Profesora Sonia Cuellar PUJ Examen Parcial 1. Balance de agua y Nutrición mineral

Fisiología Vegetal 2009 III

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PUJ. Facultad de Ciencias Departamento de Biología Fisiología vegetal Examen parcial 1.

Nombre del estudiante___________________________ Unidad temática: Balance de agua y nutrición mineral

(I) Marque EL ENUNCIADO O LOS ENUNCIADOS que se ajusten a la pregunta. Conteste SÓLO 12 preguntas. Cada una de ellas vale 0.2 puntos.

RESPUESTAS CORRECTAS EN AZUL

1) De acuerdo con los temas discutidos en este módulo temático; son fuentes de energía para todas las plantas:

(a) Los gradientes electroquímicos. (b) Los gradientes gravitatorios. (c) La radiación electromagnética. (d) Los potenciales de membrana. Es otra forma de llamar a los potenciales electroquímicos.

(e) Los gradientes de concentración. 2) En la cinética de una reacción enzimática, es cierto sobre la Km que:

(a) Depende de la concentración del reactivo limitante de la reacción.

(b) Indica la velocidad a la que ocurre una reacción enzimática.

(c) Es una medida de la afinidad de la enzima por su sustrato.

(d) Si una enzima usa dos sustratos tendrá una Km diferente para cada uno.

3) Son componentes del potencial de agua de una célula: (a) El potencial electroquímico. (b) El potencial osmótico. (c) El potencial gravitacional. (d) El potencial matricial. (e) El potencial de turgencia (o presión

de turgencia).

4) Son propiedades del agua, importantes para el transporte de agua y solutos en las plantas:

(a) Formar puentes entre átomos. (b) El bajo punto de fusión. (c) La tensión superficial. (d) La cohesión. (e) El color translucido. 5) Las acuaporinas son:

(a) Canales iónicos que están en las membranas.

(b) Cotransportadores del tipo simportador. (c) Bombas dependientes de ATP. (d) Proteínas de membrana que forman

poros. 6) No es ósmosis (escoja uno solo de los enunciados):

(a) El transporte de gases a través del estoma.

(b) El trasporte hacia el floema. (c) El transporte de solutos de apoplasto a

simplasto. (d) El trasporte de nutrientes hacia el

xilema. 7) La difusión es (escoja uno solo de los enunciados):

(a) Un fenómeno que ocurre en montañas de arena.

(b) Un fenómeno que ocurre en las plantas. (c) Un fenómeno que puede ocurrir entre

dos células.

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(e) Un fenómeno que determina el movimiento de moléculas en solución.

8) El agua es impulsada desde la raíz hacia la parte aérea de la planta por:

(a) Un gradiente de potencial de agua entre la atmosfera y el suelo.

(b) La presión de raíz. La presión de raíz es un fenómeno que existe en algunas

plantas. A los que la marcaron la tomé como correcta

(c) Las acuaporinas. (d) Bombas dependientes de ATP. 9) Un nutriente esencial para las plantas es: (a) Un mineral que la planta no puede

reemplazar por otro. (b) Un mineral que la planta requiere

para completar normalmente su ciclo biológico.

(c) Un nutriente que es indispensable para el desarrollo de las semillas.

Si es indispensable para el desarrollo de las semillas es

indispensable para que la planta complete su ciclo vital

(d) Un nutriente cuya concentración limita el crecimiento de las plantas.

Un nutriente no esencial que está en exceso va a limitar el

crecimiento de la planta por toxicidad

10) En relación con la nutrición de las plantas es cierto:

(a) Las plantas se alimentan de aminoácidos.

(b) El pH del suelo o del medio de cultivo no importa.

(c) Las plantas establecen relaciones simbióticas con hongos y bacterias.

(d) La presencia de microorganismos en los suelos es importante.

(e) La nutrición de las plantas depende 100% de que tengan micorrizas asociadas.

11) Siempre es trasporte pasivo.

(a) Los acarreadores de tipo simportador. (b) Los co-acarreadores. (c) El transporte a favor de un gradiente. (d) La difusión facilitada. (e) El flujo de iones a través de un canal

iónico.

12) Para los canales iónicos siempre se cumple que:

(a) Trasportan más rápido que un acarreador. (b) Requieren de energía para el transporte. (c) Son acuaporinas. (d) Frecuentemente son activados por

cambios en el potencial de membrana.

13) Es trasporte activo.

(a) El trasporte de solutos a favor de su gradiente de concentración.

(b) El trasporte de solutos en contra de su gradiente de concentración.

(c) El que sucede exclusivamente en las membranas de la vacuola.

(d) El co-trasporte de solutos.

Nadie obtuvo los 2.4 puntos que estaban en juego en este punto, pero hubo varios muy cercanos a esa

calificación. En cualquier caso al que saco el puntaje mas alto en este punto (2.28) le puse 2.4 y a los demás

les subí los 0.12 correspondientes.

