Johnny Cáceres . Aspectos relacionados a la Fotosíntesis.
Aspectos generales <ul><li>Aproximadamente  el 40 %  del peso seco de las  plantas consiste  en C. </li></ul><ul><li>Todo ...
Las condiciones necesarias para la fotosíntesis <ul><li>La mayoría de los autótrofos fabrican su propio alimento utilizand...
la reacción general se puede resumir de esta manera: <ul><li>6 CO 2  + 6 H 2 O +  luz  C 6 H 12 O 6  + 6 O 2   </li></ul><...
EN LA FOTOSÍNTESIS: <ul><li>La luz solar es la fuente de energía que atrapa la clorofila, un pigmento verde en las células...
LA LUZ Y LOS PIGMENTOS <ul><li>La luz es una forma de energía radiante. </li></ul><ul><li>La energía radiante es energía q...
<ul><li>Cuando la luz choca con la materia, parte de la energía de la luz se absorbe y se convierte en otras formas de ene...
<ul><li>Cuando un rayo de luz pasa a través de un prisma, se rompe en colores. Los colores constituyen el espectro visible...
<ul><li>Los colores del espectro que el pigmento clorofila absorbe mejor son el violeta, el azul y el rojo. </li></ul><ul>...
Absorción de la luz
PIGMENTOS ACCESORIOS
CLASES DE CLOROFILA <ul><li>Hay varias clases de clorofila, las cuales, generalmente se designan como a, b, c y d. </li></...
 
Características Generales. <ul><li>El proceso primario de la fotosíntesis ocurre en el cloroplasto. </li></ul><ul><li>En l...
<ul><li>Fase luminosa   </li></ul><ul><li>(fotoquimica  o reacción de hill) reacciones fotodependientes que ocurren en la ...
H 2 O CO 2 CH 2 O (MONOSACÁRIDO) O 2 ATP NADPH NADP ADP REACCIONES LUMÍNICAS CICLO DE CALVIN ESQUEMA GENERAL DE LA FOTOSIN...
cloroplastos <ul><li>De  esta  manera los cloroplasto son capaces  de captar la energía de la luz  y transformarla en ener...
CLOROPLASTOS
<ul><li>En general se puede  decir  que el proceso fotosintético global esta  compuesto de tres procesos principales. </li...
Absorción de fotones. <ul><li>Todo inicia  en el PS II. </li></ul><ul><li>Cada “quantum”  de energía absorvido por la clor...
Y qué pasa con esa energía.  <ul><li>La absorción de luz de onda corta excita a la clorofila mucho más que la luz roja, si...
Transporte  del electrón. <ul><li>Cadena de transporte  de electrones.  </li></ul><ul><li>El electrón debe  ser aportado p...
Fotosistema II. <ul><li>El PSII  es  un complejo similar  el PSI. </li></ul><ul><li>Sin embargo el centro de reacción tien...
Formación de ATP
Pueden haber dos tipos de fotofosforilación. <ul><li>Fotofosforilación no cíclica.  </li></ul>
Fotofosforilación cíclica.
Ciclo de Calvin. <ul><li>Conocido como fase  oscura  de la fotosintesis. </li></ul><ul><li>Ocurre  en el estroma  del clor...
Fase oscura o ciclo de calvin <ul><li>La rubisco capta CO2. </li></ul><ul><li>Luego la Rubisco carboxila al RuBP y genera ...
ENERGÍA DISPONIBLE PARA LAS FUNCIONES CELULARES ENERGÍA DEL SOL FOTOSÍNTESIS PRODUCCIÓN DE OXIGENO Y GLUCOSA NECESIDAD DE ...
Se producen muchas sustancias.
 
e- H 2 O e- e- ATP e- ATP e- e- FLUJO DE ELECTRONES NO CÍCLICO FLUJO DE ELECTRONES CÍCLICO 3 x CO 2 3 x ATP 6 X ATP 3 x AD...
Fotorrespiración. <ul><li>La fotorrespiración es un proceso que involucra el consumo de oxígeno por la RUBISCO y no de CO2...
<ul><li>El balance  de carboxilación/oxidación.  </li></ul><ul><li>La Rubisco tiene mayor afinidad por el CO2 que por el O...
Fotorrespiración
Posibles ventajas. <ul><li>Lleva a la formación de aminoácidos y otros compuestos nitrogenados esenciales para las plantas...
Suministro y demanda  de CO2. <ul><li>La tasa  de asimilación de carbono fotosintético depende  del suministro y demanda  ...
Demanda. <ul><li>La demanda de CO2  está  determinada por la tasa  de procesamiento de este.  </li></ul><ul><li>Estructura...
Respuesta  de la fotosíntesis  a la luz.  <ul><li>Es obvio  que la cantidad  de radiación afecta en gran manera la  activi...
