Ejercicio resuelto de Fotosíntesis · Biología · Navarra · 2024

En la figura adjunta se representa el funcionamiento de una planta en un ciclo diario.



a) Explica las diferencias entre hexosas, sacarosa y almidón.
b) Cita cuáles son los dos principales procesos metabólicos en las plantas, indicando su localización subcelular y el momento del día en el que ocurren.
c) ¿Qué consecuencias tendría poner una planta en oscuridad absoluta durante una semana?

$\textbf{a) Explica las diferencias entre hexosas, sacarosa y almidón.}$

Las tres son glúcidos, y se diferencian por el número de unidades que las componen y por la función que desempeñan en la planta, tal como refleja el esquema.

Las hexosas son monosacáridos de seis carbonos, como la glucosa y la fructosa. Son las moléculas que se obtienen directamente de la fijación del $\text{CO}_2$ y las que la célula utiliza como combustible inmediato; por eso en el esquema aparecen en el centro, tanto de día como de noche.

La sacarosa es un disacárido formado por una glucosa y una fructosa unidas por enlace $\alpha(1\rightarrow 2)\beta$ entre sus carbonos anoméricos, lo que la hace no reductora. Es soluble y químicamente poco reactiva, y esas dos propiedades son las que la convierten en la forma de transporte de los glúcidos por el floema: en el esquema es la que sale del sistema hacia el crecimiento de la planta.

El almidón es un polisacárido formado por miles de glucosas unidas por enlaces $\alpha(1\rightarrow 4)$, con ramificaciones $\alpha(1\rightarrow 6)$ en la amilopectina. Es insoluble, de modo que puede acumularse sin alterar la presión osmótica de la célula: es la forma de reserva, y en el esquema es el depósito que la planta fabrica de día y consume de noche.

$\textbf{b) Cita cuáles son los dos principales procesos metabólicos en las plantas, indicando su localización subcelular y el momento del día en el que ocurren.}$

Los dos procesos son la fotosíntesis y la respiración celular.

La fotosíntesis se localiza en el cloroplasto: la fase luminosa en la membrana de los tilacoides y el ciclo de Calvin en el estroma. Solo puede realizarse de día, porque necesita la luz, y es la que en el esquema fija el $\text{CO}_2$ y produce las hexosas que se almacenan como almidón.

La respiración celular comienza con la glucólisis en el citosol y continúa en la mitocondria, con el ciclo de Krebs en la matriz y la cadena transportadora en la membrana interna. Se realiza durante todo el día, de día y de noche, porque la planta necesita ATP constantemente; por eso en el esquema es de noche cuando, degradado el almidón, las hexosas se oxidan y se desprende $\text{CO}_2$.

La clave que ilustra la figura es que de día la fotosíntesis supera con mucho a la respiración, de modo que el balance neto es de fijación de $\text{CO}_2$, mientras que de noche solo hay respiración y el balance es de emisión.

$\textbf{c) ¿Qué consecuencias tendría poner una planta en oscuridad absoluta durante una semana?}$

Sin luz cesa la fase luminosa y, al agotarse el ATP y el NADPH, se detiene también el ciclo de Calvin: la planta deja de fabricar materia orgánica. La respiración celular, en cambio, continúa sin interrupción.

Al invertirse el balance, la planta consume sus reservas: primero el almidón acumulado en las hojas, después el de los órganos de reserva, y cuando estos se agotan degrada sus propios lípidos y proteínas estructurales. El crecimiento se detiene, porque el flujo de sacarosa que lo alimentaba desaparece.

Al mismo tiempo, sin luz no se sintetiza clorofila y la existente se degrada, de modo que las hojas amarillean: es la clorosis o etiolación, acompañada de tallos alargados, delgados y pálidos, porque la planta crece buscando la luz.

Al cabo de una semana la planta estará debilitada y clorótica, y si la oscuridad se prolongase hasta agotar las reservas acabaría muriendo. La duración exacta depende de la especie y de la cantidad de reservas acumuladas.