Post on 21-Apr-2015
Profa. Dayana Pérez
Semestre II-2009
Abril de 2010
RESPIRACIÓN CELULAR
MOVILIZACIÓN Y TRANSPORTE DE FOTOASIMILADOS EN LA PLANTA
MOVILIZACIÓN, TRANSPORTE DE
SOLUTOS Y ASIMILADOS EN LA PLANTA
¿Cuál es el destino de los fotoasimilados?
FOTOASIMILADOSCarbohidratos
Almacenamiento
FOTOSÍNTESIS
Biosíntesis celular
Obtención energía
El transporte de fotoasimilados a larga distancia de un órgano a otro y se lleva a cabo por el floema.
Principales sustancias transportadas Principales sustancias transportadas en el floemaen el floema
AZÚCARESAZÚCARES Sacarosa (más abundante)
Derivados de sacarosa (rafinosa,estaquiosa, verbascosa)
manitol, sorbitol
CATIONES-ANIONESCATIONES-ANIONES Potasio (más abundante)
magnesio, sodio fosfato, cloruro, malato
COMPUESTOS COMPUESTOS NITROGENADOSNITROGENADOS
Aminoácidos (glutamato, aspartato)
Amidas: Glutamina, Asparagina
HORMONAS HORMONAS Giberelinas, Citocininas, Auxinas)
OTROSOTROS Herbicidas sistémicos
Fuentes y sumideros
Fuentes y sumiderosÓRGANO FUENTE O
PRODUCTOR
Órgano en el que se producen fotoasilmilados.Exportan sus excedentes a
otras localizaciones
ÓRGANO SUMIDERO O CONSUMIDOR
Órgano que no produce fotoasimilados o que los
produce en menor cantidad que la necesaria para sus
proceso vitales.Importan fotoasimilados
Hojas maduras
Ápices de raíces y tallos
Yemas axilares en crecimiento
Hojas en expansión
Flores, frutos y semillas
Órganos reservantes en
formación
Relación Fuente- Sumidero sigue un patrón de desarrollo
Proximidad
Las hojas maduras superiores usualmente exportan fotosintatos a los meristemas apicales y a hojas jóvenes en crecimiento .Las hojas bajeras suplen a la raízLas hojas intermedias exportan en ambos sentidos
Desarrollo
Raíces y ápices suelen ser sumideros durante desarrollo vegetativo. Frutos son sumideros en el desarrollo reproductivo.
Mecanismo de transporte en el floemaCarga del floema
Etapas
Las triosas fosfatos formadas por FS se transportan al citoplasma donde se convierten en sacarosa.
La sacarosa se mueve desde las células del mesófilo hasta los elementos cribosos. Transporte a corta distancia.
Carga: Apoplástica o Simplástica
Sacarosa
Simporter Sacarosa-H+
Alta concentración H+Baja concentración H+
Citoplasma (Simplasto)MPPared celular (Apoplasto)
Carga del floemaComplejo tubo criboso-célula acompañante
Etapas
La acumulación en contra de gradiente se realiza con gasto de energía metabólica:
Transporte activo.
Dentro de los elementos cribosos, los fotoasimilados se exportan hacia las zonas sumideros:
Transporte a larga distancia.
Características de la carga del floemaCaracterísticas de la carga del floema
De mesofilo a célula acompañante del floema
Contra gradiente de concentración
Dependiente de energía
Descarga del floema
Se lleva a cabo en sumideros.
Apoplástica y activa: órganos de
almacenamiento.
Simplástica: meristemas, hojas jóvenes.
Simplástica y apoplástica: Semillas
Tubo criboso
Elemento criboso
Célula acompañante
Célula Fuente
Vacuola
Cloroplasto
Célula Sumidero
Sacarosa
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
La descarga activa de solutos desde el floema disminuye la presión osmótica, el agua sale de las células y la presión de turgencia disminuye.
