2-Transpiración-1-2015-1 (1)

7/23/2019 2-Transpiracin-1-2015-1 (1)

1/11

3/12/203/12/20

TranspiracinTranspiracin

Fisiologa VegetalFisiologa Vegetal

http://jxb.oxfordjournals.org/content/early/2010/10/25/jxb.erqhttp://jxb.oxfordjournals.org/content/early/2010/10/25/jxb.erq312/F1.expansion.html312/F1.expansion.html

Fisiologa VegetalFisiologa Vegetal Fisiologa VegetalFisiologa Vegetal

FuerzasFuerzas

Gradiente de solu tos en el xilemaGradiente de solu tos en el xilema presin hidrosttica positiva por lapresin hidrosttica positiva por la

absorcin de iones y su acumulacin en elabsorcin de iones y su acumulacin en elxilemaxilema

menormenor ss menormenor ww

SuccinSuccin columna continua de aguacolumna continua de agua

deshidratacin de la hojadeshid ratacin de la hoja fuerzafuerzaconducida por el tallo hasta la razconducida por el tallo hasta la raz

CapilaridadCapilaridad


Lmites fsicos del flujoLmites fsicos del flujoxilemticoxilemtico

Agua bajo tensinAgua bajo tensin fuerza que empuja las paredes hacia elfuerza que empuja las paredes hacia el

centrocentro engrosamiento de la pared secundariaengrosamiento de la pared secundaria

lignif icacin de vasos ylignif icacin de vasos y traqueidastraqueidasmayormayordensid ad de la maderadensid ad de la madera

Estado fsicoEstado fsico metaestablemetaestable del aguadel agua presin hidrosttica = presin de vaporpresin hidrosttica = presin de vapor

saturadosaturado

cambio de fase por ebullicincambio de fase por ebullicin


Burbuja deBurbuja devapor de aguavapor de agua

TraqueidaTraqueida

cavitadacavit ada, ll ena, llenade gasde gas

Pared fi nal delPared fi nal delelemento delelemento delvaso con bordevaso con bordeconcon punteaduraspunteaduras

VasoVaso cavit adocavitado,,lleno de gaslleno de gas

Plato de perforacinPlato de perforacinescalariformeescalariforme

PunteaduraPunteadura

Agu a lqui daAgu a lqui da

An gio esper masAn gio esper masGimnospermas (Gnetales)Gimnospermas (Gnetales)HelechosHelechos

Ang ioes permasAng ioes permasGimnospermasGimnospermasHelechosHelechos

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CavitacinCavitacin

Burbujas de aireBurbujas de aire

punteaduraspunteaduras del vaso: vasos adyacentesdel vaso: vasos adyacentesvacos, heridas, abscisin.vacos, heridas, abscisin.

congelacincongelacin

Expansin de la burbujaExpansin de la burbuja fuerza interna de tensin superficialfuerza interna de tensin su perficial

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Prdida de agua en elPrdida de agua en elmesfilomesfilo

Paredes celularesParedes celulares red de capilares muy finosred de capilares muy finos m echa m ojada mecha mojada succiona agua de lassucciona agua de las

clulas delclulas del mesfilomesfilo

Contacto directo con la atmsferaContacto directo con la atmsfera sistema complejo de espacios intercelularessistema complejo de espacios intercelulares agua en los interstic ios celularesagua en los intersticios celulares pelculapelcula

curvacurva

Al ta tensin superficial en el aguaAlta tensin superficial en el agua tensin: presin negativa en el aguatensin: presin negativa en el agua


pp ==-- 22TT

rrTT: tensin superficial del: tensin superficial delagua, 7.28 x 10agua, 7.28 x 10--88 MPaMPamm

rr: radio de la curvatu ra en: radio de la curvatu ra enla interfaz aguala interfaz agua--aireaire

Energa para generar la fuerza: solEnerga para generar la fuerza: sol

Aumen ta la temper atura de la hojaAumen ta la temper atura de la hojatranspiracintranspiracin

