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Questions and Answers
¿Cuál es la principal ventaja ecológica que tienen las plantas con MAC en regiones áridas?
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En el metabolismo ácido de las crasuláceas, ¿qué ocurre durante la fase luminosa?
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¿Qué reacción específica cataliza la PEP-carboxilasa en el metabolismo ácido de crasuláceas?
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¿Qué ocurre con el almidón en las plantas con metabolismo ácido de crasuláceas durante la noche?
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¿Qué pigmentos fotosintéticos absorben mejor la luz azul, anaranjada y roja?
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¿Qué factores afectan el rendimiento fotosintético en las plantas?
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En el ciclo de Calvin, ¿qué molécula es fundamental para la fijación de carbono?
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¿Qué limita la tasa fotosintética a altos niveles de CO2?
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¿Qué tipo de plantas se encuentran comúnmente asociadas con el metabolismo ácido de las crasuláceas (MAC)?
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¿Cuál es la función principal de la enzima RUBISCO en la fotosíntesis?
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¿Qué es la fotorrespiración?
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¿Qué características distinguen a las plantas C4 en relación a la fijación de carbono?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera respecto al Ciclo de Calvin?
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En el contexto de la fotosíntesis, ¿qué papel juegan los carotenos?
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¿Cuál es el principal producto estable formado en la primera etapa del Ciclo de Calvin?
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¿Qué adaptaciones permiten a las plantas en ambientes áridos manejar el metabolismo ácido?
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¿Qué moléculas energéticas se producen en las reacciones dependientes de la luz y se utilizan en las reacciones independientes?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la fotosíntesis de las plantas C4 es correcta?
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¿Qué mecanismo de adaptación utilizan las plantas de metabolismo ácido de las crasuláceas (CAM)?
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¿Qué proceso se considera como fotorrespiración en las plantas?
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¿Cuál es una característica clave de las plantas C4 respecto a la fotosíntesis?
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¿Cuál de las siguientes alternativas NO representa un mecanismo de adaptación de las plantas en la fotosíntesis?
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¿Cuál es el pigmento fotosintético más importante en las plantas?
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Los carotenoides tienen la función de?
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¿Qué longitud de onda absorben menos las clorofilas?
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La estructura de la clorofila incluye un catión metálico de?
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¿Cómo se forman los carotenoides biosintéticamente?
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¿Cuál de los siguientes no es un pigmento fotosintético en las plantas?
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Los carotenoides se clasifican en?
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¿Qué función adicional tienen los carotenoides en la fotosíntesis?
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¿Cuál es la característica principal de la clorofila?
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Los carotenoides son pigmentos compuestos de cuántos átomos de carbono?
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¿Cuál es el resultado de la fotorrespiración en las plantas?
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¿Qué caracteriza a las plantas C-4 en comparación con las plantas C3?
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¿En qué organelos celulares se lleva a cabo el metabolismo del glicolato?
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¿Qué ácido se forma como resultado de la fijación del CO2 en las plantas C-4?
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¿Cuál es el propósito fundamental de la fotosíntesis C4?
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¿Qué tipo de plantas utilizan el metabolismo ácido de las crasuláceas (MAC)?
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¿Cuál es la función de la enzima PEP-carboxilasa en las plantas C-4?
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¿Cuál es uno de los principales productos del metabolismo del glicolato en las mitocondrias?
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¿Qué se observa morfológicamente en las plantas C-4?
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¿Qué ácido se acumula durante la fijación nocturna de CO2 en el metabolismo ácido de las crasuláceas?
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Study Notes
Carotenoides Principales
- Los carotenoides son pigmentos amarillos o anaranjados que absorben la luz en el espectro de 450 a 500 nm, donde las clorofilas no absorben la luz.
- Se dividen en carotenos (hidrocarburos) y xantofilas (con grupos oxigenados).
- Los carotenos principales son el α-caroteno y el β-caroteno.
- Las xantofilas principales son la luteína, violaxantina, anteraxantina, eaxantina y neoxantina.
Fotosíntesis: Reacciones Dependientes de la Luz
- Ocurren en los tilacoides del cloroplasto.
- Se basan en la energía de la luz solar.
- Se producen tres eventos principales:
- Fotólisis del Agua: Se descompone el agua para liberar electrones y oxígeno.
- Fotofosforilación: Se sintetiza ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico.
- Síntesis de NADPH: Se reduce el NADP+ a NADPH utilizando los electrones del agua.
Fotosíntesis: Reacciones Independientes de la Luz
- Se realizan en el estroma del cloroplasto.
- Se utiliza la energía del ATP y el NADPH producido en las reacciones dependientes de la luz.
- Se fija el CO2 del aire mediante el Ciclo de Calvin.
- El Ciclo de Calvin es un proceso cíclico descubierto por Melvin Calvin.
- La enzima responsable de la fijación del CO2 es la RUBISCO (Ribulosa bifosfato carboxilasa oxigenasa), la proteína más abundante en el planeta.
Ciclo de Calvin
- 6 moléculas de RuBP (Ribulosa 1,5 bifosfato) se combinan con 6 moléculas de CO2 para formar 12 moléculas de ácido 3-fosfoglicérico (PGA).