H2O
H2O
Vaso de xilema
La carga activa de solutos en los elementos cribosos produce un aumento de la presión osmótica, el agua entra en las células lo que produce un incremento de la presión de turgencia
Mecanismo flujo de presión
FLUJO DE MASA
Mecanismo de transporte entre Fuente y Sumidero
¿Para qué usa la planta los azúcares producidos en el Ciclo de Calvin ?
Azúcar
Sustrato para la Respiración celular
Síntesis de Almidón
Celulosa
Otros compuestos orgánicos
CICLO DE CICLO DE CALVINCALVIN
Célula vegetal
Respiración CelularRespiración Celular
• Proceso que requiere oxígeno (Orequiere oxígeno (O22),), usa energíaenergía extraída de la glucosaglucosa para producir energía (ATP)energía (ATP) y agua (Hagua (H22O).O).
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O +glucosaglucosa
ATP
RESPIRACION CELULAR
Membrana externa
Membrana interna
Matriz
Espacio intermembrana
Cresta
Citosol
Es la oxidación de sustratos orgánicos reducidos a CO2 y H2O.
La respiración desprende una gran cantidad de energía que es conservada en forma de ATP
Las primeras rutas de la respiración proveen metabolitos intermediarios para reacciones de biosíntesis de ácidos nucleícos, aminoácidos, ácidos grasos, etc.
Reacciones de OxidaciónReacciones de Oxidación
• PérdidaPérdida de electrones de glucosa.
• GananciaGanancia de oxigenooxigeno.
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O +
OxidaciónOxidación
ATP
Reacciones de ReducciónReacciones de Reducción
• GananciaGanancia de electrones en glucosa.
• PérdidaPérdida de oxigenooxigeno.
glucosa
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O +
ReducciónReducción
ATP
Comparación entre oxidación y reducción
Oxidación Reducción
Pérdida de electrones Ganancia de electrones
Ganancia de Oxígeno Pérdida de Oxígeno
Pérdida de hidrógeno Ganancia de hidrogeno
Pérdida de energía (libera energía)
Ganancia de energía
Los principales productos de la respiración son CO2, H2O y ATP
Glicólisis
Ciclo de Krebs
Transporte Electrónico acoplado a fosforilación oxidativa,
Se producen en diferentes regiones subcelulares; citoplasma, matriz y membrana interna de la mitocondria.
La respiración se realiza en 3 Fases:
Respiración CelularRespiración Celular
Sitios de ocurrencia de las fases Sitios de ocurrencia de las fases de Respiración Celularde Respiración Celular
• Cuatro reacciones principales.Cuatro reacciones principales.
1. Glicólisis (ruptura del azucar)1. Glicólisis (ruptura del azucar)
Citoplasma, fuera y cerca a la mitocondria.
2. Fase de preparación2. Fase de preparación
Migración del Piruvato desde citoplasma a matriz.
3. Ciclo de Krebs3. Ciclo de Krebs
Matriz mitocondrial
4. Cadena de Transporte electrónico y 4. Cadena de Transporte electrónico y Fosforilación OxidativaFosforilación Oxidativa
Membrana interna de la mitocondria.
Sitios de ocurrencia de las fases Sitios de ocurrencia de las fases de Respiración Celularde Respiración Celular
1. Glicólisis1. Glicólisis
• Ocurre en el citoplasma justamente fuera de la mitocondria.
• Es la conversión de glucosa en dos moléculas de ácido pirúvico (compuesto de 3 carbonos).
