Biología · Glosario

¿Qué es Plantas C4 y CAM?

Definición 14.12 Biología universitaria — primer año · Capítulo 14 — Fotosíntesis y autotrofía

Las plantas C4 (maíz, caña de azúcar, sorgo, muchas gramíneas tropicales) cierran la fuga concentrando el CO2\mathrm{CO_2}: en las células del mesófilo, una enzima sin afinidad por el O2\mathrm{O_2} (la PEP carboxilasa) fija el bicarbonato en un ácido de cuatro carbonos, que se traslada a las células de la vaina que rodea los nervios y allí se descarboxila, lo que multiplica por diez el CO2\mathrm{CO_2} en torno a la RuBisCO y suprime la oxigenación, a un coste de dos ATP adicionales por CO2\mathrm{CO_2}. Los dos tipos celulares forman la anatomía Kranz (“corona”). Las plantas CAM (cactus, piña, agaves) separan esos dos mismos pasos en el tiempo y no en el espacio: abren sus estomas de noche, almacenan el CO2\mathrm{CO_2} como ácido málico en la vacuola y se lo liberan de día a la RuBisCO con los estomas cerrados, con lo que pierden la décima parte del agua que pierde una planta C3 por carbono fijado.

Anatomía Kranz en una hoja de maíz: cada nervio está coronado por células grandes de la vaina, repletas de cloroplastos, rodeadas a su vez por células del mesófilo. El CO_2 se capta en el anillo exterior y se entrega, concentrado, a la RuBisCO del interior.
Anatomía Kranz en una hoja de maíz: cada nervio está coronado por células grandes de la vaina, repletas de cloroplastos, rodeadas a su vez por células del mesófilo. El CO2\mathrm{CO_2} se capta en el anillo exterior y se entrega, concentrado, a la RuBisCO del interior.

Ejemplos

Ejemplo 14.13 (Qué planta y dónde)

A 20C20\,{}^{\circ}\mathrm{C} y con aire húmedo, una hoja C3 de trigo y una hoja C4 de maíz fijan carbono a velocidades parecidas, y el maíz paga dos ATP más por carbono. A 35C35\,{}^{\circ}\mathrm{C} y con aire seco, el trigo pierde un tercio de su fijación en fotorrespiración mientras que el maíz no pierde nada: las gramíneas C4 dominan los campos abiertos y calurosos, y las plantas C3 los lugares frescos y sombreados. Un cactus fija despacio según cualquiera de los dos criterios, pero sobrevive donde los demás morirían de sed.

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