5%5%

95%95%

CutculaCutcula

Parnquima enParnquima enempalizadaempalizada

ParnquimaParnquimaesponjosoesponjoso

Clulas deClulas deguardaguarda

EpidermisEpidermisinferiorinferior

CutculaCutcula

EstomaEstoma

XilemaXilema

FloemaFloema

EpidermisEpidermissuperiorsuperior

TejidoTejidodermaldermal

TejidoTejidobasalbasal

TejidoTejidovascularvascular

VenaVena


pp ==-- 22TT

rr

Pared celularPared celular

Membrana plasmtic aMembrana plasmtic aVacuolaVacuola

Pelcula de aguaPelcula de agua

EvaporacinEvaporacinal aireal aire

r = 0.50r = 0.50

r = 0.05r = 0.05

r = 0.01r = 0.01

Pelcula de aguaPelcula de agua

AireAire

Radio de laRad io d e l a Pr es in hi dros tt ic aPresin hidrostticacurvatura (m)curvatura (m) ((MPaMPa))

0.500.50 --0.30.30.050.05 --33

0.010.01 --1515


HRHR Vapor de aguaVapor de agua(%)(%) [ ][ ]

LugarLugar (mol/m(mol/m33)) ((MPaMPa))

Espacios de aire internoEspacios de aire interno 9999 1.271.27 --1.381.38Bajo el estomaBajo el estoma 9595 1.211.21 --7.047.04Sobre el estomaSobre el estoma 4747 0.600.60 --103.7103.7

Capa de aireCapa de airelmitelmite

Capa de aireCapa de airelmitelmite

Clula de guardaClula de guarda

Poro estomticoPoro estomticoAltaAlta [CO[CO22]]

BajaBaja[CO[CO22]]

AltoAltocontenidocontenidode Hde H22OOvaporvapor

Bajo contenidoBajo contenidode Hde H22OOvaporvapor

ResistenciaResistenciaestomtica de laestomtica de lahoja (hoja (rrss))

Resistencia de laResistencia de lacapa lmite (capa lmite (rrbb))

Vapor deVapor deaguaagua

COCO22

XilemaXilemaParnquima enParnquima enempalizadaempalizada

Cavidad subCavidad sub--estomticaestomtica

CutculaCutcula

EpidermisEpidermissuperiorsuperior

Clulas delClulas delmesfilomesfilo

EpidermisEpidermisinferiorinferior

CutculaCutcula


Espacios de aire y superficieEspacios de aire y superficiede evaporacinde evaporacin

Tabaco 40%Tabaco 40%

Cebada 30%Cebada 30%

Maz 10%Maz 10% Pino 5%Pino 5%

Superficie internaSuperficie internade evaporacinde evaporacin

77--30 veces mayo r al30 veces mayor alrea foliarrea foliar

Fisiologa VegetalFisiologa Vegetalhttp://www.microscopyhttp://www.microscopy--uk.org.uk/micropolitan/botany/frame10.htmluk.org.uk/micropolitan/botany/frame10.html

http://plantsinaction.science.uq.edu.au/edition1/?q=content/1http://plantsinaction.science.uq.edu.au/edition1/?q=content/1--11--11--leafleaf--structurestructure

Tabaco PinoTabaco Pino

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[[HH22O]O]vaporvapor(mol/m(mol/m33))

TemperaturaTemperatura((C)C)

Concentracin

Concentracindevaporde

devapordeagu

a

agu

aenensaturacin

saturacin

(mol/m

(mol/m

33))

Temperatura del ai re (Temperatura del aire (C)C)

Superficie de la pared celularSuperficie de la pared celularvs. aire externovs. aire externo

Diferencia de concentracinDiferencia de concentracinabsoluta [Habsoluta [H22O]O]vaporvapor

Concentracin depende de laConcentracin depende de latemperaturatemperatura


Resistencia a la transpiracinResistencia a la transpiracin

Resistencia a la difusin en el poroResistencia a la difusin en el poroestomticoestomtico resistencia estomtica de la hoja,resistencia estomtica de la hoja, rrss

Capa de aire estti co, a travs delCapa de aire estti co, a travs delcual debe difundir el vaporcual debe difundir el vapor

resistencia de la capa lmite,resistencia de la capa lmite, rrbb


Aire enAire enmovimientomovimiento

AireAireestticoesttico

Flujo limitadoFlujo limitadopor la capapor la capalmitelmiteF

lujodetranspiracin(mgH

Flujodetranspiracin(mgH

22OO

vapor

vapor/

m/m22dehoja/segundo)

dehoja/segundo)