(II) Explique brevemente: ¿Qué es la presión osmótica? Es un de los componentes de la presión de agua, que es la fuerza que ejerce una solución acuosa contra una membrana. La presión osmótica depende de la concentración de solutos de dicho líquido. Lamentablemente, muchos de ustedes confundieron la presión osmótica con la presión de agua. Por favor revisen esas ideas por que

no es o mismo ser parte de que ser igual.

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¿En qué circunstancia la presión osmótica es cero? Cuando el líquido es agua pura. ¿Puede una célula viva tener presión osmótica igual a cero? No, porque las células nunca están llenas o rodeadas de agua pura. Si usted conoce el potencial de agua y el potencial de turgencia de un tejido, ¿cómo puede calcular la presión osmótica del mismo? (vale 0.5 puntos cada pregunta)

ψ (s) {potencial osmótico} = ψ (w) {potencial de agua} - ψ (p) {potencial de turgencia}

La mayoría de ustedes tiene alguna idea a cerca de los componentes de la presión de agua, aunque no se acuerden de la formula. Lo

paradójico es que varios de los que saben bien la fórmula de todas formas confundieron el potencial de agua con el potencial osmótico.

¿De qué les sirve saber la formula si no saben que el potencial osmótico o presión osmótica es un componente del potencial de agua?

Pero más grave que eso, varios de ustedes saben la formula del potencial de agua pero no saben despejar una igualdad básica, así que

no saben la formula del potencial osmótico. Este no es un examen de algebra elemental, pero muchach@s no pierdan de vista que el

conocimiento DEBE ser acumulativo. A aquellos de ustedes que tienen debilidades en el manejo de igualdades, mi recomendación es

que le dediquen tiempo a hacer ejercidos de ese tipo. Sáquense de la cabeza la idea esa de que se puede ser biólogo sin saber usar

matemática básica.

(III) Usted es encargado de un experimento para el cual requiere un cultivo de Foliosa hipotética que sea: homogéneo, sano y con correcto desarrollo. En una siembra piloto usted descubre que el suelo del lote experimental no es homogéneo por que observa parches como se muestra en la figura.

En los parches A se observa que las plantas presentan: rezago en el crecimiento y clorosis generalizada en las hojas viejas. En los parches B se observa que las plantas presentan: necrosis marginal y deformaciones en las hojas jóvenes.

Explique ¿Qué medida(s) va a aplicar para que en el próximo ciclo de siembra se obtenga el cultivo sano y homogéneo que requiere el experimento? (vale 2 puntos) Para saber qué medida correctiva aplicar usted debe hacer un diagnostico de las deficiencias de este lote de cultivo. Tomar medidas del contenido de nutrientes en el suelo siempre es una buena alternativa, así que no sobraba considerarlo (esta

sugerencia sumó 0.2/2 puntos). Independiente de confirmar el diagnóstico por métodos analíticos, con base en lo estudiado en el curso se debía hacer un diagnóstico fisiológico: De acuerdo con sus síntomas el parche A presenta deficiencia de nitrógeno (se puede confundir con deficiencia de azufre pero los síntomas de esta se presenta en las hojas jóvenes, o con deficiencias de fósforo que también causan retraso en el crecimiento pero no causan clorosis) Como creo que la memoria se desarrolla en el trabajo, cualquiera de estas

opciones sumó puntos. Para resolver esta deficiencia se debe adicionar un fertilizante rico

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en N, como la urea o los abonos orgánicos. Por otro lado, aunque no conocemos los requerimientos específicos de Foliosa hipotética, dado que la deficiencia es de nitrógeno, aquí venían muy bien las ideas a cerca de biofertilizantes ricos en bacterias nitrificantes (las micorrizas no son particularmente buenas absorbiendo nitrógeno pero también es una consideración interesante) (diagnostico y medidas correctivas del

parche A sumaron hasta 0.9/2 puntos). El parche B presenta deficiencia de boro, que se parecen a las deficiencias de manganeso, de calcio y de cobre (cualquiera de los tres o combinaciones estuvo bien). Para corregir el problema es necesario aplicar borax, o una sal que incluya el nutriente deficiente (sumó hasta 0.8/2 puntos). Además, este lote está muy heterogéneo, si son tan evidentes las diferencias entre un sitio y otro del lote en cuanto a la presencia de diferentes nutrientes, seguro que también hay diferencias en otras características importantes del suelo. Se necesita un buen arado y después de fertilizar cada parche, seria bueno mover tierra de un parche para otro para tratar de homogenizar el lote (ideas en este sentido sumaron

0.1/2 puntos).