Plantas c4 <ul><li>Realizada por plantas de rápido crecimiento, como las gramineas, ortigas, platano </li></ul>
La fijaci ón de CO 2  comienza por la síntesis de un compuesto de 4 carbonos.  Existen tres rutas clasificadas de acuerdo ...
<ul><li>Gracias!!! </li></ul>
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Fotosintesis

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Fotosintesis

  1. 1. Johnny Cáceres . Aspectos relacionados a la Fotosíntesis.
  2. 2. Aspectos generales <ul><li>Aproximadamente el 40 % del peso seco de las plantas consiste en C. </li></ul><ul><li>Todo fijado por fotosíntesis. </li></ul><ul><li>Este proceso es vital para el crecimiento y la supervivencia en general de todas las plantas durante casi todo su ciclo. </li></ul><ul><li>Pero no solo para las plantas, si no para la vida en general. </li></ul>
  3. 3. Las condiciones necesarias para la fotosíntesis <ul><li>La mayoría de los autótrofos fabrican su propio alimento utilizando la energía luminosa. </li></ul><ul><li>La energía de luz se convierte en la energía química que se almacena en la glucosa. </li></ul><ul><li>El proceso mediante el cual los autótrofos fabrican su propio alimento se llama fotosíntesis. </li></ul><ul><li>La mayoría de los seres vivos dependen directa o indirectamente de la luz para conseguir su alimento </li></ul>
  4. 4. la reacción general se puede resumir de esta manera: <ul><li>6 CO 2 + 6 H 2 O + luz C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 </li></ul><ul><li>La fotosíntesis, ¿es una reacción exergónica o endergónica? </li></ul>enzimas clorofila
  5. 5. EN LA FOTOSÍNTESIS: <ul><li>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. </li></ul><ul><li>El bióxido de carbono y el agua son las materias primas. </li></ul><ul><li>Las enzimas y las coenzimas controlan la síntesis de glucosa, a partir de las materias primas. </li></ul>
  6. 6. LA LUZ Y LOS PIGMENTOS <ul><li>La luz es una forma de energía radiante. </li></ul><ul><li>La energía radiante es energía que se propaga en ondas. </li></ul><ul><li>Hay varias formas de energía radiante ( ondas de radio, infrarrojas, ultravioletas, rayos X, etc .). </li></ul><ul><li>Para sintetizar alimento, se usan únicamente las ondas de luz. </li></ul>
  7. 7. <ul><li>Cuando la luz choca con la materia, parte de la energía de la luz se absorbe y se convierte en otras formas de energía. </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
  8. 8. <ul><li>Cuando un rayo de luz pasa a través de un prisma, se rompe en colores. Los colores constituyen el espectro visible. </li></ul>
  9. 9. <ul><li>Los colores del espectro que el pigmento clorofila absorbe mejor son el violeta, el azul y el rojo. </li></ul><ul><li>¿Por qué la clorofila es verde? </li></ul>
  10. 10. Absorción de la luz
  11. 11. PIGMENTOS ACCESORIOS
  12. 12. CLASES DE CLOROFILA <ul><li>Hay varias clases de clorofila, las cuales, generalmente se designan como a, b, c y d. </li></ul><ul><li>Algunas bacterias poseen una clase de clorofila que no está en las plantas ni en las algas. </li></ul><ul><li>Sin embargo, todas las moléculas de clorofila contienen el elemento magnesio (Mg). </li></ul>
  13. 14. Características Generales. <ul><li>El proceso primario de la fotosíntesis ocurre en el cloroplasto. </li></ul><ul><li>En las plantas C3 la gran mayoría se encuentran en las células del mesófilo. </li></ul>
  14. 15. <ul><li>Fase luminosa </li></ul><ul><li>(fotoquimica o reacción de hill) reacciones fotodependientes que ocurren en la membrana de los tilacoides </li></ul><ul><li>Fase oscura </li></ul><ul><li>(quimiosintetica o ciclode Calvin-Benson-Basham) reacciones fotoindependientes que ocurren a nivel del estroma </li></ul>FASES DE LA FOTOSÍNTESIS
  15. 16. H 2 O CO 2 CH 2 O (MONOSACÁRIDO) O 2 ATP NADPH NADP ADP REACCIONES LUMÍNICAS CICLO DE CALVIN ESQUEMA GENERAL DE LA FOTOSINTESIS LUZ CLOROPLASTO
  16. 17. cloroplastos <ul><li>De esta manera los cloroplasto son capaces de captar la energía de la luz y transformarla en energía química. </li></ul>
  17. 18. CLOROPLASTOS
  18. 19. <ul><li>En general se puede decir que el proceso fotosintético global esta compuesto de tres procesos principales. </li></ul><ul><li>Absorción de fotones por los pigmentos (PS I, PS II). </li></ul><ul><li>Producción de NADPH Y ATP. </li></ul><ul><li>Ciclo de Calvin. </li></ul>
  19. 20. Absorción de fotones. <ul><li>Todo inicia en el PS II. </li></ul><ul><li>Cada “quantum” de energía absorvido por la clorofila es conducido hasta el centro de reaccion del fotosistema. </li></ul><ul><li>En él se eleva la energía de un electrón pasando de un estado basal a uno excitado. </li></ul>Molécula de clorofila con pico de absorción de 680 nm (P680).