Apert ura estom tica (m)Apert ura estom tica (m)

Menor efecto de laMenor efecto de laapertura de estomasapertura de estomas

Mayor apert ura deMayor apert ura deestomasestomas mayormayortranspiracintranspiracin

ZebrinaZebrinapendulapendula


Espesor de la capa lmiteEspesor de la capa lmiteVelocidad del vientoVelocidad del vientoTamao de la hoj aTamao de la hoj a

https://courseware.ehttps://courseware.e--education.psu.edu/simsphere/workbook/ch07.htmleducation.psu.edu/simsphere/workbook/ch07.html

CanopiaCanopia del cultivodel cultivoSumatoria de capas lmiteSumatoria de capas lmiteResistencia al viento enResistencia al viento encomunidadcomunidad

Fisiologa VegetalFisiologa Vegetalhttp://plantsinaction.science.uq.edu.au/edition1//?q=figure_view/17http://plantsinaction.science.uq.edu.au/edition1//?q=figure_view/17 Fisiologa VegetalFisiologa Vegetal

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Altura,m

Altura,m

Dficit de saturacinDficit de saturacinPresin de vaporPresin de vapor

Efecto de la comuni dad de plantas sobre el perfil trmico y deEfecto de la comuni dad de plantas sobre el perfil trmico y depresin de vaporpresin de vaporBosque deBosque de PasahPasah, Malasia, Malasia14:00 horas, 21 de noviembre14:00 horas, 21 de noviembre

Altu raAltu ramxima demxima delala canopiacanopia

JarvisJarvis++ McNaughtonMcNaughton (1986)(1986) Advances inAdvance s inEcological Research 15: 1Ecological Research 15: 1--4949 Fisiologa VegetalFisiologa Vegetal

Dfic it de presin de vaporDfic it de presin de vapor

Diferencia entre la presin de vapor ac tualDiferencia entre la presin de vapor ac tualy la mxima presin de vapory la mxima presin de vapor

muy hmedo: 0.1muy hm edo: 0.1 kPakPa

muy seco: 3muy seco: 3 kPakPa

Integral de las relaciones hdricas y de laIntegral de las relaciones hdricas y de laradiacinradiacin

su medicin y control influ ye en la productiv idad delsu medicin y control influ ye en la productiv idad delcultivocultivo

Ej.: cultivo de tomateEj.: cultivo de tomate Rango ptimo: 0.2 a 2Rango ptimo: 0.2 a 2 kPakPa

DetrimentalDetrimental: >2: >2 kPakPa

Fisiologa VegetalFisiologa Vegetalhttps://courseware.ehttps://courseware.e--education.psu.edu/simsphere/workbook/figures/9.1.gifeducation.psu.edu/simsphere/workbook/figures/9.1.gif Fisiologa VegetalFisiologa Vegetal

Transpiracin del cultivo en funcin del DPVTranspiracin del cultivo en funcin del DPVPlantas de maz en macetas de 2.2 LPlantas de maz en macetas de 2.2 LSuelo franco arenosoSuelo franco arenoso

Totaldeaguatran

spirada(g)

Totaldeaguatran

spirada(g)

Dficit de presin de vapor (Dficit de presin de vapor (kPakPa)) Dficit de presin de vapor (Dficit de presin de vapor (kPakPa))

Pesosecoto

tal(g)

Pesosecoto

tal(g)

Ray et al. (2002) Plant and Soil 239: 113Ray et al. (2002) Plant and Soil 239: 113121121

Bien regadasBien regadas

SequaSequa

Bien regadasBien regadas

SequaSequa

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DPV = 0,6108DPV = 0,6108 ee 17,269 T/(T+237,3)17,269 T/(T+237,3)(1(1--HR/100HR/100))DPV: dfici t de presin d e vapor,DPV: dfici t de presin d e vapor, kPakPaT: temperatura en CT: temperatura en CHR: humedad relativa en %HR: humedad relativa en %



