Cloroplastos y Eucariotas
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Questions and Answers

¿Qué tipo de subunidades tiene la rubisco?

  • Seis subunidades grandes y seis pequeñas
  • Cuatro subunidades grandes y cuatro pequeñas
  • Ocho subunidades grandes y ocho pequeñas (correct)
  • Ocho subunidades grandes y cuatro pequeñas

¿Cuál es la función principal de la rubisco?

  • Fijar el CO2 en moléculas orgánicas (correct)
  • Transformar el agua en oxígeno
  • Fijar el oxígeno en las células
  • Producción de energía a partir de glucosa

¿Qué producto se forma a partir de la actividad carboxilasa de la rubisco?

  • Ácido láctico
  • Ácido fosfoglicérico (3-PGA) (correct)
  • Glucosa
  • Aminoácidos

¿Cuál es la relación entre la actividad carboxilasa y oxigenasa de la rubisco?

<p>La carboxilación es más rápida que la oxigenación (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué porcentaje de veces actúa la rubisco como oxigenasa en condiciones atmosféricas actuales?

<p>Entre 25% y 30% (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes compuestos resulta de la reacción de la rubisco con el O2?

<p>Ácido fosfoglicólico (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo afecta el O2 a la actividad carboxilasa de la rubisco?

<p>Actúa como un inhibidor competitivo (A)</p> Signup and view all the answers

En condiciones de concentraciones similares de CO2 y O2, ¿cuál es la velocidad relativa de la carboxilación frente a la oxigenación?

<p>Carboxilación es unas 80 veces más rápida que oxigenación (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal de la suberina en la pared celular en la zona de los plasmodesmos?

<p>Impedir que el CO2 escape de las células (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes etapas no forma parte del ciclo C4?

<p>Síntesis de glucosa a partir de CO2 (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué enzima es responsable de la carboxilación del fosfoenolpiruvato en las células del mesófilo?

<p>Fosfoenolpiruvato carboxilasa (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué compuesto se acumula tras la descarboxilación de los ácidos C4 en las células de la vaina?

<p>CO2 (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el resultado de la mayor concentración de CO2 en torno a la rubisco en las plantas C4?

<p>Aumento de la actividad carboxilasa (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué producto se regenera en las células del mesófilo después de la descarboxilación de los ácidos C4?

<p>Fosfoenolpiruvato (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué papel desempeña la anhidrasa carbónica en el ciclo C4?

<p>Ayuda a fijar CO2 como bicarbonato (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es una ventaja de las plantas C4 comparadas con las C3?

<p>Mayor rendimiento en condiciones climáticas áridas (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal del Fotosistema II (PSII)?

<p>Catalizar la oxidación del agua (C)</p> Signup and view all the answers

¿Dónde se realiza la síntesis de sacarosa y otros productos transportados por el floema?

<p>En el citosol (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué longitud de onda tiene la máxima absorción de la clorofila en el Fotosistema I (PSI)?

<p>700 nm (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué transportador se localiza en la membrana interna del cloroplasto para exportar triosas fosfato?

<p>Traslocador de fosfato (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué compuesto se reduce en el Fotosistema I (PSI)?

<p>Ferredoxina (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué proceso ocurre en el tercer complejo, el citocromo b6f?

<p>Transporte de electrones entre fotosistemas (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué se convierte el exceso de triosa fosfato que no se utiliza en la síntesis de sacarosa?

<p>Almidón (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el producto residual de la hidrólisis del agua en el Fotosistema II (PSII)?

<p>Oxígeno (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función del almidón en cloroplastos durante el día?

<p>Almacenar energía (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de compuestos se sintetizan además de carbohidratos en el cloroplasto?

<p>Aminoácidos esenciales (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué función tiene la plastocianina en la fotosíntesis?

<p>Transportar electrones del PSII al PSI (B)</p> Signup and view all the answers

¿Dónde se localiza la rubisco en las algas verdes y plantas superiores?

<p>En el estroma del cloroplasto (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de reacción se lleva a cabo en el Fotosistema II?