(IV) Explique brevemente A las preguntas de este punto se deben analizar desde dos puntos de vista: El punto de vista termodinámico (cómo afecta cada condición a la movilidad de las moléculas de agua) y la regulación que la planta hace de la transpiración en cada condición Cuando explicaron correctamente el análisis desde uno sólo de los puntos de

vista lo tomé como bueno, si incluyeron los dos… mucho mejor. ¿Cómo afecta la humedad relativa del aire la tasa de transpiración de una hoja? En condiciones de alta humedad relativa la planta puede tener sus estomas abiertos sin que esto implique una gran perdida de agua, ya que la transpiración disminuye al disminuir la diferencia en la concentración del agua dentro y fuera de la hoja. En condiciones de baja HR el gradiente de concentración de agua entre la hoja y el aire es muy marcado lo que favorece la transpiración, pero la planta cierra sus estomas para evitar deshidratarse. ¿Cómo afecta el incremento en la temperatura del aire a la tasa de traspiración? El incremento en la temperatura hace que el agua se evapore más fácil por lo cual aumenta la transpiración, además la planta tiende a mantener los estomas abiertos, todo lo que puede, para poder regular su temperatura interna. Sin embargo, si la alta temperatura persiste por mucho tiempo y la tasa de transpiración es tan alta que supera la tasa de absorción de agua por la raíz, la planta cerrará sus estomas para evitar deshidratarse. ¿Cómo afecta la baja disponibilidad de agua en el suelo a la tasa de traspiración? Cuando hay baja disponibilidad de agua, puede llagar a suceder que la tasa de transpiración supere la tasa de absorción de agua por la raíz. Para evitar deshidratarse, y para evitar que se rompa el continuo del agua del que dependen los procesos de transporte de nutrientes, la planta cierra sus estomas limitando la traspiración.

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¿Cómo afecta la oclusión del xilema de una planta, a su tasa de traspiración? (vale 0.5 puntos cada pregunta) La oclusión del xilema causa déficit hídrico en la parte aérea de la planta y puede llegar a interrumpir totalmente la columna de agua. Esto sucede cuando el bloqueo afecta todos los vasos del tallo principal, por ejemplo cuando una planta se quiebra o su tallo se necrosa por el ataque de un patógeno. Este déficit hídrico hace que se cierren los estomas en la en la parte de la planta afectada (podría ser una sola rama) y consecuentemente disminuye la transpiración.

(V) En el transporte de un ion desde el suelo hasta el citoplasma de una célula de hoja ¿Cuántas veces (mínimo) debe atravesar el ion una membrana plasmática? ¿Qué mecanismo de transporte está involucrado en cada paso a través de la membrana? (vale 0.8 puntos cada pregunta)

Este ión que está en el suelo viajará através de la raíz, llegará a la endodermis y continuará su viaje hasta entrar en el xilema. Viajará por el xilema hacia la parte aérea de la planta y saldrá del xilema en la hoja, en donde entrará a la célula de hoja. Como saben el recorrido desde el suelo hasta el xilema se puede hacer por vías diferentes. Si va por apoplasto, no entra al citoplasma del pelo radical ni de las células del cortex de la raíz, cruza la membrana una vez al entrar a la endodermos para cruzar la banda de Caspari y continua viajando a través de los plasmodesmos (vía simplasto) hasta llegar a las células acompañantes del xilema. En ese punto debe cruzar la membrana de nuevo para entrar al los vasos del xilema que son células muertas y por lo tanto es apoplasto. Viaja por el xilema, cuando llega a la hoja sale del xilema y entra a las células de las hojas, y para esto, debe cruzar la membrana de nuevo. Por supuesto, podría entrar y salir en otras partes, pero tres es el mínimo de veces que un ión debe cruzar una membrana plasmática para ir de la raíz a una célula de hoja.

Los iones nutritivos cruzan las membranas usando acarreadores (coportadores o antiportadores). Muchos de ustedes mencionaron todos los mecanismos posibles y eso significa que no sabe que mecanismo

se usa. NO se usan bombas para este objeto, ni canales iónicos (o alguien a oído hablar de una bomba de sulfato o un canal de

molibdeno?). Además algunos de ustedes dijeron que el ión podía pasar por acuaporinas. Como les dije en clase, por las acuaporinas

pasa SOLO agua (en condiciones experimentales puede pasar glicerol pero nada más). Finalmente los canales de comunicación entre

citoplasmas de células adyacentes son plasmodesmos, varios de ustedes les pusieron otros nombres.

Cerca de una tercera parte del curso obtuvo una calificación final (sumadas las tareas) igual o superior a

3.7/5.0 y una sexta parte del curso obtuvo una calificación igual o superior a 4.0/5.0.

Los demás tienen todavía muchas opciones para mejorar la calificación del curso; para que las aprovechen

les sugiero que analicen a conciencia cuanto tiempo estudiaron para este examen y usen una regla de tres

simple para saber cuanto tiempo necesitarán estudiar para obtener en los próximos exámenes la

calificación que desean obtener.