Capa deCapa de tricomastricomasMayor resistenciaMayor resistencia

Hojas enroscadasHojas enroscadasMayor resistenciaMayor resistencia

LavandulaLavandulaspicaspica

Am mophi laAm mophi la Eric aErica

Fisiologa VegetalFisiologa VegetalOleaOleaeuropaeaeuropaea SolanumSolanum lycopersicumlycopersicum

KleiniaKleiniatomentosatomentosa

Fisiologa VegetalFisiologa VegetalRothRoth--NebelsickNebelsick (2007) Annals of Botany 100: 23(2007) Annals of Botany 100: 23--3232

Estomas en criptasEstomas en criptasMayor resistenciaMayor resistencia

Cripta enCripta en NeriumNerium oleanderoleander Fisiologa VegetalFisiologa Vegetal

7/23/2019 2-Transpiracin-1-2015-1 (1)

7/11

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Fisiologa VegetalFisiologa VegetalRothRoth--NebelsickNebelsick (2007) Annals of Botany 100: 23(2007) Annals of Botany 100: 23--3232

Altu ra (m)Altu ra (m)

Humedadrelativa(%)

Humedadrelativa(%)

COCO

22(mol/mol)

(mol/mol)

Muro de laMuro de lacmaracmara

Interfaz alInterfaz alinterior deinterior dela hojala hoja


Aparato estomticoAparato estomtico

GramneasGramneas

Clulas de guarda con formaClulas de guarda con formade pesa de ejerciciosde pesa de ejercicios extremos engrosadosextremos engrosados

Clulas subsidiariasClulas subsidiarias clulasclulas epidermalesepidermales

diferenciadasdiferenciadas

Dicotiledneas yDicotiledneas ymonocotiledneasmonocotiledneasnono --gramneasgramneas

Clulas de guarda con f ormaClulas de guarda con f ormaarrionadaarrionada

ClulasClulas epidermalesepidermalesnormalesnormales


Sack FD (1987) The development and structure of stomata. In:Sack FD (1987) The development and structure of stomata. In: ZeigerZeigerE, Farquhar G,E, Farquhar G, CownCownIR, eds.IR, eds. StomatalStomatal functio n. Stanford, CA, USA:function. Stanford, CA, USA:Stanford University Press, 59Stanford University Press, 5990.90.

Aparato estomtico en ar rozAparato estomtico en ar roz

PlastidiosPlastidiosacumulacin deacumulacin dealmidnalmidn

NcleoNcleo

ClulaClulasubsidiariasubsidiariagran vacuolagran vacuola


Sack FD (1987) The development and structure of stomata. In:Sack FD (1987) The development and structure of stomata. In: ZeigerZeigerE, Farquhar G,E, Farquhar G, CownCownIR, eds.IR, eds. StomatalStomatal functio n. Stanford, CA, USA:function. Stanford, CA, USA:Stanford University Press, 59Stanford University Press, 5990.90.

Aparato estomtico en tabacoAparato estomtico en tabaco

Pared externaPared externa

Pared dorsalPared dorsalPared ventralPared ventral

Pared internaPared interna

Vacuola grandeVacuola grande

PrePre--cmaracmara

Saliente con cutcula gruesaSaliente con cutcula gruesa

PlastidioPlastidioNcleoNcleo

Saliente internaSaliente interna

PostPost--cmaracmara


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Microfibrillas decelulosa ordenadasradialmente

Dicotiledneas yDicotiledneas ymonocotiledneasmonocotiledneas nono

gramneasgramneasGramneasGramneas

Clulas epidermales

Clulas de guarda PoroClulas de guarda Poro Clula

subsidiaria

Microfibrillas decelulosa ordenadaslongitudinalmente

Clulas epidermales


Clulas de guarda en habaClulas de guarda en haba

http://bioweb.usu.edu/kmott/Complexity_Web_Page/complexity_homepage.htm


Expansin reversible enExpansin reversible enclulas de guardaclulas de guarda

MenorMenor ss ingreso de ionesingreso de iones

sntesis de molculas orgnicas en lasntesis de molculas orgnicas en laclulas de guardaclulas de guarda

