Fotosintesis

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Fotosintesis

  1. 1. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIRIQUÍ FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS ESCUELA DE BIOLOGÍA CURSOS DE BIOLOGIA FOTOSINTESIS ELABORADO POR: PROF. PABLO ACOSTA
  2. 2. CONCEPTO
  3. 3. Los reactivos necesarios para que se lleve a cabo son: • Luz solar • CO₂ • Agua (proviene del suelo) • Clorofila (pigmento que da color verde a las plantas) • Enzimas
  4. 4. La reacción química de la fotosíntesis es: LUZ 6CO +₂ 6H O C₂ 6H12O6 + 6O₂ enzimas
  5. 5. Los productos finales de la fotosíntesis son:
  6. 6. Realizan fotosíntesis en horas de luz. Son descendientes de bacterias fotosintéticas productoras O2 Miembro más destacado de la familia de los plastidos . Todos los plastidos de una misma especie contienen múltiples copias del mismo genoma. Rodeado por envoltura de membranas. Realizan sus interconversiones energéticas mediante mecanismos quimiosmóticos.
  7. 7. BCM: Clase 7 7 Cloroplasto Grana Hoja Epidermis superior (haz) Epidermis inferior (envés) Membrana externa Membrana interna Espacio Intermembrana Membrana tilacoidal Espacio tilacoidal Grana Estroma Cadena de transporte de e- Sistema de captación de luz ATP sintasa Altamente permeable (Porinas) Menos permeable Contiene proteínas de transporte. Delimita al estroma Contiene: Enzimas metabólicas; RNA, ADN, ribosomas; Lípidos, gránulos de almidón y otras sustancias Cloroplasto: Estructura
  8. 8. Cloroplasto: Funciones Realizar la fotosíntesis que comprende: Reacciones fotosintéticas de transferencia de electrones ó Fase luminosa: Se realiza en la membrana de los tilacoides, donde se halla la cadena de transporte de e- y la ATP-sintasa responsables de la conversión de la energía lumínica en energía química (ATP) y de la generación del poder reductor (NADPH). Reacciones de fijación de Carbono ó Fase oscura: Se produce en el estroma, donde se halla el enzima Ribulosa-1,5-difosfato carboxilasa oxidasa (RuBisCO), responsable de la fijación del CO2 mediante el Ciclo de Calvin. Cloroplasto Reacciones fotosintéticas de transferencia de e- en la Membrana Tilacoidal Reacciones de fijación de C en el estroma Azúcares, Aminoácidos, Ácidos grasos
  9. 9. EN LA FOTOSÍNTESIS: • La luz solar es la fuente de energía que atrapa la clorofila, un pigmento verde en las células que los autótrofos utilizan para la fotosíntesis. • El bióxido de carbono y el agua son las materias primas. • Las enzimas y las coenzimas controlan la síntesis de glucosa, a partir de las materias primas.
  10. 10. LA LUZ Y LOS PIGMENTOS • La luz es una forma de energía radiante. • La energía radiante es energía que se propaga en ondas. • Hay varias formas de energía radiante (ondas de radio, infrarrojas, ultravioletas, rayos X, etc.). • Para sintetizar alimento, se usan únicamente las ondas de luz.
  11. 11. • Cuando la luz choca con la materia, parte de la energía de la luz se absorbe y se convierte en otras formas de energía. • Cuando en una célula la luz del sol choca con las moléculas de clorofila, la clorofila absorbe alguna de la energía de luz que, eventualmente, se convierte en energía química y se almacena en las moléculas de glucosa que se producen.
  12. 12. Cuando un rayo de luz pasa a través de un prisma, se rompe en colores. Los colores constituyen el espectro visible.