<p>Separación de carga (C)</p> Signup and view all the answers

¿Dónde se encuentra principalmente el Fotosistema II (PSII)?

<p>En las lamelas de las granas (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué compuesto no se menciona como producto de la síntesis en los cloroplastos?

<p>Colesterol (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con el almidón durante la noche?

<p>Se moviliza para proveer carbono (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuáles son los tipos de pigmentos que absorben la luz en las plantas?

<p>Clorofilas y carotenoides (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué función realizan los complejos proteínicos en la membrana de los tilacoides?

<p>Transferir electrones y protones (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se forman los complejos pigmento-proteína?

<p>Por la unión de pigmentos y proteínas fotosintéticas (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes enunciados es correcto sobre los pigmentos fotosintéticos?

<p>Absorben energía en diferentes longitudes de onda (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el rol del cuarto complejo proteínico mencionado?

<p>Utilizar el gradiente de protones (D)</p> Signup and view all the answers

¿Por qué se consideran a las clorofilas pigmentos esenciales en la fotosíntesis?

<p>Por participar en la captura de energía luminosa (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de energía es utilizada por los pigmentos fotosintéticos?

<p>Energía luminosa (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué se entiende por espectro de absorción en el contexto de los pigmentos?

<p>El patrón de absorción de cada pigmento en diferentes longitudes de onda (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal de los pigmentos en un complejo de antena?

<p>Captar y transferir energía lumínica (D)</p> Signup and view all the answers

En un fotosistema, ¿quiénes son los encargados de transferir electrones después de que la clorofila pierde un electrón?

<p>Transportadores de electrones (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la diferencia principal entre el fotosistema I (PSI) y el fotosistema II (PSII)?

<p>El PSII tiene máxima absorción a 680 nm (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con el electrón que pierde la clorofila del centro de reacción?

<p>Es transferido a otros transportadores de electrones (B)</p> Signup and view all the answers

¿Dónde se localizan los fotosistemas dentro de la célula vegetal?

<p>En los tilacoides (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué moléculas son las únicas que pueden participar directamente en la conversión de energía fotoquímica en energía electroquímica?

<p>Par especial de clorofila a (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función del complejo multiproteico de membrana PSII?

<p>Captar electrones y participar en la fotosíntesis (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta sobre el par especial de clorofila a?

<p>Participa en la transferencia de electrones. (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Complejos proteínicos fotosintéticos

En las plantas, los complejos proteínicos involucrados en la fotosíntesis se encargan de la transferencia de electrones y protones a través de las membranas tilacoidales.

Pigmentos fotosintéticos

Los pigmentos fotosintéticos, como las clorofilas y los carotenoides, absorben la energía luminosa en diferentes longitudes de onda.

Complejos pigmento-proteína

Los complejos pigmento-proteína son formados por pigmentos fotosintéticos unidos a proteínas, permitiendo la absorción de luz y la iniciación de la fotosíntesis.

Espectro de absorción

El espectro de absorción es un patrón que describe la cantidad de luz absorbida por un pigmento en diferentes longitudes de onda.

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Energía luminosa y fotosíntesis

La energía luminosa absorbida por los pigmentos fotosintéticos se utiliza para impulsar la fotosíntesis, un proceso clave para la producción de energía en las plantas.

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Clorofilas

Las clorofilas son los pigmentos principales responsables del color verde de las plantas.

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Carotenoides

Los carotenoides son pigmentos que absorben principalmente luz azul y verde, otorgándole colores rojos, amarillos o anaranjados a las plantas.

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Importancia de la absorción lumínica

El proceso fotosintético depende de la absorción de diferentes longitudes de onda por los pigmentos fotosintéticos.

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Exportación de triosa fosfato

Las triosas fosfato producidas en el cloroplasto deben salir de este para utilizarse en la síntesis de sacarosa en el citoplasma.

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Traslocador de fosfato

Un transportador de membrana localizado en la membrana interna del cloroplasto que facilita el intercambio de triosa fosfato del estroma por fósforo inorgánico (Pi) del citosol.