DisminuyeDisminuye ww ingresa agua a la clula de guardaingresa agua a la clula de guarda

aumenta la presin deaumenta la presin de turgorturgor

pared elstica: volumen aumenta 40pared elstica: volumen aumenta 40--100%100%

ww == ss ++ pp++ gg


Apertura y cierre del poroApertura y cierre del poro

AmbienteAmbiente intensidad y calidad de luzintensidad y calidad de luz

temperaturatemperatura

disponibilidad de agua en el suelodisponibilidad de agua en el suelo

PlantaPlanta potencial hdrico de la hojapotencial hdrico de la hoja

concentracin interna de COconcentracin interna de CO22


Radiacin

Radiacin

fotosintticamenteactiva

fotosintticamenteactiva

(mol/m

(mol/m

22/s)/s)

Aperturaestomtica

Aperturaestomtica

(dimetrodelporo,m)

(dimetrodelporo,m)

Hora del daHora del da Longitud de onda (Longitud de onda (nmnm))

Efectividadrelativa

Efectividadrelativa

SrivastavaSrivastava++ ZeigerZeiger(1995) Plant Cell Environ. 18: 813(1995) Plant Cell Enviro n. 18: 813817817

Apertura estomt ica en habaApertura estomt ica en habaEfecto de la radiacinEfecto de la radiacin

Fisiologa VegetalFisiologa VegetalHuang et al (2006) PNAS 103: 17701Huang et al (2006) PNAS 103: 177011770617706

CriptocromoCriptocromo33CriptocromoCriptocromo11

Lin +Lin + TodoTodo (2005) Genome Biolog y 6: 220.1(2005) Genome Biology 6: 220.1--220.9220.9

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Fisiologa VegetalFisiologa Vegetalhttp://labs.biology.ucsd.edu/schroeder/clickablegc2/opening.htmlhttp://labs.biology.ucsd.edu/schroeder/clickablegc2/opening.html Fisiologa VegetalFisiologa Vegetal

Hora del daHora del da

Aperturaestomtica

(m)

Aperturaestomtica

(m)

Tinci

ndeK+(porcentajederea)

Tinci

ndeK+(porcentajederea)

Saca

rosa(

Saca

rosa(pmol

pmol/pardeclulasdeguarda)

/pardeclulasdeguarda)

Aper tu ra estomti caAper tu ra estomti ca

SacarosaSacarosa

TalbottTalbott++ ZeigerZeiger (1998) J. Exp. Bot. 49: 329(1998) J. Exp. Bot. 49: 329337.337.

Apertura estomt ica en habaApertura estomt ica en habaPatrn diurno de acumulacin de KPatrn diurno de acumulacin de K++ y sacarosay sacarosa

ContraContra--iones: Malatoiones: Malato--22, Cl, Cl--

Fisiologa VegetalFisiologa Vegetalhttp://labs.biology.ucsd.edu/schroeder/clickablegc2/closure.htmlhttp://labs.biology.ucsd.edu/schroeder/clickablegc2/closure.html Fisiologa VegetalFisiologa Vegetalhttp://bio.fsu.edu/~outlaw/assorted/Cmet.html

Apert uraApert ura CierreCierre

Transportadores conduciendoTransportadores conduciendo

Transportadores en estado no conductivoTransportadores en estado no conductivo

Estado conductor no especificadoEstado conductor no especificado


Metabolismo energtico en laMetabolismo energtico en laaperturaapertura

Degradacin de almidn a hexosasDegradacin de almidn a hexosas--PP exportadas alexportadas al citosolcitosol gliclisisgliclisis PEPPEP

OxidacinOxidacin glicolticaglicoltica deldel aldehidoaldehido aaun cidoun cido

liberaci n de 1 H+ alliberacin de 1 H+ al citosolcitosol

CarboxilacinCarboxilacin del PEP con HCOdel PEP con HCO33--

liberacin de un segundo Hliberacin de un segundo H++


Metabolismo energtico en laMetabolismo energtico en laaperturaapertura

HiperpolarizacinHiperpolarizacin de la membranade la membranaplasmticaplasmtica

aumenta la fuerza de ingreso para el ingr eso deaumenta la fuerza de ingreso para el ingr eso de

sacarosasacarosa Formacin de sacarosa por degradacin deFormacin de sacarosa por degradacin de

almidnalmidn Aumento en la concentracin de sacarosaAumento en la concentracin de sacarosa

simplsticasimplstica requisito osmt ico para abrir el estomarequisito osmt ico para abrir el estoma opuestoopuesto aa aumentoaumentoen laen la concentracinconcentracin apoplsticaapoplstica

dede sacarosasacarosa debidodebido a laa la transpiracintranspiracin

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Metabolismo durante el cierreMetabolismo durante el cierre