- La enzima RUBISCO facilita esta reacción en la superficie de las membranas tilacoidales.
- El PGA se convierte en fosfogliceraldehido (PGAL) utilizando la energía del ATP y NADPH.
- Dos moléculas de PGAL salen del ciclo para convertirse en azúcares.
- Las demás moléculas se regeneran en 6 moléculas de RuBP para reiniciar el ciclo.
Fotorrespiración
- La RUBISCO también cataliza la oxigenación de la RuBP.
- Este proceso, llamado fotorrespiración, genera una pérdida de CO2 asimilado.
- Se produce en las mitocondrias y los peroxisomas.
- Resulta en una menor eficiencia en la tasa fotosintética.
Metabolismo Ácido de las Crasuláceas (MAC)
- Presente en plantas adaptadas a ambientes áridos.
- Ritmo circadiano de dos fases:
- Fase oscura: Acumulación de ácido málico (C4) con los estomas abiertos.
- Fase luminosa: Descarboxilación del ácido málico (C4) a ácido pirúvico (C3) con los estomas cerrados.
- El CO2 del ácido málico se fija en el Ciclo de Calvin con los estomas cerrados.
- El CO2 se fija en la oscuridad a través de una reacción con PEP (C3).
- El producto de esta reacción es el ácido oxalacético (C4), que se reduce posteriormente a malato (C4) con los estomas abiertos.
Fotosíntesis C3, C4 y CAM: Comparación
- C3: El primer producto estable es un compuesto de 3 carbonos (PGA).
- C4: El primer producto estable es un compuesto de 4 carbonos (ácido oxalacético, málico o aspártico).
- CAM: Fijación del CO2 en la noche y liberación en el día.
Factores que Afectan la Fotosíntesis
- Intensidad luminosa: Mayor iluminación, mayor fotosíntesis, pero la luz excesiva puede degradar los pigmentos.
- Color de la luz: Cada pigmento absorbe luz de una longitud de onda específica. Los pigmentos fotosintéticos absorben la luz azul, anaranjada y roja.
- Concentración de CO2: Mayor concentración de CO2 mejora el rendimiento, pero se satura la actividad de la enzima RUBISCO.
Pigmentos Fotosintéticos
- Se encuentran en las membranas tilacoidales, formando complejos con proteínas.
- Sensibles a la radiación luminosa.
- Absorben diferentes longitudes de onda.
- Dos tipos principales:
- Clorofilas (a y b): Responsable de la absorción de la luz solar.
- Carotenoides: Actúan como pigmentos accesorios y protegen el aparato fotosensible.
Clorofila
- Pigmento fotosintético más importante para la absorción y conversión de la energía lumínica.
- Consta de un anillo de porfirina con un catión magnesio en el centro, y una larga cadena de hidrocarburo que facilita su anclaje en la membrana de los tilacoides.
Fotosíntesis C-4
- Se produce en plantas con anatomía de Kranz (células con vainas del haz).
- Fijación del CO2 para formar un compuesto de 4 carbonos.
- Reduce la fotorrespiración.
- Plantas C-4: caña de azúcar, maíz, sorgo, y amaranto.
Fotosíntesis CAM (Metabolismo Ácido de las Crasuláceas)
- Presente en plantas suculentas.
- Fijación del CO2 en la noche para reducir la pérdida de agua.
- Acumulación de ácido málico en la vacuola.
- Descarboxilación del ácido málico en el día con los estomas cerrados.
Aristóteles y la Teoría del Humus
- Aristóteles creía que las plantas absorbían los nutrientes del humus del suelo.
- El sol solo era necesario para la formación de la clorofila.
Experimento de Jean van Helmont
- Van Helmont demostró que la masa de las plantas no provenía solo del suelo.
- En un experimento, plantó un sauce en una maceta con tierra seca, regándolo con agua durante 5 años.
- Observó un crecimiento notable del árbol, pero la masa de la tierra casi no cambió.
- Concluyó que el crecimiento del árbol era debido principalmente al agua.
Experimento de Priestley y Scheele
- Scheele descubrió el oxígeno (1772-1773).
- Priestley descubrió que las plantas liberaban oxígeno durante la fotosíntesis.
- Colocó una rama de menta en un vaso invertido, y observó que el aire no dañaba a un ratón colocado dentro del vaso.
Jan Ingenhousz
- Ingenhousz (1730-1799) observó que las plantas liberaban pequeñas burbujas de aire (oxígeno) cuando se exponían a la luz, mientras que no lo hacían en la oscuridad.
Metabolismo Vegetal
- La fotosíntesis es la base del metabolismo vegetal.
- Las plantas obtienen minerales del suelo para su crecimiento y desarrollo.
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Description
Este cuestionario aborda los carotenoides, sus tipos y funciones en la fotosíntesis, así como las reacciones dependientes e independientes de la luz que ocurren en el cloroplasto. A través de preguntas, se explorarán conceptos clave como la fotólisis del agua y la síntesis de ATP y NADPH.
