Fotosíntesis C-4 | Biología | Khan Academy en Español

Summary

En este video, se explica el ciclo de Calvin y cómo las plantas realizan la fotosíntesis para producir azúcares. Se aborda el papel de la enzima Rubisco, que puede fijar tanto CO₂ como oxígeno, lo que puede llevar a la fotorrespiración, un proceso ineficiente. Para resolver este problema, algunas plantas emplean la fotosíntesis C4, un proceso adaptativo que separa la fijación de carbono en dos tipos de células, evitando la interacción con oxígeno y mejorando la eficiencia en la producción de azúcares. Este proceso es clave para plantas en ambientes cálidos y secos.

Takeaways

• 😀 El ciclo de Calvin es fundamental para la fotosíntesis, donde la enzima Rubisco juega un papel clave al fijar dióxido de carbono (CO2) en la planta.
• 😀 Rubisco no solo fija CO2, sino que también puede reaccionar con oxígeno (O2), lo que lleva a un proceso menos eficiente llamado fotorrespiración.
• 😀 La fotorrespiración resulta en la producción de glicolato, un compuesto que desperdicia energía y reduce la eficiencia fotosintética.
• 😀 Para evitar la fotorrespiración, algunas plantas han evolucionado un mecanismo llamado fotosíntesis C4, que se da en entornos calurosos y secos.
• 😀 En las plantas C4, el CO2 es inicialmente fijado en una molécula de 4 carbonos, en lugar de una de 3 carbonos como en el ciclo de Calvin tradicional.
• 😀 El CO2 se fija en las células del mesófilo mediante la enzima PEP carboxilasa, lo que previene que el oxígeno interfiera con el proceso.
• 😀 El producto inicial de la fotosíntesis C4 es oxaloacetato, que luego se convierte en malato o aspartato, moléculas de 4 carbonos.
• 😀 El malato o aspartato producido en el mesófilo es transportado a las células de la vaina del haz vascular, donde se libera CO2 y se inicia el ciclo de Calvin sin interferencia de oxígeno.
• 😀 En las células de la vaina del haz vascular, solo el CO2 está disponible para ser fijado, lo que asegura la eficiencia del ciclo de Calvin.
• 😀 La fotosíntesis C4 es una adaptación que permite a las plantas evitar la fotorrespiración, aumentando la eficiencia fotosintética incluso en condiciones de alta temperatura y baja disponibilidad de agua.

Q & A

¿Qué es la enzima rubisco y qué papel desempeña en el ciclo de Calvin?

La enzima rubisco, también conocida como ribulosa bisfosfato carboxilasa oxigenasa, facilita el ciclo de Calvin al catalizar la reacción entre el dióxido de carbono y la ribulosa 1,5-bisfosfato (RuBP), formando moléculas clave como el tres fosfoglicerato (3-PGA).

¿Qué problema puede surgir debido a la acción de la rubisco en presencia de oxígeno?

La rubisco también puede fijar oxígeno en lugar de dióxido de carbono, lo que lleva a la fotorrespiración. Este proceso es ineficiente, ya que produce productos como el glicolato que no se pueden usar en la síntesis de carbohidratos.

¿Cómo pueden las plantas evitar la fotorrespiración?

Algunas plantas, como las que realizan fotosíntesis C4, han desarrollado una estrategia para reducir la fotorrespiración al fijar primero el dióxido de carbono en un ambiente sin oxígeno antes de que pase al ciclo de Calvin.

¿Qué son los estomas y cuál es su función en la fotosíntesis?

Los estomas son poros microscópicos en la superficie de las hojas que permiten el intercambio de gases, permitiendo que el dióxido de carbono entre en la planta y que el oxígeno y el vapor de agua salgan durante la fotosíntesis.

¿Cuál es la diferencia entre fotosíntesis C3 y C4?

En la fotosíntesis C3, la fijación del carbono ocurre directamente en el ciclo de Calvin. En cambio, en la fotosíntesis C4, el carbono se fija primero en una molécula de cuatro carbonos fuera del ciclo de Calvin, lo que reduce la competencia con el oxígeno y evita la fotorrespiración.

¿Cómo las plantas C4 evitan la fotorrespiración?

Las plantas C4 fijan el dióxido de carbono en una molécula de cuatro carbonos mediante la enzima PEP carboxilasa, antes de que pase al ciclo de Calvin, donde se produce el azúcar. Esto ocurre en células especializadas que están protegidas del oxígeno.

¿Qué ocurre en las células del mesófilo durante la fotosíntesis C4?

En las células del mesófilo, el dióxido de carbono se fija con la ayuda de la enzima PEP carboxilasa y se convierte en una molécula de cuatro carbonos como el oxaloacetato, que luego se transforma en malato o aspartato.

¿Qué papel juegan las células de la vaina del haz vascular en la fotosíntesis C4?

Las células de la vaina del haz vascular reciben malato de las células del mesófilo, donde se libera el dióxido de carbono, que luego se utiliza para el ciclo de Calvin. Estas células están protegidas del oxígeno, lo que permite una fijación más eficiente del dióxido de carbono.

¿Cómo se asegura la planta de que solo el dióxido de carbono sea utilizado en el ciclo de Calvin?

Las plantas C4 aseguran que solo el dióxido de carbono sea utilizado mediante la enzima PEP carboxilasa, que tiene una alta afinidad por el dióxido de carbono y no fija oxígeno, a diferencia de la rubisco en las plantas C3.

¿Qué sucede con el malato después de ser formado en las células del mesófilo?

El malato formado en las células del mesófilo es transportado a las células de la vaina del haz vascular, donde se descompone para liberar dióxido de carbono, que luego se utiliza en el ciclo de Calvin para producir carbohidratos.