La contaminación por metales pesados representa una de las amenazas más importantes para los cultivos. Entre ellos, el níquel (Ni) representa un elemento peligroso, estrictamente relacionado con la actividad antrópica y que se acumula fácilmente en las plantas. En este estudio, se investigaron los efectos de altos niveles (1 mM) de Ni en cebada (L. cv. Nure) cultivada hidropónicamente, lo que indujo una reducción severa en el crecimiento de las plantas, así como daño genotóxico. Además, el estrés afecta la fotosíntesis, induciendo una disminución en F/F y PSII y un aumento en la abundancia de la proteína D1 y RuBisCO (RbcL) para compensar la pérdida de eficiencia fotosintética. Se observaron cambios en el metabolismo del carbono, con aumentos en la expresión de fosfofructoquinasa, glicerol-3P deshidrogenasa-NAD y piruvato quinasa, confirmados por el aumento de proteínas y actividades. Notablemente, hubo un aumento evidente en la actividad, presencia y expresión de la PEP carboxilasa. Este aumento impulsa el ciclo del TCA (aumento de fumarasa) y apoya la fotorespiración. También se observaron aumentos evidentes en la actividad y presencia de la glucosa-6P deshidrogenasa. El estrés por Ni indujo un aumento evidente en las enzimas involucradas en el metabolismo del nitrógeno: particularmente, el ciclo GS2/Fd-GOGAT cloroplástico y la asimilación de N a través de la reacción de la glutamato deshidrogenasa citosólica se vieron potenciados. Estos resultados diseñan un metabolismo específico de respuesta al estrés al desviar la síntesis de compuestos de N a través de vías alternativas de asimilación de C/N para contrarrestar los efectos de la toxicidad por Ni. Este estudio describe un desvío de la red principal de metabolismo de C/N hacia un aumento en la asimilación de N en las hojas, utilizando esqueletos de carbono de la fijación de CO en la oscuridad bajo alto estrés por Ni. Estos resultados pueden proporcionar posibles objetivos para la mejora de la tolerancia a metales pesados en cereales.