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Glicólisis: Ocurre en el citoplasma de la célula y convierte una molécula de glucosa (6 carbonos) en dos moléculas de piruvato (3 carbonos cada una). Este proceso produce una pequeña cantidad de ATP y NADH1.

Ciclo de Krebs (o ciclo del ácido cítrico): El acetil-CoA se combina con una molécula de cuatro carbonos para formar citrato, que luego se descompone en varias etapas, liberando CO₂ y produciendo ATP, NADH y FADH₂2.

La cadena respiratoria: También conocida como cadena de transporte de electrones, es una serie de reacciones bioquímicas esenciales en la respiración celular que ocurre en la membrana interna de las mitocondrias. Su función principal es generar la mayor parte del ATP (adenosín trifosfato), que es la principal molécula de energía en las células.

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La respiración celular es un proceso biológico mediante el cual las células obtienen energía a partir de moléculas orgánicas, como la glucosa. Esta energía es esencial para llevar a cabo diversas funciones celulares, desde la contracción muscular hasta la síntesis de biomoléculas. La respiración celular se lleva a cabo en tres etapas principales: glucólisis, ciclo de Krebs (o ciclo del ácido cítrico) y la cadena de transporte de electrones.

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Relación entre Fotosíntesis y Respiración Celular

1. Ciclo de Materia:

Fotosíntesis: Utiliza dióxido de carbono (CO₂) y agua (H₂O) para producir glucosa y oxígeno (O₂).

Respiración Celular: Utiliza glucosa y oxígeno para producir dióxido de carbono, agua y ATP.

2. Interdependencia:

Oxígeno y Dióxido de Carbono: El oxígeno producido en la fotosíntesis es utilizado en la respiración celular como reactivo, mientras que el dióxido de carbono generado en la respiración celular es utilizado en la fotosíntesis.

Glucosa: La glucosa producida en la fotosíntesis sirve como combustible para la respiración celular, donde se descompone para liberar energía.

3. Energía:

Fotosíntesis: Captura energía solar y la almacena en forma de glucosa.

Respiración Celular: Libera la energía almacenada en la glucosa para las actividades celulares.

Ciclo en Ecosistemas

En los ecosistemas, las plantas, algas y algunas bacterias llevan a cabo la fotosíntesis y producen oxígeno y glucosa. Los animales, hongos y muchas bacterias consumen oxígeno y glucosa para realizar la respiración celular, liberando dióxido de carbono y agua, que a su vez son utilizados por las plantas en la fotosíntesis. Así, ambos procesos están interconectados en un ciclo continuo de materia y energía en la naturaleza.

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Crecimiento y Desarrollo: La energía en forma de ATP se utiliza para procesos biosintéticos que permiten a las plantas crecer y desarrollar nuevas estructuras, como hojas, raíces y flores.

Transporte de Nutrientes: ATP es necesario para el transporte activo de nutrientes y agua a través de las membranas celulares y en el sistema vascular de la planta.

Defensa y Adaptación: La energía se utiliza para la síntesis de compuestos defensivos y en la respuesta a estímulos ambientales.

En resumen, las plantas obtienen energía a través de la fotosíntesis, que convierte la energía solar en glucosa, y luego liberan esa energía almacenada a través de la respiración celular para llevar a cabo funciones vitales. Ambos procesos están interconectados y son fundamentales para la supervivencia y funcionamiento de las plantas.

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La fotorrespiración es el último proceso de la fotosíntesis y se basa en la utilización de oxígeno para producir dióxido de carbono. Durante este proceso la planta consume la energía generada durante las anteriores fases de la fotosíntesis.

La fotosíntesis tiene la finalidad de convertir la energía solar en compuestos orgánicos ricos en energía y almacenarlos. Para ello, las plantas absorben dióxido de carbono y desprenden oxígeno, la fotorrespiración es un sistema contrario a la fotosíntesis pero que forma parte de esta.