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Destino de la triosa fosfato

Para la síntesis de sacarosa y otros productos que se transportan por el floema.

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Rubisco: Función

La rubisco es una enzima clave en la fotosíntesis que fija el CO2 atmosférico en moléculas orgánicas de RuBP.

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Destino alternativo de la triosa fosfato

El exceso de triosa fosfato que no se utiliza se convierte en almidón, que sirve como reserva de carbono en el cloroplasto.

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Estructura de la Rubisco

La rubisco tiene 8 subunidades grandes (L) y 8 subunidades pequeñas (S), formando una estructura compleja.

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Función del almidón en el cloroplasto

El almidón se acumula en el cloroplasto durante el día y se descompone durante la noche para proporcionar carbono reducido al resto de la planta.

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Importancia de los cloroplastos en la nutrición de la planta

Los cloroplastos pueden proporcionar carbono reducido al resto de la planta tanto de día como de noche, gracias a la fotosíntesis y al almidón.

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Rubisco: Actividad Oxigenasa

Además de fijar CO2, la rubisco también puede catalizar la oxigenación de la RuBP, iniciando la fotorrespiración, un proceso menos eficiente.

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Otras funciones del cloroplasto

Además de los carbohidratos, el cloroplasto también produce otros compuestos como aminoácidos esenciales, ácidos grasos y isoprenoides.

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Rubisco: Actividad Carboxilasa

La actividad carboxilasa de la rubisco produce 3-PGA, un compuesto clave en la fotosíntesis.

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Rubisco: Competencia por los sitios activos

El O2 compite con el CO2 por los sitios activos de la rubisco, lo que inhibe su eficiencia.

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Ubicación y origen de la rubisco

La rubisco, una enzima clave en la fotosíntesis, se localiza en el estroma del cloroplasto y está codificada por genes tanto del cloroplasto como del núcleo.

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Rubisco: Velocidad Relativa

La carboxilación (fijación de CO2) es unas 80 veces más rápida que la oxigenación (reacción con O2) para concentraciones similares.

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Rubisco: Eficiencia en condiciones atmosféricas

En las condiciones atmosféricas actuales, la rubisco actúa como oxigenasa entre 25% y 30% del tiempo.

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Fotorrespiración: Inconvenientes

La fotorrespiración es una vía metabólica que disminuye la eficiencia de la fotosíntesis al consumir energía y liberar CO2.

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Fotosistema

Es el complejo proteico encargado de absorber la luz y convertir la energía luminosa en energía química.

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Centro de Reacción

Es un par especial de moléculas de clorofila a que capturan la luz y liberan un electrón.

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Fotosistema II (PSII)

Un complejo multiproteico de la membrana tilacoide que cataliza la oxidación del agua y la reducción de la plastoquinona, iniciando el transporte de electrones en la fotosíntesis.

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Complejo Antena

Es un conjunto de moléculas de pigmento que captan la luz y la transfieren al centro de reacción.

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P680

Una pareja especial de clorofila a que absorbe luz máxima a 680 nm y se encuentra en el fotosistema II.

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Primera separación de carga en el PSII

El proceso de separación de carga en el fotosistema II que transforma la energía lumínica en energía química. Es el primer paso del transporte de electrones.

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Complejo Proteína-Clorofila

Conjunto de moléculas de pigmentos que, junto al centro de reacción, forman el fotosistema.

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Fotosistema I (PSI)

Su centro de reacción absorbe la luz a 700nm y está más abundante en las lamelas del estroma.

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Hidrólisis del agua en el PSII

La división de la molécula de agua en el fotosistema II que libera electrones, protones y oxígeno molecular como producto de desecho.

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Fotosistema I (PSI)

Un complejo multiproteico de la membrana tilacoide que interviene en la parte final de la transferencia electrónica fotosintética, tomando los electrones de la plastocianina y cediéndolos a la ferredoxina.

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Fotosistema II (PSII)

Su centro de reacción absorbe la luz a 680nm y está más abundante en las lamelas de las granas.