  13. 13. Los colores del espectro que el pigmento clorofila absorbe mejor son el violeta, el azul y el rojo. ¿Por qué la clorofila es verde?
  14. 14. Absorción de la luz
  15. 15. PIGMENTOS AUXILIARES PARA LA REALIZACIÓN DE LA FOTOSINTESIS • • Estos pigmentos también están presentes en bacterias, hongos y animales como los flamencos, salmón, pero estos no tienen ninguna relación con el proceso de la fotosíntesis.
  16. 16. la reacción general se puede resumir de esta manera: 6 CO2 + 6 H2O + luz C6H12O6 + 6 O2 La fotosíntesis, ¿es una reacción exergónica o endergónica? enzimas clorofila
  17. 17. La fotosíntesis se divide en dos fases: 1. Fase luminosa: Utilizando luz visible como fuente de energía produce PODER REDUCTOR (NADPH), O2 y ATP. 2. Fase oscura: Tanto en presencia como en ausencia de luz visible. Se utilizan el poder reductor y la energía química producidas en la fase luminosa para la fijación de carbono. Fase luminosa Fase oscura
  18. 18. Fase luminosa de la fotosíntesis Se da en la membrana de los tilacoides que es donde están los pigmentos fotosintéticos (sustancias que absorben luz). Pigmentos de absorción de luz: clorofila (a y b), xantofila y caroteno.
  19. 19. ¿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 pueda dar lugar a una reacción química como en la fotosíntesis (cloroplasto). » Fotosistemas: conjuntos de moléculas de clorofila y otros pigmentos empaquetados en los tilacoides. Que intervienen en las reaccones luminosas de la fotosíntesis. » Dos tipos de fotosistemas: Fotosistema I: P700. Fotosistema II: P680.
  20. 20. Procesos que se llevan a cabo en la fase luminosa 1. Síntesis de ATP o fotofosforilación, que puede ser: • acíclica • cíclica (alternativa, genera ATP cuando abunda NADPH) 2. Síntesis de poder reductor (NADPH). 3. Fotolisis del agua. Implica transporte de electrones debido a la energía de la luz.
  21. 21. Fotofosforilación acíclica: esquema Z de la fotosíntesis Ferredoxin NADP reductasa H+ H+
  22. 22. Fdox Fdred NADP+ NADPH ferredoxin NADP reductasa P700+ Chlox Chlred P680+ Phox Phred P680 hv <680nm P680* (FSII) P700 hv <700nm P700* (FSI) PCox PCred 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
  23. 23. Fotofosforilación cíclica BOMBEO DE PROTONES (H+) HACIA EL INTERIOR DEL TILACOIDE SÍNTESIS DE ATP (ATP sintasa)
  24. 24. Síntesis de ATP: ATP sintasa ATP sintasa ≈3H+  1ATP 1NADPH  6H+  2ATP
  25. 25. Fase oscura de la fotosíntesis: ciclo de Calvin La fijación del CO2 se produce en tres fases: 1. Carboxilativa: se fija el CO2 a una molécula de 5C. 2. Reductiva: PGA se reduce a PGAL utilizándose ATP y NADPH. 3. Regenerativa/Sintética: de cada seis moléculas PGAL formadas 5 se utilizan para regenerar la Ribulosa 1,5BP y una será empleada para poder sintetizar moléculas de glucosa (vía de las hexosas), ácidos grasos, aminoácidos,…
  26. 26. RUBISCO: 1. Función CARBOXILASA: fijar el carbono del CO2. 2. Función OXIGENASA: oxidación de la ribulosa 1,5 bifosfato a fosfoglicolato. Se produce CO2.
  27. 27. Esquema global de la fotosíntesis
  28. 28. Rendimiento energético es del 30% Balance energético de la fotosíntesis 1CO2  2NADPH  4 fotones FSI + 4 fotones FSII 8 fotones  318 KCal ∆Gº’= +114 KCal/mol 6CO2 + 18ATP + 12NADPH + 12H2O C6H12O6 + 18ADP + 12NADP+ +6H+ Reacción neta:

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