BFPA_U3_EA - JESSICA VERONICA MENDOZA PRADO

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Universidad Abierta y a Distancia de México
División de Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales
Ingeniería en Biotecnología
Fisiología de plantas y animales 
Unidad 3 
Evidencia de aprendizaje 
Crecimiento de las plantas 
13 de noviembre de 2021
¿Qué es la fotosíntesis? 
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
Es el proceso realizado en células vegetales eucariotas para la producción de sustratos energéticos de baso peso molecular comúnmente denominados azucares. 
La fotosíntesis puede dividirse en dos grupos de reacciones: 
· Luz dependiente: Usan la energía de la luz para el movimiento de electrones a través de una cadena de transporte de electrones que se encuentra en la membrana tilacoide. La clorofila es el pigmento fotosintético primario. Los productos son ATP y NADPH. 
· Luz independiente: Usan el NADPH y el ATP para reducir y fosforilar el carbono atmosférico a azúcar fosfato. Ocurre en el estroma liquido de los cloroplastos y lleva el CO2 y otros compuestos a ser glucosa. 
Cloroplastos 
Son organismos fotosintéticos de la familia de los plastidos. Se caracterizan por su coloración verde y dentro de la familia se encuentran los C3, C4 di mórfico y células guardianas. Contienen clorofila y se encuentran en las hojas y tallos de plantas eucariotas y algas. Usan dióxido de carbono y agua en presencia de luz solar para la producción de azucares simples. 
Cloroplastos C3
Las plantas que durante la ruta fotosintética general gliceraldehido 3 fosfato se denominan plantas C3. 
Cloroplastos C4
Las plantas que terminan en la producción de un acido de cuatro carbonos después de la fotosíntesis se denominan plantas C4, como el maíz y la caña de azúcar. Durante la fotosíntesis C4, el dióxido de carbono se fija inicialmente a los cloroplastos en las células mesófilas de las hojas. Estas contienen pilas de grana y se denominan granales. 
¿Qué es la fotorrespiración? 
Se conoce como el ultimo paso de la fotosíntesis y la energía producida por la planta para la generación de los compuestos que esta necesita. Entre mas elevada es la temperatura ambiental, mayor fotorrespiración se realizará. Se realiza especialmente en plantas C3, especialmente en verano pues las estomas se cierran para evitar la perdida de H2O. 
La enzima conocida como Rubisco que es una ribulosa 1-5-bifosfato carboxilasa/oxigenasa se encarga de la fijación de carbono durante la fase fotosintética de la planta, pero al aumentar la temperatura cambia su comportamiento al de una oxigenasa, capturando oxígeno. 
Proceso 
1. El cloroplasto absorbe O2, que es catalizado en acido glicólico. 
2. El ácido glicólico es traspasado al peroxisoma, y con ayuda de O2 es catalizado por la enzima oxidasa en peróxido de hidrogeno y glioxilato. 
3. El glioxilato incorpora nitrógeno por transaminación y forma el aminoácido glicina. 
4. La glicina es llevada a la mitocondria donde logra tres compuestos: serina, amoniaco y CO2. El CO2 y el amoniaco son liberados. 
5. La serina ingresa al peroxisoma donde es transformada en glicerato. 
6. El glicerato es llevado al cloroplasto donde usando un ATP se reintegra al ciclo de Calvin como 3-fosfoglicerato. 
Organelos 
Cloroplasto 
En el se realiza la entrada de 2 moléculas de oxígeno, que con la Rubisco produce una molécula de fosfoglicerato y una de fosfoglicolato. El fosfoglicerato es integrado en el ciclo de Calvin. El fosfoglicolato pierde el fosfato y sale del cloroplasto. 
Peroxisoma 
En él el glicolato más O2 y con la ayuda de la enzima oxidasa, es llevado a formar glioxilato y produce agua oxigenada. Además, el glioxilato incorpora nitrógeno y forma glicina. 
Mitocondria 
Aquí es donde la glicina se oxida y forma serina, reduciendo NAD+ y liberando CO2 y amonio. 
Aspectos bioquímicos y ecológicos de la fotosíntesis 
Ciclo de Calvin 
Se le conoce también como el ciclo de CalvinBenson o fijación del CO2 de la fotosíntesis. Se lleva a cabo en el estroma de los cloroplastos. Se integran y convierten moléculas de CO2 en moléculas orgánicas sencillas como azucares. 
6CO2 + 12NADPH + 18 ATP → C6H12O6P + 12NADP+ + 18ADP + 17 Pi
Parte muy importante de este es la enzima denominada RuBisCo, que es una ribulosa 1-5-bifosfato que tiene la capacidad de ficar el CO2 orgánico a una molécula orgánica. Es la proteína mas abundante e importante de la naturaleza. 
Fases 
1. Fijación del CO2: La rubisco une ribulosa bifosfato con CO2 para crear una molécula de 6 carbonos, que se separa en 2 moléculas de 3 carbonos, fosfoglicerato. 
2. Reducción: Una molécula de ATP es usada en la fosforilación de fosfoglicerato, transformándola en difosfoglicerato. Se hace la reducción de NADPH+H formando gliceraldehido 3 fosfato. Es una molécula estable y con mayor energía libre, transformándose una parte en su isómero dihidroxiacetona fosfato. A partir de estas dos triosas fosfato se forma el resto de las azucares y el resto de las biomoléculas. 
3. Regeneración: Se regenera la ribulosa bifosfato para siguientes ciclos. En cada vuelta se incorpora CO2 a otra molécula de 5 átomos de carbono.
Referencias 
1. Azcón, J. (2013) Fundamentos de fisiología vegetal. 2da Edición. McGraw Hill. 
2. Nobel, P. (2020) Physicochemical and enviromental plant physiology. Quinta edición. Academic Press Elsevier. 
3. UnADM (s.f.) Contenido Nuclear Unidad 3. UnADM. Recuperado de https://campus.unadmexico.mx/contenidos/DCSBA/BLOQUE2/BI/04/BFPA/unidad_03/descargables/BFPA_U3_Contenido.pdf