Este proceso de fotorrespiración aumenta en proporción a la temperatura ambiente. Cuanto más alta es la temperatura ambiental, mayor fotorrespiración hay.

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La responsable de este proceso es una enzima denominada rubisc

o (ribulosa-1-5-bifosfato carboxilasa/oxigenasa). Esta enzima fija el carbono durante la fase fotosíntesis, pero cuando la temperatura aumenta, cambia su comportamiento, pasando a cumplir la función de una oxigenasa, es decir, deja de absorber carbono y comienza a capturar oxígeno.

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5C (Rubisco) + (oxígeno) –> 3C (molécula orgánica + 2C Dióxido de carbono)

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5C (Rubisco) + (oxígeno) –> 3C (molécula orgánica + 2C Dióxido de carbono)

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Por su parte, las plantas que menos fotorrespiración llevan a cabo suelen tener más facilidades a la hora de adaptarse a las inclemencias del tiempo, así como a los climas extremos. Estas plantas son conocidas como “plantas C4” por minimizar la fase de fotorrespiración y desarrollar un proceso en el cual intervienen compuestos de cuatro átomos de carbono.

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La fotorrespiración afecta a las plantas de manera significativa, y su impacto varía según las condiciones ambientales. Este proceso es un mecanismo que reduce la eficiencia fotosintética al consumir oxígeno (O₂) y liberar dióxido de carbono (CO₂) en lugar de utilizar el CO₂ para producir glucosa

Concentración de CO₂

Temperatura

Disponibilidad de Agua

Intensidad de Luz

La fotorrespiración puede ser perjudicial para las plantas al reducir la eficiencia fotosintética, especialmente en condiciones de baja concentración de CO₂, altas temperaturas, o estrés hídrico.

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06. Fotorrespiración: Plantas C3, C4 y CAM

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Absorción de luz:

1. Luz solar

2. Pigmentos

División del agua (Fotólisis)

Transporte de electrones:

1. Cadena de transporte

2. Producción de ATP y NADPH

Fijación del dióxido de carbono (Calvin Cycle):

1. Formación de glucosa

Producción de glucosa:

1. Síntesis

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Es un proceso con la capacidad de convertir una fuente de energía renovable y limpia, como la luz solar en energía química útil y vital de suma importancia en las plantas, gracias a ello logran creer, desarrollarse y reproducirse para proporcionar el oxígeno que hace posible la vida en la Tierra.

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Luz Solar:

1. Intensidad de Luz

2. Calidad de la Luz

Dióxido de Carbono (CO₂):

1. Concentración de CO₂

Temperatura:

1. Rango Óptimo de Temperatura Agua

2. Disponibilidad de Agua

Nutrientes:

1. Elementos Esenciales

2. Condiciones Ambientales

3. Humedad

4. Oxígeno

Clorofila y Otros Pigmentos:

1. Cantidad y Tipo de Pigmentos

pH:

1. pH del Entorno

Contaminantes y Enfermedades:

1. Contaminantes del Aire

2. Enfermedades y Plagas

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La fotosíntesis es esencial para el ambiente, ya que introduce carbono y oxígeno en la atmósfera, esto queda evidenciado en que gracias a la acción que se ha tenido por millones de años por los primeros organismos fotosintéticos, la atmósfera no se habría podido optimizar a niveles de oxígeno que dan desarrollo a la capa de ozono.

El oxígeno es principal aporte que constituyen las plantas, es más, alrededor de un 50% a 85% de todo el oxígeno que se produce en la actualidad es liberado gracias a estos microorganismos autótrofos.

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Importancia de la Fotosíntesis en la Naturaleza. (s/f). maspreparacion.com. Recuperado el 6 de agosto de 2024, de https://maspreparacion.com/es/blog/biologia/la-fotosintesis-en-organismos-autotrofos-y-su-impacto-en-el-medio-ambiente