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Tema 4: PIM relacionados con la fotosíntesis y la respiración en vegetales…

- - - - En zonas de mucho calor y poca agua, las plantas cierran sus estomas para no perder agua, pero esto reduce la entrada de CO₂. Como consecuencia, la rubisco actúa más con O₂ que con CO₂, aumentando la fotorrespiración, que es ineficiente. Para evitar esto, algunas plantas desarrollaron mecanismos alternativos: el metabolismo C4 y CAM, que usan otra enzima, la PEP carboxilasa, con la que fijan CO2 formando oxalacetato (4C) que se descarboxila cerca de la rubisco para que pueda captarlo fácil.
        
        Plantas C4 (ej: caña de azucar) : la actividad de la fosfoenolpiruvato carboxilasa (PEP) y la creación del oxalacetato tienen lugar en un tipo de células distinto al tipo de células en el que tiene lugar el ciclo de Calvin (por eso hay diferenciación espacial). En las células del mesófilo entra el CO₂ y se convierte en oxalacetato. El oxalacetato se transporta a las células de la vaina del haz, donde se libera CO₂ cerca de la rubisco y ocurre el ciclo de Calvin. Tienen anatomía Kranz.
        
        Plantas CAM (ej: piña): son las únicas plantas que pueden abrir los estomas de noche y cerrarlos por el día, para evitar pérdida de agua debido a las altas temperaturas. Todo su metabolismo se lleva a cabo en las células del mesófilo.
        
        De noche: los estomas se abren, entra CO₂ y se convierte en oxalacetato (gracias a la PEP carboxilasa), que se guarda en la vacuola.
        
        De día: los estomas están cerrados, se libera el CO₂ del oxalacetato, y la rubisco lo fija en el ciclo de Calvin.
        Hay una separación temporal porque por la noche la enzima que carboxila es la PEP carboxilasa, mientras que por el día la enzima con actividad carboxilasa es la rubisco.
      - Diferencias entre plantas C3, C4 y CAM (curva fotosíntesis-carbono)
        
        Las plantas C3 son todas aquellas que la primera reacción de fijación del carbono la realiza la rubisco. El punto de compensación es el punto en el que se iguala el CO2, que se libera en la respiración y el CO2, que se fija en la fotosíntesis, de manera que a partir de ese punto hay ganancia neta de CO2. En la gráfica es el punto de corte con el eje X.
        
        El metabolismo de las plantas C4 es más eficiente porque necesita menos CO para llegar al punto de compensación. No obstante, las plantas C3 van a alcanzar una mayor tasa de fotosíntesis.
        
        El requerimiento energético para la fijación de CO en cada tipo de planta es:
        
        C3: 3ATP y 2 NADPH
        
        C4: 5ATP y 2 NADPH
        
        CAM: 6.5 ATP y 2 NADPH
        La producción de materia seca en las plantas CAM es muy baja, en las C3 es intermedia y en las C4 es alta. La temperatura óptima para la fotosíntesis en las plantas C3 es más baja que la de las C4 o las CAM.
- - - - Las raíces y tallos no hacen fotosíntesis, así que dependen del azúcar (carbohidratos) que llega desde las hojas para obtener energía. Gastan entre el 25 y el 72% del carbono que la planta produce cada día. Consume entre 10 y 50% del carbono que se fija en la fotosíntesis. La energía que se obtiene se usa para: El crecimiento de la raíz y su mantenimiento y Absorber iones del suelo y transportarlos por el xilema hacia el resto de la planta.
        
        Tipos de respiración:
        
        Respiración aeróbica (con oxígeno):
        
        Produce mucha energía (ATP).
        
        Convierte el azúcar en CO₂ y agua completamente.
        
        Respiración anaeróbica (sin oxígeno):
        
        Menos eficiente, se obtiene menos energía.
        
        Da productos como etanol, CO₂ (en plantas) o ácido láctico (en animales).
        
        En las plantas, la fermentación es alcohólica, no láctica.
        
        ✅ Por eso es importante que el suelo esté bien aireado. Si hay demasiada agua (anegamiento), las raíces no tienen oxígeno y hacen fermentación, lo que reduce la energía disponible y afecta al crecimiento de la planta.
    - - • Glucólisis: ocurre en el citoplasma (a partir de la sacarosa) y en los plastos (a partir del almidón).
      - • Ciclo oxidativo de las pentosas fosfato: también en el citoplasma y plastos.
      - • Ciclo de Krebs: tiene lugar en la mitocondria.
      - • Cadena transportadora de electrones: se da en la membrana mitocondrial.
      - Estas rutas pueden funcionar en ambos sentidos. No hace falta conocerlas en detalle, solo el esquema general.
      - El ciclo de Krebs genera poder reductor (NADH y FADH₂), que se usa en la cadena de transporte de electrones. Allí, los electrones se transfieren y se bombean protones. El oxígeno es el aceptor final y se convierte en agua.
      - La ATP sintasa utiliza el gradiente de protones para generar ATP, que es la energía que usa la célula.