FOTOSINTESIS

Fotosíntesis es el proceso donde se transforma la luz solar en carbohidratos ricos en energía, a se lleva a cabo en los cloroplastos hay un apilamiento de discos tilacoides. La membrana tilacoide en el interior de cada disco es como un escenario iluminado donde se lleva acabo el primer acto. Ahí, la energía de la luz es capturada por electrones de las moléculas clorofilas. A su vez, los electrones excitados son transmitidos a través de una serie de aceptores en la cadena de transporte electrónico. En el proceso se divide una molécula de agua y se libera oxígeno a la atmosfera. Al mismo tiempo, los protones bombeados hacia el exterior de la membrana tilacoide impulsan la producción de ATP. Los electrones excitados reducen el NADPH a NADPH, y la energía almacenada se emplea en el segundo acto para la biosíntesis de glucosa que tiene lugar en el exterior oscuro de los estroma, fuera dela membrana tilacoide. El dióxido de carbono de la atmosfera se combina con un azúcar de cinco carbonos para producir, a través de un intermediario, dos azucares de tres carbonos y posteriormente a la molécula de glucosa de seis carbonos. La energía impulsa a la biosíntesis proveniente del ATP y la potencia reductiva de NADPH, la forma reducida del dinueclotido fosfato de nicotidamina adenina. Las plantas, se encuentran en la parte inferior de la cadena alimenticia almacenada la energía de la luz solar y generan oxígeno.

FOTOSINTESIS

En la fotosíntesis se realizan dos etapas: Fase clara: también se conoce como fase dependiente de luz; los pigmentos fotosintéticos atrapan la energía de la luz solar y la transforman en energía química como ATP y NADPH. Esta etapa ocurre en los tilacoides y se libera oxígeno a partir de la disociación de la molécula de agua.

Fase oscura: también conocida como fase biosintética; ocurre tanto de día como de noche ya que no depende de la energía lumínica. Se lleva a cabo en el estroma del cloroplasto. El ATP y NADPH generado en la fase clara es utilizado por enzimas para sintetizar glucosa a partir la incorporación de CO2 en compuestos orgánicos.

Las plantas que utilizan sólo el ciclo de Calvin para la fijación del dióxido de carbono del aire, se conocen como plantas C3. En el primer paso del ciclo el CO2 reacciona con la RuBP para producir dos moléculas del ácido de 3 carbonos, 3-fosfoglicérico (3-PGA). Este es el origen de la denominación C3 o C3 en la literatura del ciclo y de las plantas que utilizan este ciclo. Alrededor del 85% de las especies de plantas son C3. Se incluyen los granos de cereales: trigo, arroz, cebada, avena. Los cacahuetes, algodón, remolacha azucarera, el tabaco, las espinacas, la soja, y la mayoría de los árboles son plantas C3. La mayoría de las hierbas de césped como el centeno y la festuca son plantas C3.

Las plantas C3 tienen el inconveniente de que en condiciones secas calientes, su eficiencia fotosintética sufre debido a un proceso llamado fotorrespiración. Cuando la concentración de CO2 en los cloroplastos cae por debajo de aproximadamente 50 ppm, el catalizador rubisco que ayuda a fijar el carbono, comienza a fijar oxígeno en su lugar. Esto supone un tremendo derroche de la energía recogida de la luz, y hace que la enzima rubisco funcione a tal vez una cuarta parte de su velocidad máxima.

Las plantas C4 casi nunca se saturan con la luz y muchas superan en condiciones calientes y secas a las plantas C3. Utilizan un proceso de dos etapas donde el CO2 se fija en las células mesófilas de pared delgada, para formar un intermedio de 3 carbonos, normalmente malato (ácido málico). La reacción involucra al fosfoenolpiruvato (PEP) que fija el CO2 en una reacción catalizada por PEP-carboxilato. Se forma ácido oxalacético (OAA), que se convierte rápidamente en ácido málico. El ácido de 4 carbonos se bombea activamente a través de la membrana celular, a la célula de pared gruesa de la vaina fascicular, donde se desdobla en CO2 y un compuesto de 3 carbonos.

Luego, este CO2 entra en el ciclo de Calvin en un cloroplasto de la célula de la vaina fascicular y produce G3P y, posteriormente, sacarosa, almidón, y otros hidratos de carbono que entran en el sistema de transporte de energía de las células.

Moore, et al. señalan la Flaveria (Asteraceae), el Panicum (Poaceae) y la Alternanthera (Amarantheceae), como géneros que contienen especies que son intermedias entre la fotosíntesis C3 y C4. Estas plantas tienen anatomías de hojas intermedias, que contienen células de la vaina fascicular que son menos distintas y desarrolladas que las de las plantas C4

Estas intermedias se caracterizan por su resistencia a la fotorrespíración, por lo cual, pueden operar en ambientes más secos y de mayor temperaturas que las plantas C3.

Las plantas CAM presentan una estrategia metabólica adaptada a ambientes extremadamente calurosos y secos. Representan alrededor del 10% de las especies de plantas, e incluyen el cactus, orquídeas, plantas de maternidad, planta de cera, piña, musgo español, y algunos helechos. Las únicas plantas CAM agrícolamente importantes son, la piña y una especie de agave que se utiliza para hacer el tequila y como fuente de fibra.

FOTORESPIRACION

La respiración consiste en el metabolismo del oxígeno y la liberación de dióxido de carbono. La respiración celular es un término positivo, un proceso vital. Pero la fotorrespiración es un término completamente

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