat.
- El midó està localitzat als cloroplasts, aquest es degrada i passa a forma de trioses (gliceraldehid trifosfat GA-3P), surt cap al citosol.
- Per sortir del cloroplast ho farà mitjançant la llançadora de les trioses.
- Un cop al citosol té lloc la glicòlisi, fins donar el fosfoenol piruvat (PEP), substrat que es necessita.
- Sobre aquest substrat actua l’enzim fosfoenol piruvat carboxilasa (PEP carboxilasa)  enzim citosòlic que afegeix al fosfoenol piruvat un carboni més. L’enzim necessita dos substrats: o PEP.
o Ió carbonat, que surt del CO2 submergit en aigua.
- L’equilibri per fer bicarbonat el fa l’enzim anhidrasa carbònica, que tendeix a forma l’ió bicarbonat en condicions normals. Es va consumint bicarbonat i va disminuint el pH del citosol.
- El PEP dóna oxalacetat que es transforma automàticament en Ma2-, gràcies a un equilibri format per un procés de reducció amb NADH.
- La PEP carboxilasa es pot bloquejar per dos motius: o pH: consumint bicarbonat, incrementa la concentració de protons i per tant s’acidifica el medi. La reacció es desplaçarà cap a la formació de CO2 i H2O. Per tant, l’enzim té menys substrat.
o Malat: s’acumula al citosol, és un inhibidor competitiu, inhibeix la seva pròpia formació.
- Per a que la reacció pugui continuar, s’han d’eliminar el malat i els protons.
o Protons: s’eliminen utilitzant les bombes. A partir d’aquestes entren o surten protons dins dels vacúols. Requereix energia (ATP).
o Malat: s’elimina amb un antiport de protons cap a dins del vacúol.
FISIOLOGIA VEGETAL – BLOC 3 GEMMA CARTES - Al eliminar-se els protons i el malat, pot seguir la reacció de formació de l’últim.
El vacúol capta Ma2- i simultàniament K+ i Cl- per simports i antiports de manera que s’incrementa el solut, i es xucla aigua cap endins, el vacúol s’infla i obre els estomes.
Procés regulat pel CO2: - Quan incrementen els nivells de CO2 a la planta, els estomes es tanquen.
- Un nivells elevats d’aquest gas, impliquen alts nivells de l’ió bicarbonat i la pepcarboxilasa accelera la reacció, ja que hi ha més substrat.
- Això produeix una acidificació del citosol i les bombes hauran de treballar a un ritme més alt. Les bombes poden arribar a un punt en què parin, per què no poden mantenir el ritme. Això fa que el medi s’acidifiqui molt, produint: o Obertura canals de Ma2- al citosol per l’acidificació.
o Bloqueig dels antiports del vacúol.
- La PEP-carboxilasa es bloqueja i com que no es forma Ma2- hi ha un increment de midó.
- En aquesta situació les membranes es troben depolaritzades i s’obren els canals de Ca2+ cap al citosol, i com a conseqüència, també s’obren els canals de Cl- i de K+.
- La obertura dels canals provoca una disminució de soluts dins el vacúol, aques es torna flàccid i per tant es tanquen es estomes.
Procés regulat per H2O: - Quan hi ha dèficit hídric tot es bloqueja i es tanquen els estomes.
- El compost que dóna l’ordre de tancar és l’àcid abscísic (ABA).
- ABA: és una hormona de fre que augmenta quan la planta es troba en estrès hídric. A pH àcid està en la forma no ionitzada (ABAH) i a pH bàsic en forma ionitzada (ABA-).
- Quan la planta nota una disminució d’aigua, se sintetitza la hormona pels conductes del xilema i del floema. Com que estem en condicions àcides, la forma majoritària és la no ionitzada, que té més facilitat per travessar membranes i per tant, l’ABA entra a les cèl·lules.
- En estrès hídric, es basifica el medi per la sàvia del floema i l’ABA fabricat s’ionitza, té dificultats per travessar la membrana i es trobarà a la zona apoplàstica. Al acumular-se fora, la hormona tocarà els estomes per fora i arriba a les cèl·lules guarda.
Com actua l’ABA?  Acidifica el medi.
1. Arriba l’ABA a l’estoma, s’uneix als receptors.
2. La unió de l’ABA indueix a la formació d’espècies reactives de l’oxigen, que activen els canals de Ca2+ (missatger secundari) de la membrana plasmàtica, fent sortir calci dels citosol cap a l’exterior.
3. L’ABA incrementa els nivells de ADP-ribosa cíclica, IP3 i PLC (fosfolipasa C), que activa canals de Ca2+ addicionals sobre el tonoplast.
4. L’entrada de Ca2+ inicia variacions en el calci intracel·lular i promou la posterior alliberació de calci dels vacúols.
5. L’augment de calci intracel·lular bloqueja els canals de K+ i promou l’apertura de Clsobre la membrana plasmàtica. Per tant, incrementen molt els nivells de potassi intracel·lular i disminueixen molt els nivells de clorur intracel·lular, produint una despolarització de la cèl·lula.
6. El bombeig de protons de la membrana plasmàtica està inhibit per l’augment de calci citosòlic, induït per ABA i per l’incrementen de la concentració de protons, produint una despolarització de la membrana.
7. La despolarització de la membrana activa els canals de K+, sortint aquest de la cèl·lula.
8. Per a que el K+ i els anions puguin ser alliberats primer s’han d’alliberar dels vacúols al citosol.
- El Ca2+ comença tot el procés. Va obrint canat i bloquejant bombes produint una acidificació del medi que donarà lloc a la obertura dels canals de K+ per culpa de la despolarització. Tot aquest procés acabarà produint un tancament dels estomes.
FISIOLOGIA VEGETAL – BLOC 3 GEMMA CARTES RESUM: - - - Regulació per CO2  el pH comença el procés: acidificació del medi que obre els canals de Ca2+.
o + + CO2: tanca estomes o - - CO2 : obre estomes.
Regulació per H2O  el Ca2+ comença en procés: es l’encarregat d’obrir canals i acidificar el medi.
o S’activa l’ABA que obre els canals de Ca2+.
Com s’obren i tanquen els estomes? o PEP actiu  obre estomes.
o PEP inactiu  tanca estomes.
...

Comprar Previsualizar