Fundamentos de la Fotosíntesis, Ciclo de Calvin y Metabolismo Vegetal
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Procesos Metabólicos: Fotosíntesis y Respiración
1. Ecuaciones Generales y Naturaleza Metabólica
- Fórmula general de la fotosíntesis: 6CO₂ + 6H₂O + luz → C₆H₁₂O₆ + 6O₂. Es una reacción anabólica (endergónica).
- Fórmula general de la respiración: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + ATP. Es una reacción catabólica (exergónica).
2. Fase Luminosa de la Fotosíntesis
- Complejos proteicos: Fotosistema II (PSII) y Fotosistema I (PSI).
- Complejo antena: Conjunto de pigmentos que captan fotones y los dirigen al centro de reacción, el cual contiene clorofila a.
- Cadena transportadora de electrones: Plastoquinona, Citocromo y Plastocianina.
- Enzimas clave: ATP sintasa y Ferredoxina-NADP reductasa (producen ATP y NADPH).
- Fotólisis: Proceso de rompimiento del agua para liberar hidrógeno y oxígeno.
- Factores limitantes: Baja intensidad de luz, temperatura inadecuada y falta de agua.
3. Ciclo de Calvin y Fijación del Carbono
- Etapas: Fijación del carbono, reducción y regeneración de RuBP.
- Enzima clave: RuBisCO.
- Producto final: El gliceraldehído 3-fosfato da origen a moléculas de glucosa.
4. Adaptaciones Metabólicas: C3, C4 y CAM
- Fotorrespiración: Vía metabólica ineficiente que ocurre cuando la enzima RuBisCO actúa sobre el oxígeno en lugar del dióxido de carbono.
- Plantas CAM: Reducen la fotorrespiración y ahorran agua separando los pasos metabólicos en el tiempo (día y noche).
- Plantas C4: Minimizan la fotorrespiración separando la fijación inicial de CO₂ y el ciclo de Calvin en el espacio (diferentes tipos de células).
Comparativa de Metabolismo Vegetal
Plantas C3
- Células: Mesófilo.
- Enzima de fijación: RuBisCO.
- Fijación previa: No aplica (fijación directa).
- Momento: Durante el día.
- Ejemplos: Trigo, arroz, frijol, soya, papa.
Plantas C4
- Células: Mesófilo y vaina vascular.
- Enzima de fijación: PEP carboxilasa.
- Molécula liberadora de CO₂: Ácido málico (malato).
- Momento: Durante el día.
- Ejemplos: Maíz, sorgo, caña de azúcar.