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