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Foto-respiración | Introducción: Proceso de Fotorrespiración

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Observa el siguiente video:

El invernadero asfixiante

Después de ver un invernadero, Clara decide construir uno para sus plantas,
pero tiene unos pequeños inconvenientes y decide preguntarle a un experto …

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1. Observa, parte por parte, el proceso de fotorespiración:

   En el cloroplasto de las células del mesófilo: Mediante la enzima Piruvato fosfato diquinasa, una molécula de Piruvato adquiere un fosfato procedente de un ATP, produciendo Fosfoenolpiruvato (PEP) y AMP (Adenosina monofosfato), el cual sale luego al citosol.

   El CO2 entra a la célula. Ya en el citosol, de manera espontánea o mediante la enzima anhidrasa carbónica, se convierte en el ión bicarbonato (HCO3-).

   Luego, la enzima PEP Carboxilasa (Fosfoenolpiruvato carboxilasa) une bicarbonato y el PEP (Fosfoenolpiruvato), produciendo Oxalacetato.

   Posteriormente, dentro del cloroplasto, la enzima Malato deshidrogenasa (dependiente de NADP+), mediante el Oxalacetato y NADPH produce Malato y NADP+. También, por otro proceso, puede producirse Aspartato.

   Finalmente, el Malato, o el Aspartato, salen del cloroplasto de las células del mesófilo y son enviados por los plasmodesmos hacia lascélulas envolventes del haz, donde se realiza el ciclo de Calvin. Una vez aquí, dos diferentes enzimas en sus respectivos lugares (la enzima Málica dependiente de NADP+ en los cloroplastos, la enzima Málica dependiente de NAD+ en las mitocondrias) descarboxilan el Malato, generando CO2, Piruvato y NADPH, o descarboxilan el Aspartato en Alanina, CO2 y NADPH.

   Para terminar, el CO2 está listo para el Ciclo de Calvin, mientras que el Piruvato regresa a las células del mesófilo para repetir la ruta C4.

2. Observa, parte por parte, el proceso de fotorespiración:

   1. Esta fase se realiza durante la noche, situación que permite que la planta pueda abrir sus estomas, pues la temperatura es baja, y por ende hay menor pérdida de agua. Durante ésta fase se realiza la primera fijación del carbono en Malato, ocasionando que las concentraciones de malato aumenten.

   2. En las primeras horas de la mañana los estomas aún permanecen abiertos, dado que la temperatura no ha cambiado mucho. Durante éste momento se aumenta la fijación de carbono mediante el ciclo C3 normal.

   3. Esta fase tiene lugar durante las horas principales del día: la temperatura ha aumentado, ocasionando que los estomas se cierren para evitar la pérdida de agua. Durante éste momento, se comienza a descarboxilar el Malato en Piruvato y CO2, para así continuar con el Ciclo de Calvin.

   4. Durante el atardecer no sólo comienza a disminuir la temperatura, también dismminuye la concentración de malato hasta desaparecer. Se reduce la fijación de CO2, lo que induce a la apertura de los estomas. Esto incrementa la incorporación de CO2 y, consecuentemente, la fijación del mismo por medio de la vía C3, igual que en la fase 2.

Para evidenciar, commprender y solucionar el problema planteado en la historieta, discute y responde las siguientes preguntas:

¿Cuáles crees que fueron los eventos
que originaron el problema?
Explica.

¿Qué elementos te ayudan a
comprender el problema de Clara
y sus plantas?

¿Por qué unas plantas se
marchitaron y otras no?
Explica.

¿Qué crees que debía de haber
tenido en cuenta Clara para evitar
que sus plantas se marchitaran?
Explica.

A través de un texto, dibujo, esquema o
cualquier otro medio que consideres, explica el
proceso de la de la Fotorrespiración y las rutas C3,
C4 y CAM y cópialo en tu material de estudiante.