MalatoMalato salida de malatosalida de malato decarboxilacindecarboxilacin oxidativaoxidativa

SacarosaSacarosa posible conversin a almidnposible conversin a almidn


Cierre estomticoCierre estomtico

Act ivacin del transportador AActivacin del transportador A--

salida de Clsalida de Cl-- y malatoy malato

dede--polarizacin de la m embrana plasmticapolarizacin de la m embrana plasmtica

Aumento de la fuerza de salida de KAumento de la fuerza de salida de K++

activacin de un canal de salida de Kactivacin de un canal de salida de K++,,regulado por voltajeregulado por voltaje

Liberacin de solutos de la vacuolaLiberacin de solutos de la vacuola varios canales especficosvarios canales especficos


Cierre estomticoCierre estomtico

Receptores internos y externos deReceptores internos y externos deABAABA

liberacin de Caliberacin de Ca2+2+ a travs de mensajerosa travs de mensajeroscelularescelulares

ingreso de Caingreso de Ca2+2+

ABA tambin induce el cierre porABA tambin induce el cierre porvas independientes al Cavas independientes al Ca2+2+


PelculaPelcula

Comportamiento de grupos deComportamiento de grupos deestomas sobre la hojaestomas sobre la hoja


Transpiracin vs. fotosntesisTranspiracin vs. fotosntesis

Razn de transpiracinRazn de transpiracin medida de la efectividad de m oderar la prdidamedida de la efectividad de m oderar la prdida

de agua y al mi smo tiempo permi tir el ingreso dede agua y al mi smo tiempo permi tir el ingreso deCOCO

22

Cantidad de agua transp iradaCantidad de agua transp iradaCantidad de carbono asimiladoCantidad de carbono asimilado

Ej.: Plantas CEj.: Plantas C33 500 H500 H22O : 1 COO : 1 CO22 Eficiencia en el uso del agua,Eficiencia en el uso del agua,wuewue: 0.002: 0.002

Ej.: Plantas CEj.: Plantas C44 250 : 1250 : 1Ej.: CAMEj.: CAM 50 : 150 : 1


Momento del da (h)Momento del da (h)

Conductanciaesto

mtica(

Conductanciaesto

mtica(mmol

mmol/m/m

22/s)/s)

Suelo bien regado y bajo DPVSuelo bien regado y bajo DPV

SueloSuelo semisemi--secosecoAlto DPVAlto DPV

Suelo seco y alto DPVSuelo seco y alto DPV

http://plantsinaction.science.uq.edu.au/edition1/?q=content/15http://plantsinaction.science.uq.edu.au/edition1/?q=content/15- -22--33--lightlight--co2co2--andand--stomatalstomatal--apertureaperture

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Fisiologa VegetalFisiologa VegetalHetheri ngton + Woodward (2002) Nature 424: 901Hetheri ngton + Woodward (2002) Nature 424: 901--908908

rb ol esrb ol esArb ust osArb ust os

Plantas herb ceasPlantas herb ceasCC44

Conduc tancia estomtica (g) (mol/mConduc tancia estomtica (g) (mol/m22/s)/s)

Fotosntesis(

Fotosntesis(AA)(molCO

)(molCO22/m/m22/s)/s)

Plantas CPlantas C33

Plantas CPlantas C44


Por qu tanta agua?Por qu tanta agua?

Gradiente de concentracin del aguaGradiente de concentracin del agua 50x en relacin al gradiente de influjo de CO50x en relacin al gradiente de influjo de CO22 COCO22 tiene menor coeficiente de difus intiene menor coeficiente de difus in

molcula de mayor tamao que el aguamolcula de mayor tamao que el agua

BarrerasBarreras COCO22: pared mem brana plasmtica, citoplasma,: pared mem brana plasmtica, citoplasma,

cubierta del cloroplastocubierta del cloroplasto

HH22O: pared, membrana plasmticaO: pared, membrana plasmtica

2-Transpiración-1-2015-1 (1)

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