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Características y Funciones de los Cloroplastos

Los cloroplastos son orgánulos fundamentales en células vegetales y algas, encargados de la fotosíntesis. Con una estructura que incluye tres membranas y diversos compartimentos como el estroma y los tilacoides, estos orgánulos no solo convierten la luz solar en energía química, sino que también poseen su propio ADN y maquinaria genética. Su origen se atribuye a un evento de endosimbiosis con cianobacterias, lo que les permite replicarse de manera autónoma y realizar movimientos intracelulares.

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1

Morfología de cloroplastos

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Varía de ovoide a esférica, tamaño promedio de 4-6 micrómetros.

2

Cantidad de cloroplastos por célula

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Difiere entre especies, algas menos, plantas terrestres 20-100.

3

Ubicación principal de cloroplastos

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En el mesófilo de las hojas, ajustan posición según intensidad lumínica.

4

Los ______, que carecen de color, se encuentran en tejidos no ______ y almacenan sustancias como ______ y ______.

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leucoplastos fotosintéticos almidón aceites

5

Los ______ contienen pigmentos que dan color a ______ y ______, ayudando a atraer a ______ y protegiendo de la ______.

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cromoplastos flores frutos polinizadores radiación ultravioleta

6

La diversidad de los ______ refleja su capacidad de ______ y su rol crucial en la ______ y ______ de las plantas.

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plástidos adaptación supervivencia reproducción

7

Membranas del cloroplasto

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Tres tipos: externa (permeable), interna (selectiva), tilacoidal (captación de luz).

8

Espacios definidos por membranas cloroplásticas

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Intermembrana, estroma (contiene ADN y enzimas para fotosíntesis), lumen tilacoidal.

9

Organización de los tilacoides

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Forman grana y tilacoides intergranales con complejos fotosintéticos y ATP sintasa.

10

Los cloroplastos contienen una membrana interna ______ y una adicional llamada ______, además de tener un genoma más ______ y su ATP sintasa se dirige hacia el ______.

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lisa tilacoidal amplio estroma

11

ADN cloroplástico

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Cloroplastos con ADN circular propio y ribosomas 70S, parecidos a los de bacterias.

12

Transferencia de genes al núcleo

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Algunos genes cloroplásticos esenciales se han movido al genoma nuclear a lo largo de la evolución.

13

Importación de proteínas nucleares

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Proceso regulado que usa secuencias señal y complejos específicos para llevar proteínas del núcleo al cloroplasto.

14

Los cloroplastos tienen la capacidad de replicarse de forma ______, similar a la ______ de las bacterias, asegurando su herencia durante la división celular.

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autónoma fisión binaria

15

Estructura de ADN en cloroplastos

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ADN circular y ribosomas 70S en cloroplastos similares a bacterias.

16

Autonomía y movilidad de cloroplastos

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Cloroplastos se replican autónomamente y realizan movimientos intracelulares, indicando origen procariota.

Preguntas y respuestas

Aquí tienes una lista de las preguntas más frecuentes sobre este tema

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Características y Funciones de los Cloroplastos

Los cloroplastos son orgánulos esenciales en las células vegetales y de las algas, responsables de la fotosíntesis, el proceso que transforma la energía de la luz solar y sustancias inorgánicas en energía química almacenada en compuestos orgánicos. Estos orgánulos tienen una morfología que varía de ovoide a esférica, con un tamaño promedio de 4-6 micrómetros de diámetro. La cantidad de cloroplastos por célula difiere entre especies, siendo menos numerosos en las algas y oscilando entre 20 a 100 en plantas terrestres. Se localizan principalmente en el mesófilo de las hojas, donde ajustan su posición en respuesta a la intensidad de la luz para maximizar la eficiencia de la fotosíntesis y minimizar el daño por exceso de radiación.
Micrografía electrónica de alta resolución mostrando cloroplastos en célula vegetal con membranas externas lisas y tilacoides internos apilados.

Diversidad y Evolución de los Plástidos

Los cloroplastos son miembros de la familia de los plástidos, orgánulos multifuncionales en las células vegetales que se originan de protoplastidos en células meristemáticas. Pueden diferenciarse en distintos tipos, como los leucoplastos, que son incoloros y se localizan en tejidos no fotosintéticos, especializados en el almacenamiento de sustancias como almidón y aceites. Los cromoplastos, por su parte, contienen pigmentos que contribuyen a la coloración de flores y frutos, atrayendo a los polinizadores y protegiendo contra la radiación ultravioleta. Esta diversidad refleja la capacidad de adaptación de los plástidos y su importancia en la supervivencia y reproducción de las plantas.

Estructura y Compartimentos de los Cloroplastos

Los cloroplastos poseen una estructura compleja con tres membranas: la externa, permeable a muchas moléculas; la interna, con permeabilidad selectiva; y la tilacoidal, donde se lleva a cabo la captación de luz. Estas membranas definen tres espacios: el intermembrana, el estroma y el lumen tilacoidal. El estroma, que es el equivalente a la matriz mitocondrial, alberga ADN cloroplástico, ribosomas y enzimas esenciales para la fotosíntesis. Los tilacoides se organizan en pilas llamadas grana y tilacoides intergranales, que contienen los complejos fotosintéticos y la ATP sintasa, cruciales para convertir la energía lumínica en energía química.

Comparación entre Mitocondrias y Cloroplastos

Mitocondrias y cloroplastos son orgánulos que generan energía, pero difieren en estructura y función. Las mitocondrias tienen una membrana interna con invaginaciones denominadas crestas y son generalmente más pequeñas, mientras que los cloroplastos tienen una membrana interna lisa y una adicional, la tilacoidal, y son de mayor tamaño. Los cloroplastos también poseen un genoma más amplio y su ATP sintasa se orienta hacia el estroma, en contraste con la orientación hacia la matriz en las mitocondrias.

Sistemas Genéticos y Proteínas en Cloroplastos

Los cloroplastos contienen su propio ADN circular y ribosomas tipo 70S, similares a los bacterianos, que sintetizan proteínas codificadas por genes cloroplásticos. A lo largo de la evolución, algunos genes esenciales se han transferido al genoma nuclear, como los que codifican para la enzima Rubisco. La importación de proteínas nucleares al cloroplasto es un proceso altamente regulado que implica secuencias señal y complejos de importación específicos, garantizando la correcta localización y funcionalidad de las proteínas necesarias para la fotosíntesis.

Origen y División de los Cloroplastos

Según la teoría endosimbiótica, los cloroplastos derivan de una antigua relación simbiótica entre una célula eucariota ancestral y una cianobacteria fotosintética. Esta asociación evolutiva confirió a las células eucariotas la capacidad de realizar la fotosíntesis. Los cloroplastos se replican de manera autónoma, independientemente del ciclo celular de la célula hospedadora, mediante un proceso análogo a la fisión binaria de las bacterias, lo que asegura su transmisión durante la división celular.

Evidencias del Origen Procariota de los Cloroplastos

Las pruebas que respaldan el origen procariota de los cloroplastos incluyen su semejanza estructural con las bacterias, la presencia de ADN circular y ribosomas 70S, y su sensibilidad a ciertos antibióticos que inhiben a las bacterias. La capacidad de replicarse de forma autónoma y realizar movimientos intracelulares son características adicionales que apoyan su ancestro procariota y su integración en la célula eucariota a través de un proceso de endosimbiosis.