• Es anaeróbica C-C-C C-C-C
C-C-C C-C-C
GAP GAP
(PIR) (PIR)
Glucosa + NAD+ 2 piruvato (3C) + 2 ATP+ 2 NADH +H2O
Ocurre en el citoplasma y no requiere de O2
Se oxida la glucosa
1. Glicólisis1. Glicólisis
• Dos fases :Dos fases :
A. Fase de inversión en energíaA. Fase de inversión en energía
a. Fase Preparatoria
Glucosa (6C)
Gliceraldehido fosfato (2 - 3C) (G3P o GAP)
2 ATP - usados0 ATP - producido0 NADH - producido
2ATP
2ADP + P
1. Glicólisis1. Glicólisis
GlicolisisGlicolisis
B. Fase de producción de energíaB. Fase de producción de energía
Fase de ganacia energética
Gliceraldehido fosfato (2 - 3C) (G3P o GAP)
Piruvato (2 - 3C) (PIR)
0 ATP - usados4 ATP - producidos2 NADH - producidos
4ATP
4ADP + P
El H+, junto con electrones, se unen a la coenzima nicotamida adenina dinucleótido (NAD+) y forma NADH.
Se extrae energía de los enlaces de glucosa y se usa esta energía para formar ATP.
1. Glicólisis1. Glicólisis
1. Glicólisis1. Glicólisis
• Rendimiento Total NetoRendimiento Total Neto
2 moléculas de 3C-Piruvato (PIR)
2 moléculas de ATP
(Fosforilación a nivel de sustrato)
2 moléculas de NADH
Fosforilación a nivel sustrato
• ATP es formado cuando una enzima transfiere un grupo fosfatogrupo fosfato de un sustrato al ADP.
Fosforilación a nivel sustrato
Enzima PEP carboxilasa
Sustrato
O-
C=OC-O-CH2
P P P Adenosina
ADP(PEP)
Ejemplo:Fosfoenolpiruvato (PEP) a Piruvato (PIR)
P PP
ATP
O-
C=OC=OCH2
Producto(PIR)
Adenosina
2. Fase Preparatoria2. Fase Preparatoria
• 2 Piruvatos (3C) son transportados a través de la membrana de la mitocondria hasta la matriz y son convertidos a 2 moléculas de Acetil CoA (2C).
Citosol
CCC
2 Piruvato
2 CO2 CO22
2 Acetil CoA2 Acetil CoAC-CC-C
2NADH2NADH2 NAD+
Matriz
El Piruvato es oxidado y descarboxilado por el complejo enzimático piruvato deshidrogenasa, para formar acetil CoA, CO2 y NADH
3. Ciclo de Krebs o 3. Ciclo de Krebs o Ciclo de Ácido CítricoCiclo de Ácido Cítrico
• Localización:Localización: matriz mitocondrial
• Acetil CoA (2C) se une al oxaloacetato (4C - OAA) para formar Citrato (6C).
Mueve electrones desde ácidos orgánicos a cofactores oxidados NAD y FAD formando NADH, FADH y CO2
•La molécula de glucosa se degrada completamente una vez que las dos moléculas de ácido pirúvico entran a las reacciones del ácido cítrico.
El acetil-coA se une al ácido oxaloacético (4C) y forma el ácido cítrico (6C).
El ácido cítrico vuelve a convertirse en ácido oxaloacético.
Se libera CO2, se genera NADH o FADH2 y se produce ATP.
El ciclo empieza de nuevo.
3. Ciclo de Krebs o Ciclo de Ácido Cítrico3. Ciclo de Krebs o Ciclo de Ácido Cítrico
Acetil-CoA (2C) se combina con oxaloacetato para formar citrato (4C), el
cual es convertido a isocitrato (6C)
Se producen 2 NADH (oxidación) la cual
contiene los electrones de alta
energía de la glucosa
Se libera CO2
Se genera 1 ATP y 1 FADH2
por vuelta
Se genera otro NADH y nuevamente se produce
oxaloacetato
Ciclo de Ciclo de KrebsKrebs
RESUMENPor cada molécula de glucosa en el Ciclo de Krebs se
producen 6 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP + 4 CO2.
