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Questions and Answers
¿Cuál es la principal ventaja ecológica que tienen las plantas con MAC en regiones áridas?
En el metabolismo ácido de las crasuláceas, ¿qué ocurre durante la fase luminosa?
¿Qué reacción específica cataliza la PEP-carboxilasa en el metabolismo ácido de crasuláceas?
¿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.
