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LA LA FOTOSÍNTESISFOTOSÍNTESIS
La fotosíntesis es mucho más que esa reacción
Clorofila
ENERGÍA DISPONIBLE PARA LAS FUNCIONES
CELULARES
ENERGÍA DEL SOL
FOTOSÍNTESIS
PRODUCCIÓN DE OXIGENO,
CARBOHIDRATOS Y OTRAS MOLECULAS
ORGANICAS
NECESIDAD DE AGUA Y CO2
LIBERACIÓN DE AGUA Y CO2
RESPIRACIÓN CELULAR
NECESIDAD DE OXÍGENO,
CARBOHIDRATOS Y OTRAS.
CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ENERGÍA EN LOS SERES VIVOS
Cuando un rayo de luz pasa a través de un prisma, se rompe en colores. Los colores
constituyen el espectro visible.
Los colores del espectro que el pigmento clorofila absorbe mejor son el violeta, el azul y el rojo.
¿Porqué las plantas son verdes?
Luz reflejadaLuz transmitida
Espectros de absorción de pigmentos
Los cloroplastos absorben energía de la luz y la convierten en energía química
LuzLuz reflejada
Luz absorbida
Luz transmitida Cloroplasto
EL COLOR QUE SE VE ES EL QUE NO SE ABSORBIÓ
Localización y estructura del cloroplasto
SECCION TRANSVERSAL DE HOJA CELULA DE MESOFILO
HOJA
Cloroplasto
Mesòfilo
CLOROPLASTO Espacio intermembranal
Membrana externa
Membrana interna
Compartimento tilacoidal TilacoideEstroma
Granum
EstromaGrana
Organización del tilacoide
Los fotosistemas: son organizaciones de pigmentos y
proteínas que se localizan en los tilacoides.
Fotó
n
Fotón
Ruptura de agua Fotosistema II
Producción de NADPHFotosistema I
ATP
Dos tipos de fotosistemas operan coordinadamente en la fase lumínica de la fotosíntesis
La fase luminosa
Los principales acontecimientos que ocurren en la fase luminosa se podrían resumir de la siguiente manera:
a- Síntesis de ATP o fotofosforilación que puede ser: – acíclica o abierta – cíclica o cerrada
b- Síntesis de poder reductor NADPH
c- Fotólisis del agua
¿Qué ocurre cuando un pigmento fotosintético absorbe luz?
• 1. La energía se disipa en forma de calor.
• 2. La energía se emite como una longitud de onda más larga (fluorescencia).
• 3. La energía da lugar a una reacción química.
Estado excitadoe
Calor
Luz
Fotón
Fluorescencia
Molecula declorofila
Estado basal
2
(a) Absorcón de un foton
(b) Fluorescencia de una soluciòn de cloriofila aislada
Excitación de la clorofila La pérdida de energía debido al calor ocasiona que los fotones sean menos energéticos.
La pèrdida de energía se refleja en una longitud de onda más larga.
Energía= (Constante de Planck) x (velocidad de luz/(Longitud de onda de luz
Transición hacia el extremo del rojo.
e
Incidencia de la luz sobre los fotosistemas
REGENERACIÓN DEL RECEPTOR
DEL CO2
FIJACIÓN DEL CO2
REDUCCIÓN
Fotosistema I
Fotosistema II Fotosistema I
e-
e-
e-
H2O
O2
H+
H+
+ Fotón
e-
e-ADP+Pi ATP
Fotón
e-
Fotón
e-
ADP+Pi
ATP
e-
e-
NADP+
H+
H++ +H
+
NADPH
Cadena de
transporte
electrónico
Cadena de
transporte
electrónico
FLUJO DE ELECTRONES NO CÍCLICO
FLUJO DE ELECTRONES CÍCLICO
3 x CO2
P
1 x gliceraldehido 3-fosfato
+H+
6 x NADPH
3 x ATP
6 X ATP3 x ADP
6 x ADP
6 x Pi
6 x NADP
GLUCOSA Y OTROS
COMPUESTOS
ORGÁNICOS
FASE OSCURA - CICLO DE CALVIN
6 x 1,3-bifosfoglicerato
PP
6 x gliceraldehido 3-fosfato
P
6 x 3-fosfoglicerato
P
3 x ribulosa 1,5 bifosfato
P P
5 x gliceraldehido 3-fosfato
P
FASE LUMINICA
Fase independiente de la energía lumínica
• El NADPH y el ATP producidos en las reacciones de la fase dependiente de luz de la fotosíntesis, se utilizan en las reacciones correspondientes a la fase independiente de la energía lumínica o fase de fijación del carbono. Estas reacciones ocurren en el estroma del cloroplasto y en su conjunto dan lugar al ciclo de Calvin, producto del cual se sintetizan moléculas orgánicas.
En este ciclo se distinguen los
siguientes pasos:
Fijación del CO2
El CO2 atmosférico se une a una molécula de 5 carbonos, la ribulosa difosfato o RuDP, formando un compuesto inestable de 6 carbonos que luego se separa en 2 moléculas de fosfoglicerato o PGA. Cada PGA es una molecula de 3 carbonos.
Reducción del CO2 fijadoMediante el consumo de ATP y el NADPH provenientes de la fase dependiente de luz, el fosfoglicerato es reducido a gliceraldehído fosfato, molécula que puede seguir dos vías, la mayor parte se utiliza para regenerar la RuDP y el resto para la biosíntesis de glúcidos, aminoácidos y ácidos orgánicos.
Transporte de electrones
El oxígeno liberado proviene del agua
Fotofosforilación no cíclica
Fotofosforilación cíclica
Productos de la fase luminosa
Síntesis de ATP: ATP sintasa
ATP sintasa
3H+ 1ATP
1NADPH 6H+ 2ATP
• La producción de ATP según la teoría quimiosmótica
Lumen tilacoidal (Alto H+)
Membrana tilacoidal
Estroma(Bajo H+)
LUZ
Antena
LUZ
CADENA DE TRANSPORTE ELECTRÓNICO
FOTOSISTEMA II FOTOSISTEMA I ATP SINTASA
Fdox Fdred
NADP+ NADPH
ferredoxin NADPreductasa
P700+
Chlox ChlredP680+
Phox Phred
P680hv
<680nmP680*(FSII)
P700hv
<700nmP700*(FSI)
PCox PCre
d
Q QH2
PCox PCred
Cit bfH+Fe-Sox Fe-Sred
Qox Qred
O2 + 4H+
2H20
Fotosistema II. Fragmentación
del agua
Fotosistema I. Producción de NADPH
Conservación hídrica Por cada gramo de CO2 fijado se pierde
aproximadamente la siguiente cantidad de agua por transpiración en las plantas:
CAM: 50 a 100 mLC4: 250 na 300 mLC3: 400 a 500 mL.
Por lo tanto, el mecanismo CAM es una buena estrategia para conservar agua.
TIPO DE PLANTA C3 C4 CAMLa mayoría Casi siempre Generalmente presentan una presentan presentan tasa fotosintética alta tasa baja tasamoderada fotosintética fotosintética
Se desarrollan bien Se desarrollan bien Se desarrollan bienen climas templados en alta luminosidad, en ambientes y lluviosos-nublados altas T y ambientes áridos semiáridos.Tienen una pérdida Tienen una pérdida Conservan el agua de agua considerable de agua condiderable en forma eficaz
Se fotosaturan con un Realmente no se No se logran 1/5 de la luz solar. fotosaturan fotosaturar.