Ing. Neyda Simosa Lapso 2011-I Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado Decanato de Agronomía Departamento Ciencias Biológicas Fisiología Vegetal RESPIRACIÓN Ing. Neyda Simosa Lapso 2011-I

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 3. 1. 2.

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: Componentes de la pared celular (celulosa, polímeros) Grasas, aceites y fosfolípidos 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.

* Se da en condiciones de aerobiosis 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.

Factores que afectan el proceso 1. Externos Temperatura T. Concentración de CO2 Concentración de O2 Disponibilidad de agua y nutrientes Daños mecánicos, fitopatológicos.17

Temperatura Factores externos…. Por c/10oC se duplica la intensidad respiratoria dentro de ciertos límites. Efecto de la temperatura sobre la respiración en Citrus limon13

Factores externos…. Concentración de O2 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

Disponibilidad de agua. Factores externos…. Disponibilidad de agua. Hidratación del citoplasma: Semillas secas :  actividad respiratoria Semillas hidratadas:  actividad respiratoria

Factores que afectan el proceso B. Internos: a. Tipo de sustrato 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

Plantas de sol, plantas de sombra Factores Internos ….. 2.Disponibilidad de sustrato Plantas de sol, plantas de sombra 3. Estado Nutricional

4. Tipo y edad del órgano especifico Factores Internos …. 4. Tipo y edad del órgano especifico 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

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