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Cadena de Transporte de Electrones

Conjunto de moléculas que transportan electrones y que están implicadas en la producción de ATP.

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P700

Una pareja especial de clorofila a que absorbe luz máxima a 700 nm y se encuentra en el fotosistema I.

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ATP Sintasa

Es una enzima que utiliza la energía del gradiente de protones para sintetizar ATP.

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Citocromo b6f

Un complejo multiproteico que conecta el fotosistema II con el fotosistema I, oxidando el plastoquinol y reduciendo la plastocianina.

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Reducción de la Plastocianina por Citocromo b6f

La reducción de la plastocianina por el citocromo b6f, utilizando los electrones provenientes de la oxidación del plastoquinol.

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Barrera de CO2 en los plasmodesmos

La pared celular en la sección de los plasmodesmos presenta una alta concentración de suberina, lo que la vuelve impermeable al dióxido de carbono (CO2).

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Flujo de Carbono en Plantas C4

La disposición de las células fotosintéticas, junto con la impermeabilidad del CO2 en los plasmodesmos, guía el flujo de carbono.

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Etapa 1: Asimilación de CO2 en las células del mesófilo

La enzima PEP carboxilasa (PEPC) cataliza la fijación de CO2 al fosfoenolpiruvato (PEP) en las células del mesófilo, formando ácidos C4.

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Etapa 2: Transporte de ácidos C4

Los ácidos C4 producidos en la primera etapa se transportan desde las células del mesófilo a las células de la vaina.

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Etapa 3: Descarboxilación y Fijación de CO2 en la vaina

En las células de la vaina, los ácidos C4 liberan CO2, que es fijado por la rubisco y procesado en el Ciclo de Calvin.

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Etapa 4: Regreso del compuesto C3 y regeneración del PEP

El compuesto C3 (piruvato, alanina o fosfoenolpiruvato) resultante de la descarboxilación regresa a las células del mesófilo para regenerar el aceptor de CO2 (PEP).

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Beneficios de la fotosíntesis C4

Las plantas C4 elevan la concentración de CO2 alrededor de la rubisco, reduciendo la fotorrespiración y aumentando la eficiencia de la fotosíntesis.

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Conversión de CO2 a bicarbonato

El CO2 se convierte en bicarbonato por la anhidrasa carbónica, que luego es utilizado por la enzima PEP carboxilasa.

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Study Notes

Orgánulos de doble membrana: Cloroplastos, estructura y función

  • Los cloroplastos son orgánulos celulares que realizan la fotosíntesis en organismos fotosintéticos.
  • Están rodeados por una doble membrana: membrana externa e interna.
  • La membrana interna forma sacos aplanados interconectados llamados tilacoides, que se apilan para formar granas.
  • El espacio entre las dos membranas se llama espacio intermembrana.
  • El estroma es el espacio que rodea a los tilacoides.
  • Contienen ADN cloroplástico, ribosomas y proteínas fotosintéticas.
  • El ADN cloroplástico contiene genes necesarios para la función del cloroplasto.
  • Los ribosomas son esenciales para la producción de proteínas.
  • Las proteínas fotosintéticas son necesarias para la fotosíntesis.
  • Los cloroplastos tienen tilacoides de grana y tilacoides del estroma.
  • Los tilacoides de grana son discos apilados, y los tilacoides del estroma son cavidades polimorfas.

Origen de las células eucariotas

  • La teoría endosimbiótica de Lynn Margulis propone que las células eucariotas se originaron a partir de una célula procariota que englobó otras células u organismos procariontes.
  • Estableciéndose una relación endosimbiótica.
  • Implica que las mitocondrias y los cloroplastos se originaron de bacterias que vivían en simbiosis con la célula huésped.
  • Las bacterias fotosintéticas se convirtieron en cloroplastos, y las bacterias aerobias en mitocondrias.
  • La teoría considera que la endosimbiosis fue crucial para este proceso evolutivo.
  • Lynn Margulis fue una destacada bióloga estadounidense que estudió la evolución.

