Ing. Neyda SimosaLapso 2011-I
Universidad Centroccidental Lisandro AlvaradoDecanato de Agronomía
Departamento Ciencias BiológicasFisiología Vegetal
La respiración celular es el conjunto
de reacciones por los cuales los carbohidratos y
otras moléculas orgánicas son oxidadas, con la
finalidad de obtener energía (almacenada durante
la fotosíntesis) y esqueletos de carbono, para
ser usados en el crecimiento y mantenimiento de la
célula
Reacción simplificada:
C6H12O6+ 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12 H2O + ATP
RESPIRACIÓN EN LAS PLANTAS
Dos mecanismos: 1. Respiración celular: Producción de C02 por catabolismo de la glucosa. Puede ser Aeróbica o Anaeróbica
2. Fotorespiración: Producción de C02 en presencia de luz, Ruta del glicolato.
SUSTRATOS RESPIRATORIOS
Glucosa (azúcares), lípidos, ácidos orgánicos, y en menor proporción proteínas.
Dependencia de la especie, órgano y del estado fisiológico
PRINCIPALES SUSTRATOS DE LA RESPIRACIÓN CELULAR
FASES DE LA RESPIRACION
1. 2.3.
1.- GLUCÓLISIS: Glucosa Ácido Pirúvico.
* No se utiliza oxigeno, ni se libera CO2 .
FUNCIONES
Se sintetizan los sustratos del ciclo de Krebs
Producción de energía metabólica (2 a 3 moléculas netas de ATP)
Provee sustratos precursores para la síntesis de otros compuestos:
1. Componentes de la pared celular (celulosa, polímeros)
2. Grasas, aceites y fosfolípidos
3. Aminoácidos para la formación de proteínas 11
1.1 RESPIRACIÓN ANAEROBICA (FERMENTACIÓN)Se presenta bajo condiciones de anaerobiosis
Es menos eficiente en la producción de energía
Se acumulan compuestos que pueden llegar a ser tóxicos a la planta.
2. CICLO DE KREBS
* Se da en condiciones de aerobiosis
* Ocurre en la mitocondria
* El ácido piruvico Acetil CoA (paso previo).
* Formaciones posteriores de ácidos orgánicos. Procesos descarboxilativos.
FUNCIONES Producción de donadores de electrones (NADH)
Producción de energía metabólica (ATP)
Se libera CO2
Formación de esqueletos de carbono 11
Precursores de la clorofila, citocromos, fitocromo, aminoácidos, ácidos nucleicos, alcaloides, hormonas.
3. CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES (FOSFORILACION OXIDATIVA)
Se da en condiciones de aerobiosis (O2 aceptor final)
Ocurre en la membrana interna mitocondrial
Reacciones de oxidoreducción para formar ATP.
Se forma agua como producto final 12
A partir del ciclo de Krebs se originan sustancias intermediarias en la biosíntesis de otros compuestos esenciales en el desarrollo de la planta 7 10
CICLO DE LAS PENTOSAS FOSFATO
• Ruta alterna a la glucólisis para la obtención de energía. Los intermediarios son azucares de 5 carbonos.
• Ocurre en el citoplasma
• El aceptor de electrones es el NADP
FUNCIONES Producción de NADPH, que se utiliza para la síntesis de lípidos, esteroides y aminoácidos y para la formación de esqueletos de carbono
Conversión de hexosas a pentosas (Ribosa-5-fosfato) utilizada para la síntesis de ácidos nucleicos (ARN y ADN)
Producción de precursores de lignina y otros compuestos aromáticos.
1. Externos
a. Temperatura T.
b. Concentración de CO2
c. Concentración de O2
d. Disponibilidad de agua y nutrientes
e. Daños mecánicos, fitopatológicos.17
a. Temperatura
Efecto de la temperatura sobre la respiración en Citrus limon13
Por c/10oC se duplica la intensidad respiratoria dentro de ciertos límites.
Depende de la especie y tipo de órgano de la planta
Concentraciones de O2 por debajo de 5%
disminuyen
La tasa de respiración
Importante en raíces, tallos subterráneos y semillas
y plantas en medio hidropónicos13
Hidratación del citoplasma:
Semillas secas :
actividad respiratoria
Semillas hidratadas:
actividad respiratoria
Cociente respiratorio (CR, RQ)
Relación existente entre la cantidad de oxígeno consumido y el dióxido producido en el proceso.
CR= moles de CO2 liberados / moles de O2 consumidos Depende del sustrato que se este empleando
CR carbohidratos: 1(0,97-1,17)CR lípidos: menores a 1
CR ácidos orgánicos: mayores a 1
a. Tipo de sustrato
2.Disponibilidad de sustrato
3. Estado Nutricional
Plantas de sol, plantas de sombra
La tasa de respiración difiere entre órganos, y
cambia con la edad y el estado de desarrollo.
La tasa de respiración es un reflejo de los
requerimientos metabólicos
EJ: Flores y frutos verdes > hojas
Raíces > vástagos
4. Tipo y edad del órgano especifico
Factores Internos ….
Curva de la respiración de una hoja desde su emergencia hasta su senescencia. Nota: Respiración especifica (expresada por unidad de biomasa)
Plántula
Radicula
Hoja Bandera
Endospermo
Factores Internos ….
Factores Internos ….
Curva de respiración durante el proceso climatérico de los frutos
ECONOMIA DEL CARBONO: Los gastos respiratorios de fotoasimilados se invierten en el crecimiento y el mantenimiento de la planta