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Universidad Nacional Autónoma de Honduras

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Universidad Nacional Autónoma de Honduras

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Anatomía y Fisiología Vegetal (BI-235)

Sección: 1200

Margie Medina 20221001268

Marleny Hernandez 20181031606

Flavio Dávila 20211002187

Jenny Varela 20211023580

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Proceso químico que se produce en las plantas, las algas y algunos tipos de bacterias cuando se exponen a la luz del sol. Durante la fotosíntesis, el agua y el dióxido de carbono se combinan para formar carbohidratos (azúcares) y se desprende oxígeno. La fotosíntesis es necesaria para la vida de los animales y las plantas (NIH, 2024).

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🌿Fotosíntesis | Fase Luminosa y Oscura | Ciclo de Calvin🌞 [Fácil y Rápido] | BIOLOGÍA |

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Ilustación: Proceso de la fotosíntesis (Redirect Notice, s. f.).

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La fotosíntesis es un proceso complejo que implica la conversión de la energía luminosa en energía química. Los pasos de la fotosíntesis se pueden resumir de la siguiente manera:

1. Absorción de luz por parte de los cloroplastos (Alberts et al., 2002)

2. Conversión de la luz en energía química (ATP y NADPH) mediante la cadena de transporte de electrones (Hill & Bendall, 1960)

3. Fijación del CO2 mediante el ciclo de Calvin (Calvin, 1961)

4. Producción de glucosa y oxígeno (Bassham & Calvin, 1957)

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La fotosíntesis es fundamental para la supervivencia de las plantas y el medio ambiente ya que produce alimento para las plantas (glucosa) (Bassham y Calvin, 1957). Produce oxígeno para el medio ambiente (Lichtenthaler, 1957). Regula el clima y el ciclo del carbono (Ainsworth y long, 2005).

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Ilustración: Diversos factores que afectan la fotosíntesis (Redirect Notice, s. f.-b).

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La fotosíntesis es afectada por varios factores, incluyendo:

Luz: La intensidad y la longitud de onda de la luz afectan la fotosíntesis (Lichtenthaler, 1987).

Temperatura: La temperatura óptima para la fotosíntesis varía entre 20-30°C (Larcher, 2003).

Agua: La disponibilidad y la calidad del agua afectan la fotosíntesis (Lawlor, 2001).

CO2: La concentración de CO2 en el aire afecta la fotosíntesis (Ainsworth & Long, 2005).

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Diferencias de la fotorrespiración con la fotosíntesis:

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Diferencias de la fotorrespiración con la fotosíntesis:

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Función Dual:

Durante la fotosíntesis, la RuBisCO actúa como carboxilasa, fijando CO₂ para formar azúcares en el ciclo de Calvin.

En la fotorrespiración, la RuBisCO actúa como oxigenasa, fijando O₂, lo que resulta en una pérdida neta de carbono y energía para la planta (Peterhansel et al., 2010).

Eficiencia Energética:

La fotosíntesis es un proceso que genera ATP y NADPH, los cuales son utilizados para sintetizar glucosa.

La fotorrespiración consume ATP y reduce la eficiencia fotosintética al liberar CO₂ previamente fijado y no producir azúcares (Taiz et al., 2015).

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La fotorrespiración es un proceso metabólico en las plantas que ocurre cuando la enzima Rubisco fija oxígeno en lugar de dióxido de carbono, lo que resulta en la pérdida de carbono y energía. Esto es más común en condiciones de alta temperatura, baja concentración de CO₂ y alta concentración de O₂ (Bauwe et al., 2010).

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Ilustración: Ciclos (Redirect Notice, s. f.-c)

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La respiración celular es un proceso complejo que implica la conversión de la energía química en energía utilizable para la célula. Los procesos de la respiración celular se pueden resumir de la siguiente manera:

1. Glicólisis: conversión de glucosa en piruvato (Alberts et al., 2002)

2. Ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico): producción de ATP, NADH y FADH2 (Krebs, 1937)

3. Cadena respiratoria: producción de ATP mediante la transferencia de electrones (Mitchell, 1961)

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Impacto de la fotorrespiración en las Plantas bajo Diferentes Condiciones Ambientales:

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Impacto de la fotorrespiración en las Plantas bajo Diferentes Condiciones Ambientales:

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Condiciones de Estrés Térmico:

A altas temperaturas, la afinidad de RuBisCO por el oxígeno aumenta, favoreciendo la fotorrespiración. Esto puede llevar a una disminución en la productividad de las plantas C3, ya que la fotorrespiración puede consumir hasta el 50% del carbono fijado en fotosíntesis (Sharkey, 2019).

Concentración de CO₂:

En condiciones de baja concentración de CO₂, la fotorrespiración es más pronunciada. Esto es particularmente importante en plantas C3, que no tienen mecanismos para concentrar CO₂ alrededor de la RuBisCO, a diferencia de las plantas C4 y CAM (Sage, 2004).

Adaptaciones en Plantas C4 y CAM:

Las plantas C4, como el maíz y la caña de azúcar, tienen una anatomía especial y un mecanismo bioquímico que les permite concentrar CO₂ alrededor de la RuBisCO, reduciendo así la fotorrespiración.

Las plantas CAM, como los cactus, abren sus estomas durante la noche para fijar CO₂, almacenándolo como ácido málico para su uso durante el día, lo que también minimiza la fotorrespiración (Ehleringer & Monson, 1993).

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Figura. Respiración celular por Jesús Medina

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La respiración celular es una serie de reacciones metabólicas que sirve para obtener energía química por oxidación de la glucosa.