Plastos

  • Los proplastos son orgánulos primarios de las plantas que carecen de membrana interna, clorofila y enzimas necesarias para la fotosíntesis.
  • Los proplastos pueden diferenciarse en otros tipos de plastos según la disponibilidad de luz.
  • Los etioplastos se desarrollan en ausencia de luz, y contienen protoclorofila un pigmento verde-amarillento precursor de la clorofila.
  • Los cloroplastos se desarrollan en presencia de luz.
  • Los cromoplastos se producen durante el otoño o la maduración de los frutos, y tienen pigmentos anaranjados o rojos.
  • Los leucoplastos almacenan almidón y se pueden transformar en cloroplastos si reciben luz.
  • Los amiloplastos son un tipo de leucoplasto que contiene almidón.

Cloroplastos

  • Los cloroplastos son los orgánulos que realizan la fotosíntesis.
  • Su función es capturar la energía lumínica para transformar la materia inorgánica en materia orgánica.
  • Los cloroplastos están compuestos por membranas externas e internas, estroma y tilacoides.
  • La fotosíntesis tiene dos fases: fase luminosa (dependiente de la luz) y fase oscura (independiente de la luz).
  • La fase luminosa utiliza la energía de la luz para producir ATP y NADPH.
  • La fase oscura utiliza ATP y NADPH para fijar el dióxido de carbono y producir azúcares.

Fotosistema I y Fotosistema II

  • El fotosistema I (PSI) contiene un par especial de moléculas de clorofila a (P700) y se localiza sobre todo en tilacoides del estroma.
  • El fotosistema II (PSII) contiene un par especial de moléculas de clorofila a (P680) y se localiza principalmente en tilacoides de grana.
  • Los fotosistemas utilizan la energía de la luz para transferir electrones a través de una cadena redox
  • Los complejos de proteínas en las membranas tilacoides trabajan en conjunto para convertir la energía en forma de ATP y NADPH.
  • La cadena redox también genera un gradiente de protones, que impulsa la síntesis de ATP.

Fotorrespiración

  • La fotorrespiración es un proceso en el que la rubisco utiliza el oxígeno en lugar del CO2 durante la fotosíntesis
  • La fotorrespiración es un proceso que consume energía y disminuye la eficiencia fotosintética de la planta.
  • La fotorrespiración implica una serie de reacciones químicas en el cloroplasto, peroxisomas y mitocondrias.
  • El ácido glicólico es una molécula que se produce en la fotorrespiración.
  • El glucógeno es almacenado en el cloroplasto una molécula que acumula carbono.

Metabolismo C4

  • Las plantas C4 han desarrollado una adaptación para fijar dióxido de carbono (CO2) en condiciones ambientales con baja disponibilidad de CO2 o alta temperatura

  • El proceso se caracteriza por la presencia de dos tipos diferentes de células fotosintéticas: células del mesófilo y células de la vaina.

  • Los cloroplastos de las células del mesófilo contienen la enzima fosfoenolpiruvato carboxilasa (PEPC).

  • La PEPC tiene una alta afinidad por el CO2.

  • El CO2 es fijado a un compuesto de 3 carbonos.

  • El compuesto resultante se transloca a las células de la vaina donde se libera CO2 y se integra en el ciclo de Calvin.

Metabolismo CAM

  • Este sistema es una adaptación a la presencia de falta de agua en el ambiente
  • Separación temporal de la fijación del CO₂
  • Las plantas CAM abren sus estomas durante la noche para absorber CO2
  • Este proceso genera compuestos orgánicos de 4 carbonos para almacenar CO2 durante la noche, y por otro lado, liberan CO₂ de esos compuestos durante el día, favoreciendo la fotosíntesis.
  • Este proceso permite evitar la pérdida de agua durante el día, permitiendo a la planta sobrevivir en zonas secas y áridas.

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Description

Este cuestionario explora la estructura y función de los cloroplastos, así como el origen de las células eucariotas. A través de preguntas específicas, se abordarán conceptos clave como la doble membrana, los tilacoides y la teoría endosimbiótica. Ideal para estudiantes que deseen profundizar en la biología celular.

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