TEMA 21. Fotorespiración PDF

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Apuntes realizados con el material visto en clase y las anotaciones del docente....

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NUTRICIÓN Y METABOLISMO VEGETAL

Tania Mesa González

2º CURS BIOLOGIA

UAB

TEMA 21: FOTORESPIRACIÓN 

La rubisco acepta CO2, pero también acepta una pequeña porción de O2. -

Con el CO2  hacemos dos moléculas de fosfogliceridos

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Con el oxigeno  el producto es un fofoglicerico y dos carbonos (glicolato fostoato).

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Este último no entra en el proceso de reducción para la formación de glucosa, queda como una pérdida de eficiencia para el ciclo de calvin.

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El glicolato fosfato (2C)  en muchas pla ntas es directamente desechado al medio, pero las plantas superiores se ha formado un mecanismo para recuperar al menos en parte este carbono. -

Este ciclo es lo que se conoce como FOTORESPIRACIÓN, que a partir de dos partículas de dos átomos de carbono, se forma una molécula de 3 carbonos, que después puede entrar nuevamente en el ciclo de calvin.

Se llama fortorespiración  porque necesita la luz y porque se consume oxigeno y se desprende CO2. 

El CO2 se forma con el C restante de las dos partículas de 2 carbonos.

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En el proceso fotorespiratorio no se genera ATP, al contrario, se gasta.

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Es un ciclo que quiere evitar la pérdida masiva de carbonos orgánicos, pero no se genera ningún gradiente de protones, por tanto no tiene nada que ver con la respiración mitocondrial.

RESPIRACIÓN .Vs. FOOTORESPIRACIÓN. 

Los dos se dan en la luz.

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Los dos gastan oxigeno.

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Los dos producen CO2

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La respiración produce ATP y la fotorespiración NO

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Las dos en células fotosintéticas  pero la respiración también se puede dar fuera y la fotorespiración NO.

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La respiración solo en mitocondrias y la foto se da en mitocondrias, cloroplastos y peroxisomas.

FASES DE LA FOTORESPIRACIÓN: El proceso tiene varias fases: 1. Cloropastos  Partimos de ribulosa bifosfato, se rompe y se forma el fosfoglicerato y una de glicolato fosfato. -

Se recupera el fosfato que se queda en el cloroplasto y queda solo el glicolato.

2. Peroxisomas  el cloroplasto envía aqui el glicolato, que capta O2 y pasa al oxalato. En el proceso se forma H2O2, que ha de ser eliminada rápidamente por la catalasa, típica del orgánulo. -

El glicolato puede volver al cloroplasto o en el mismo peroxisoma puede ser transaminado y se obtiene la glicina.

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Esta glicina es un intermediario interesante, porque es un aminoácido que interviene en la formación de proteínas, de las fitoquelatinas, en algunas plantas puede estar implicada en la resistencia.

3. En la mitocondrias  a partir de dos glicinas se forma una serina (3C) es una reacción completa en la que se desprende amonio y se descarboxila y se desamina. Se desprende un CO2, del mundo orgánico vuelve al mundo inorgánico. -

El amonio es rápidamente captado por el metabolismo.

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La serina es un aminoácido que vuelve al peroxisoma y en él puede desprenderse de su grupo amino, regenerando el glutamato que vuelve al cloroplasto. Primero se transforma en Hidroxipiruvato y finalmente con poder reductor pasa a ser glicerato, que en el cloroplasto con el ATP se forma el 3P glicerato que va al ciclo de calvin.

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Con el incremento del O2 en la atmosfera si que tiene consecuencia este proceso, porque así se puede drenar mejor la perdida de carbonos sin gastar excesivamente energía.

¿Dónde se da la fotorespiración? 

En zonas subtropicales  Si que se da.

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En climas medios  si que se da

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Climas fríos  no se da porque se han dado mecanismos que aumentan la concentración de CO2 envolviendo la Rubisco.

Esto se da porque en los trópicos, la alta temperatura acelera la foto respiración, y por tanto hay más afinidad tienen la rubisco por O2  por tanto las pérdidas de C aumentan  se favorable a crear otros mecanismo de captación de CO2 para que envuelva la rubisco (plantas C4), por tanto la rubisco trabaja en tejidos ricos en CO2, no en atmosfera rica en CO2.

FACTORES QUE REGULAN LA FOTOSÍNTESIS: 

La luz y el CO2  sin ellos no hay fotosíntesis. -

La captación de CO2  depende de la resistencia de difusión en la hoja (gradiente positivo)  resistencia estomática y la capa límite .

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Por tanto es muy relevante el grado de apertura de los estromas, es decir del estrés hídrico y de la temperatura.

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Por eso en falta de agua la fotosíntesis se ve afectada.

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La resistencia de la capa límite es la resistencia de la capa de aire estacionado de la hoja.

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Además se produce una resistencia dentro de la hoja  que es la resistencia mesofílica, que es aquella que se ofrece al paso del CO2 una vez ya dentro de la hoja. Este también incluye a cualquier impedimento de intercambio gaseoso que se produce dentro de los estromas, por la baja actividad de rubisco.

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Punto de compensación PC  aquella condición definida para la intensidad lumínica o CO2 para que la fotosíntesis neta es de 0. -

Como la fotosíntesis es un intercambio de gases, en el momento en que la producción de oxigeno es contrastada por el gasto de O2.

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Se compensa la fotosíntesis con la respiración mitocondrial y la fotorespiración.

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Fotosíntesis neta = fotosínteis bruta – respiración.

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La compensación lumínica  para las especies es muy distinta, según la adaptación y evolución en el terreno.

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El PC de CO2  es la concentración de CO2, para que la fotosíntesis neta sea 0.

Siempre hay una tasa que esta en función del factor más limitante. 

La fotosíntesis  aumenta a alta concentración de CO2, ahora bien aunque esta aumente, la fotosíntesis incrementara a alta intensidad lumínica, pero decrecerá a menos intensidad, aun así en ambos casos llegan a una etapa estacionaria en la que ya no aumenta.

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Estudiando los aminoácidos de la rubisco, se cree que hay algunas más eficientes que otras, pero aun se está estudiando....