Aminoacidos aromáticos
(Fenilalanina, Tirosina y Triptófano)
Serina
Alanina
Ácidos grasos
AspartatoÁcidos
nucleícos
GlutamatoÁcidos
nucleícos
Porfirinas
Intermediarios metabólicos del ciclo de Krebs
Los primeros intermediarios para la
producción de aminoácidos, lípidos,
ácidos nucleícos, porfirinas, pared celular,
etc., se derivan de compuestos que se
originan de la glicólisis o del Ciclo de Krebs
• Rendimiento total neto (2 vueltas2 vueltas del ciclo de Krebs )
2 moléculas de ATP (fosforilación a nivel de sustrato)
6 moléculas de NADH
2 moléculas de FADH2
4 moléculas de CO2
3. Ciclo de Krebs o 3. Ciclo de Krebs o Ciclo de Ácido CítricoCiclo de Ácido Cítrico
Luego del ciclo de Krebs
• Solamente se han producido 4 ATP por molécula de glucosa
• La glucosa se degradó y se convirtió en CO2 y H2O
• No se ha utilizado oxígeno
• ¿Dónde está la energía de la glucosa? NADH y FADHNADH y FADH22
4. Cadena de Transporte de Electrones (CTE) y Fosforilación oxidativa
• Localización:Localización: membrana interna de la mitocondria.
• Los electrones son transferidos a NAD y FAD y hay fosforilación directa de ADP.
• NADH y FADH son oxidados por una serie de proteínas transportadoras de electrones, que finalmente donan los electrones al oxigeno para producir agua.
Membrana Interna
4. Cadena de Transporte de Electrones (CTE) y Fosforilación oxidativa
Complejo I NADH dehidrogenasa
Complejo II Succinatodehidrogenasa
Complejo IIICitocromo bc1
Membrana Interna
Alta concentración HAlta concentración H++
Baja concentración HBaja concentración H++
• Todos los NADH y FADH2 convierten ATP durante esta etapa de la respiración celular.
• Cada NADH convierte a 3 ATP.
• Cada FADH2 convierte a 2 ATP.
4. Cadena de Transporte de Electrones (CTE) y Fosforilación oxidativa
4. CTE y Fosforilación oxidativa
La energía liberada durante el transporte de electrones se usa para formar un gradiente protónico a través de la membrana interna y esta energía es usada para convertir ADP y Pi en ATP en el proceso conocido como fosforilación oxidativa
Los H+ se mueven por difusión (Fuerza protón-motriz) a través de ATP Sintasa para formar ATP.
4. CTE y Fosforilación oxidativa
Complejo I NADH dehidrogenasa
Complejo II Succinatodehidrogenasa
Complejo IIICitocromo bc1
Membrana Interna
Alta concentración HAlta concentración H++
Baja concentración HBaja concentración H++
TOTAL DE ATP PRODUCIDO TOTAL DE ATP PRODUCIDO
04 moléculas de ATP – Fosforilación a nivel de sustrato
34 moléculas de ATP – CTE y fosforilación oxidativa
38 ATP38 ATP
Respiración celular
38 ATP
Glucosa
Glicólisis
2ATP 4ATP 6ATP 18ATP 4ATP 2ATP
2 ATP(fosforilación
a nivel de sustrato )
2NADH
2NADH
6NADH
Ciclo Krebs
2FADH2
2 ATP(fosforilación
a nivel de sustrato )
2 Piruvato
2 Acetil CoA
CTE y Fosforilación Oxidativa
Citosol
Mitocondria
02 ATP - glicolisis (fosforilation a nivel de sustrato)
06 ATP – convertidos de 2 NADH - glicolisis
06 ATP - convertidos de 2 NADH – fase preparatoria
02 ATP – Ciclo Krebs (fosforilation a nivel de sustrato)
18 ATP – convertidos de 6 NADH - Ciclo Krebs
04 ATP - convertidos de 2 FADH2 - Ciclo Krebs
38 ATP - TOTAL
Total ATP Producido
1. ¿Dónde se realiza la glicólisis?a. Citosolb. Mitocondriasc. Cloroplastod. Estroma
2. El ciclo de Krebs se realiza en: a. Citosolb. Matriz mitocondrialc. Membrana interna mitocondriad. Estroma
3. Total de ATP producido en la respiracióna. 24 b. 36c. 38d. No se producen
QUIZ