Puede decirse que la fotorrespiración es un proceso de exceso de respiración, que normalmente tiene lugar en los cloroplastos, perixomas y mitocondrias (y no en otros tejidos de la planta) en presencia de mucha luz en plantas C3.

1. Reacción de Rubisco:

En la fotosíntesis: se cataliza la fijación de CO₂ en la ribulosa-1,5-bisfosfato para formar una molécula de 3-fosfoglicerato, que luego se convierte en glucosa y otros azúcares. Mientras que en la fotorrespiración: se cataliza la fijación de O₂, formando 2-fosfoglicolato, que se descompone a través de varios pasos metabólicos, liberando CO₂ y consumiendo energía.

2. Producción de Productos:

En la Fotosíntesis se produce glucosa y oxígeno, utilizando energía solar. Y en la Fotorrespiración se produce CO₂ y consume oxígeno, generalmente requiere de energía y no produce glucosa.

3. Eficiencia:

La Fotosíntesis es eficiente en convertir CO₂ en azúcares. Mientras que la Fotorrespiración es ineficiente en términos de fijación de carbono y resulta en la pérdida de carbono en forma de CO₂.

A temperaturas templadas, la afinidad de la Rubisco por el CO2 es mucho mayor y la fotosíntesis se da con normalidad.

A temperaturas altas, la enzima Rubisco presenta mayor afinidad por el O2, el cual absorbe más a menudo y perjudica al proceso de fotosíntesis, que no se produce o se produce con mucha menor eficiencia: se pierde energía que la planta no puede destinar generar azúcares y usarlos para crecer.

Las condiciones cálidas y secas tienden a causar más fotorrespiración, y por esta razón las plantas naturales de climas muy cálidos han desarrollado estrategias para convertir el O2 en CO2 y poder realizar la fotosíntesis con normalidad: estas son las plantas C4 y CAM.

1. Intercambio de Gases: La fotosíntesis consume CO₂ y produce O₂, mientras que la respiración celular consume O₂ y produce CO₂. Este intercambio de gases es crucial para el equilibrio de la vida en la Tierra.

2. Ciclo de Energía: La glucosa producida en la fotosíntesis es utilizada como fuente de energía en la respiración celular. La energía almacenada en la glucosa se libera durante la respiración celular para realizar funciones celulares.

3. Productos y Reactivos: Los productos de la fotosíntesis (glucosa y oxígeno) son los reactivos de la respiración celular, y viceversa. Esto crea un ciclo continuo de energía y materia

Por otro lado, la respiración celular es el proceso mediante el cual las células descomponen la glucosa para liberar energía en forma de ATP. Este proceso ocurre en las mitocondrias y se divide en tres etapas principales: glicólisis, ciclo de Krebs y cadena de transporte de electrones. En el glicólisis, la glucosa se descompone en piruvato, produciendo ATP y NADH.

La relación entre la fotosíntesis y la respiración celular es fundamental para el equilibrio de los ecosistemas. La fotosíntesis consume CO₂ y produce O₂, mientras que la respiración celular consume O₂ y produce CO₂. Este intercambio de gases es crucial para mantener el equilibrio atmosférico. Además, la glucosa producida en la fotosíntesis es utilizada como fuente de energía en la respiración celular, liberando la energía almacenada para realizar funciones celulares. Los productos de la fotosíntesis (glucosa y oxígeno) son los reactivos de la respiración celular, y viceversa, creando un ciclo continuo de energía y materia.

La fotosíntesis y la respiración celular están interconectadas en un ciclo que mantiene el flujo de energía y el equilibrio de gases en los ecosistemas. Durante el día, las plantas realizan la fotosíntesis, produciendo glucosa y oxígeno, mientras que, durante la noche, utilizan la glucosa y el oxígeno para realizar la respiración celular, liberando CO₂ y agua. Este ciclo continuo es esencial para el mantenimiento de la vida en la Tierra.

Glucólisis: La glucosa, producida durante la fotosíntesis, se descompone en dos moléculas de piruvato en el citoplasma de la célula. Este proceso libera una pequeña cantidad de energía en forma de ATP (adenosín trifosfato) y NADH.

Ciclo de Krebs: El piruvato se transporta a las mitocondrias, donde se convierte en acetil-CoA y entra en el ciclo de Krebs. Durante este ciclo, se liberan más moléculas de ATP, NADH y FADH2, y se produce dióxido de carbono como subproducto.

Cadena de Transporte de Electrones: Los electrones transportados por NADH y FADH2 se transfieren a través de una serie de proteínas en la membrana interna de las mitocondrias. Este proceso genera un gradiente de protones que impulsa la síntesis de una gran cantidad de ATP.

Fosforilación Oxidativa: Finalmente, los protones regresan a través de la ATP sintasa, produciendo ATP adicional. El oxígeno actúa como el aceptor final de electrones, formando agua como subproducto.

Captura de luz: La clorofila, el pigmento verde en las hojas, absorbe la luz solar.

División del agua: La energía de la luz se utiliza para dividir las moléculas de agua (H₂O) en oxígeno (O₂), protones y electrones.

Producción de ATP y NADPH: Los electrones y protones generados se utilizan para producir ATP (adenosín trifosfato) y NADPH, dos moléculas que almacenan energía.

Ciclo de Calvin: En esta fase, que no requiere luz, el ATP y el NADPH se utilizan para convertir el dióxido de carbono (CO₂) en glucosa (C₆H₁₂O₆), un azúcar que las plantas utilizan como fuente de energía.

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