Etapas de la respiración celular

Para que la respiración celular pueda presentarse deben ocurrir ciertos pasos acumulativos e interdependientes. Veremos que en cada paso se produce ATP, molécula que provee la energía para las actividades que la célula debe llevar a cabo.

Osorio, UR (2023, 25 de mayo).

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La respiración celular está estrechamente relacionada con la fotosíntesis, ya que:

1. La respiración celular utiliza los productos de la fotosíntesis (glucosa) como fuente de energía (Bassham & Calvin, 1957)

2. La fotosíntesis y la respiración celular están estrechamente relacionadas en el ciclo del carbono (Ainsworth & Long, 2005)

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La respiración celular puede ocurrir en presencia o ausencia de oxígeno. De este modo tenemos dos diferentes tipos.

(Osorio, 2023).

La respiración anaerobia

La respiración anaeróbica es la respiración que NO utiliza oxígeno en su proceso respiratorio.

Este tipo de respiración está compuesta por dos subprocesos:

1.- La glucólisis

La glucólisis es el proceso en el cual se convierte la glucosa (carbohidratos) en otro tipo de molécula llamada “piruvato” y de este proceso se obtienen 2 moléculas de ATP.

2.- La fermentación (Láctica o alcohólica)

La fermentación es el proceso que convierte el piruvato en ácido láctico o en alcohol.

La respiración aeróbica

La respiración aeróbica es la respiración que utiliza oxígeno en su proceso respiratorio.

Este tipo de respiración está compuesta por 2 subprocesos:

1.- El ciclo de Krebs

2.- La cadena de electrones

(Alex, 2024).

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Comparación entre respiración aeróbica y anaeróbica

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Comparación entre respiración aeróbica y anaeróbica

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Respiración anaeróbica

NO USA OXIGENO

SOLO SE OBTIENEN 2 MOLÉCULAS DE ATP

TERMINA EN ACIDO LÁCTICO O EN ALCOHOL

Respiración aeróbica

USA OXIGENO

PRODUCE DE 34 A 36 MOLÉCULAS DE ATP

TERMINA EN AGUA y CO2

(Alex,2024).

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Ilustración: Ciclo de Krebs (Redirect Notice, s. f.-d)

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Ilustración: Glicolisis (Redirect Notice, s. f.-e)

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Ilustración: Cadena de respiración (Redirect Notice, s. f.-f)

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Las plantas de interior o de sombra suelen tener hojas más anchas, pero más delgadas. Esto les permite tener una cantidad mayor de clorofila para poder utilizar al máximo los rayos del sol. Puedes ver con facilidad estos cambios en los potos de hojas verde y amarilla. Esta planta se adapta muy bien a las condiciones de iluminación, pero si la pones en un lugar más bien oscuro, las hojas que nacen serán verdes, perderán todo el pigmento amarillo que tienen en condiciones más luminosas (Rodríguez, 2024).

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·       Ainsworth, E. A., & Long, S. P. (2005). What have we learned from 15 years of free-air CO2 enrichment (FACE)? Agricultural and Forest Meteorology, 135(1-4), 19-31.

·       Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2002). Molecular Biology of the Cell (5th ed.). New York: Garland Science.

. Alex, P. (2024, January 3). Respiración Aerobia y Anaerobia. Educapedia. https://educapedia.org/respiracion-aerobia-y-anaerobia/

·       Bauwe, H., Hagemann, M., & Fernie, A. R. (2010). Photorespiration: players, partners and origin. Trends in Plant Science, 15(6), 330-336.

·       Berg, J. M. (2019). Biochemistry (9th ed.). New York: W.W. Norton & Company.

·       Calvin, M. (1961). The path of carbon in photosynthesis. Science, 133(3466), 1706-1711.

·       ¿Cómo se alimentan las plantas de sombra? (s/f). ..Be.green. Recuperado el 5 de agosto de 2024, de https://be.green/es/blog/como-se-alimentan-las-plantas-de-sombra

·       Diccionario de cáncer del NCI. (2011, febrero 2). Cancer.gov. https://www.cancer.gov/espanol/publicaciones/diccionarios/diccionario-cancer/def/fotosintesis

·       Ehleringer, J. R., & Monson, R. K. (1993). Evolutionary and ecological aspects of photosynthetic pathway variation. Annual Review of Ecology and Systematics, 24(1), 411-439.

·       Hill, R., & Bendall, F. (1960). Function of the two cytochrome components in chloroplasts: a working hypothesis. Nature, 186(4726), 136-137.

·       Larcher, W. (2003). Physiological Plant Ecology (4th ed.). Berlin: Springer.

·       Lawlor, D. W. (2001). Photosynthesis (3rd ed.). Oxford: BIOS Scientific Publishers.

·       Lichtenthaler, H. K. (1987). Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in Enzymology, 148, 350-382

. Osorio, UR (2023b, 25 de mayo). Respiración celular: qué es, etapas y tipos. ecologíaverde.com . https://www.ecologiaverde.com/respiracion-celular-que-es-etapas-y-tipos-4393.html

·       Peterhansel, C., Horst, I., Niessen, M., Blume, C., Kebeish, R., & Kreuzaler, F. (2010). Photorespiration. The Arabidopsis Book, 8, e0130.

·       Sage, R. F. (2004). The evolution of C4 photosynthesis. New Phytologist, 161(2), 341-370.

·       Sharkey, T. D. (2019). What gas exchange data can tell us about photosynthesis. Plant, Cell & Environment, 42(11), 2904-2910.

·       Taiz, L., Zeiger, E., Møller, I. M., & Murphy, A. (2015). Plant Physiology and Development. Sinauer Associates.