Respiracion En Las Plantas

El mantenimiento de la vida requiere un continuo gasto de energía. En el caso de las plantas, la mayor parte de la energía está almacenada en los enlaces químicos de las moléculas orgánicas generadas por fotosíntesis. Para su utilización todas las células vivientes de los diversos organismos han desarrollado mecanismos que les permiten oxidar estos compuestos o sus derivados, rompiendo los enlaces, para dejar libre dicha energía. Esta oxidación biológica de los compuestos orgánicos que se desarrollan en las células de los organismos vegetales se denomina comúnmente respiración. Se define como la oxidación de una fuente energética con ayuda de un aceptor de electrones. El tipo más general involucra al oxígeno molecular determinando una oxidación aeróbica, pero en general se sabe que requiere la activación tanto del H2 como del O2.

Al igual que la fotosíntesis, la respiración es un proceso con múltiples pasos, catalizados por numerosas enzimas. Un hecho importante en la respiración es que la energía liberada de los enlaces químicos del azúcar u otro sustrato se incorpora en enlaces químicos rápidamente utilizables como ATP (adenosintrifosfato) que es el aceptor-transportador universal de energía. Así la energía que proviene de una molécula de glucosa es incorporada a los aceptores y forma ATP con un nuevo enlace químico de alta energía. Son estos últimos compuestos, entonces, los que gracias a la propiedad de sus enlaces proveen la energía que se utiliza en una enorme variedad de trabajos metabólicos: síntesis de grasas y proteínas, reducción de NO3 y SO4, acumulación de iones, transporte de sustancias, y demás.

En los organismos aeróbicos se utiliza O2 y se produce CO2 en la respiración; en los tejidos fotosintéticos, sin embargo, este intercambio es obvio sólo en ausencia de luz, puesto que generalmente la fotosíntesis se desarrolla más intensamente que la respiración, consumiendo todo el CO2 producido. Aún más, se ha detectado que con luz fuerte ocurre una respiración adicional a través de un mecanismo diferente, conocido como fotorrespiración, catalizado fundamentalmente por la enzima glicolato-oxidasa y que se realiza en un orgánulo celular especial: el peroxisoma. No obstante, respiración aeróbica y fotosíntesis pueden ocurrir simultáneamente en una misma célula y sin interferencia, a pesar de contar con iguales intermediarios y gases, que son producto en uno y sustrato en otro, ya que ocurren en orgánulos diferentes. Las reacciones del ciclo de Krebs y las de respiración terminal ocurren dentro del mitocondrio.

La fotosíntesis es un proceso anabólico; mientras que la respiración, es un proceso catabólico. Cuando el anabolismo y el catabolismo ocurren a la misma velocidad, la planta se encuentra en un estado estacionario, se dice que está latente o en reposo. En esta situación no se reflejan cambios de masa. Pero cuando el anabolismo predomina sobre el catabolismo, la planta crece. En caso de que las reacciones catabólicas excedan las anabólicas, la planta pierde masa y se está muriendo.

La reacción general de oxidación de la glucosa es:

C6 H 12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6H2O + 686 Kcal * mol-1 (1)

Esto significa que 180 g (1 mol) de glucosa es oxidada por 192 g (6 moles) de oxígeno, con la formación de 264 g (6 moles) de CO2, 108 g (6 moles) de agua y la liberación de 686 Kcal * mol-1 (2872 KJ * mol-1), ésta es una reacción fuertemente exergónica, con una energía libre (DGo) negativa, y representa la respiración aeróbica. Esto significa que por cada mol de oxígeno absorbido (32g), se producen 114 Kcal de energía. De la ecuación (1) se deduce que la respiración se puede medir por la cantidad de oxígeno absorbido o de anhídrido carbónico liberado.

3.2.1. CONCEPTOS

Es un proceso bioquímico en el cual por medio de la oxidación de compuestos orgánicos (azúcares, lípidos, etc...) donde se consume O2, los organismos son capaces de obtener energía necesaria para llevar a cabo diferentes procesos de su metabolismo.

Proceso por el cual el O2 atmosférico es aprovechado para metabolizar compuestos de almacenamiento (azúcares y almidón) para formar diversos productos derivados como: CO2, agua y energía (calor)

Intercambio de gases, porque se produce un cambio mutuo de gases entre la atmósfera y los vegetales. Los gases que se intercambian son vapor de agua, CO2 y O2.

La respiración suelta la energía contenida en los azúcares para uso del metabolismo y cambia el "combustible" que es el carbohidrato en CO2. Éste, a su vez, retorna a la atmósfera.

3.2.2. ESTRUCTURAS VEGETALES ORGANELOS CELULARES INVOLUCRADAS

El proceso de respiración se realiza en diferentes órganos de la planta (Raíz, tallo, hojas, frutos), pero principalmente por hojas y tallos verdes, en donde la intensidad respiratoria es mayor. En las hojas se encuentran los estomas, estructuras especializadas que se ubican en el envés de las hojas de las plantas. Son modificaciones de células epidérmicas de la hoja llamadas células oclusivas, las cuales modifican su forma para dos estados: cerrado y abierto. Su número oscila entre 22 y 2230 por mm2. Son éstas estructuras las que permiten el intercambio gaseoso entre la planta y la atmósfera (Flujo de CO2 y O2), requeridos para los procesos de fotosíntesis y respiración respectivamente.

La respiración que es el proceso por el cual la entrada de O2 permite la degradación de los nutrientes (Glucosa), produciendo la energía necesaria para mantener en funcionamiento las funciones vitales del organismo, se realiza en las mitocondrias: diminutas estructuras celulares de doble membrana responsables de la conversión de nutrientes en el compuesto rico en energía trifosfato de adenosina (ATP), que actúa como combustible celular. Por esta función que desempeñan, se dice que las mitocondrias son el motor de la célula. La mayoría de las células vegetales vivas contienen algunos cientos de mitocondrias, las cuales se forman del todo o casi del todo por división de un organelo preexistente. En su interior contienen un extenso sistema de membranas internas muy plegadas, con protuberancias que sobresalen en la matriz interna en forma tubular (crestas). Las crestas contienen la mayoría de las enzimas que catalizan los pasos del sistema de transporte de electrones que siguen al ciclo de Krebs, el cual se efectúa en la matriz, rica en proteínas, que se localiza entre las crestas.

3.2.3. PROCESOS METABÓLICOS

3.2.3.1. Glucolisis

La glucólisis se localiza en el citosol y consiste en la degradación de glucosa, glucosa – 1 – fosfato o fructosa para formar ácido pirúvico más hidrógeno que se une a un NAD+

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