  20. 21. Y qué pasa con esa energía. <ul><li>La absorción de luz de onda corta excita a la clorofila mucho más que la luz roja, sin embargo la luz roja lo hace también de manera considerable. </li></ul><ul><li>Y puede haber tres maneras de hacerlo. </li></ul>Esta se vuelve muy inestable y pasa esta energía a los alrededores. <ul><li>Transfiriendo un electrón de alta energía. </li></ul><ul><li>Liberando calor. </li></ul><ul><li>Emitiendo un fotón de baja energía (Fluorescencia). </li></ul>-e
  21. 22. Transporte del electrón. <ul><li>Cadena de transporte de electrones. </li></ul><ul><li>El electrón debe ser aportado por el agua (fotolisis). </li></ul><ul><li>Al pasar por la cadena de trasporte de electrones se libera energía que genera una fuerza motriz que bombea protones. </li></ul><ul><li>El lumen del tilacoide se vuelve ácido. </li></ul><ul><li>Se crea un gradiente de protones que se usa para formar ATP (fotofosforilación). </li></ul><ul><li>Plastoquinonas. </li></ul><ul><li>Citocromos. </li></ul>
  22. 23. Fotosistema II. <ul><li>El PSII es un complejo similar el PSI. </li></ul><ul><li>Sin embargo el centro de reacción tiene un pico de absorción a 700 nm (P700). </li></ul><ul><li>De igual manera, las moléculas antenas recogen los fotones y transfieren la energía al centro de reacción. </li></ul><ul><li>Esta energía es pasada al electrón que viene a través del citocromo. </li></ul><ul><li>El electrón cargado pasa por un complejo de federroxinas hasta llegar al NADP y reducirlo a NADPH. </li></ul>
  23. 24. Formación de ATP
  24. 25. Pueden haber dos tipos de fotofosforilación. <ul><li>Fotofosforilación no cíclica. </li></ul>
  25. 26. Fotofosforilación cíclica.
  26. 27. Ciclo de Calvin. <ul><li>Conocido como fase oscura de la fotosintesis. </li></ul><ul><li>Ocurre en el estroma del cloroplasto. </li></ul><ul><li>Ribulosa 1,5-bifosfato carboxilasa oxigenasa (Rubisco). </li></ul><ul><li>CO2. </li></ul><ul><li>Ribulosa 1,5-bifosfato. </li></ul>
  27. 28. Fase oscura o ciclo de calvin <ul><li>La rubisco capta CO2. </li></ul><ul><li>Luego la Rubisco carboxila al RuBP y genera ac. Fosfoglicérico (PGA). </li></ul><ul><li>Con el consumo de ATP y NADPH el PGA se transforma en fosfogliceraldehido. </li></ul><ul><li>Parte de este (1/6) es trasportado al citoplasma. </li></ul><ul><li>El resto sigue en el ciclo para regenerar Ribulosa bifosfato. </li></ul>
  28. 29. ENERGÍA DISPONIBLE PARA LAS FUNCIONES CELULARES ENERGÍA DEL SOL FOTOSÍNTESIS PRODUCCIÓN DE OXIGENO Y GLUCOSA NECESIDAD DE AGUA Y CO 2 LIBERACIÓN DE AGUA Y CO 2 RESPIRACIÓN CELULAR NECESIDAD DE OXÍGENO Y GLUCOSA CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ENERGÍA EN LOS SERES VIVOS
  29. 30. Se producen muchas sustancias.
  30. 32. e- H 2 O e- e- ATP e- ATP e- e- FLUJO DE ELECTRONES NO CÍCLICO FLUJO DE ELECTRONES CÍCLICO 3 x CO 2 3 x ATP 6 X ATP 3 x ADP 6 x ADP GLUCOSA Y OTROS COMPUESTOS ORG ÁNICOS FASE OSCURA - CICLO DE CALVIN FASE LUMINICA REGENERACIÓN DEL RECEPTOR DEL CO 2 FIJACIÓN DEL CO 2 REDUCCIÓN Fotosistema I Fotosistema II Fotosistema I e- e- O 2 H + H + + Fotón ADP + Pi Fotón e- Fotón ADP + Pi NADP + H + H + + + H + NADPH Cadena de transporte electr ónico Cadena de transporte electr ónico P 1 x gliceraldehido 3-fosfato + H + 6 x NADPH 6 x Pi 6 x NADP 6 x 1,3-bifosfoglicerato P P 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
  31. 33. Fotorrespiración. <ul><li>La fotorrespiración es un proceso que involucra el consumo de oxígeno por la RUBISCO y no de CO2. </li></ul><ul><li>Ambos sustratos se toman en el mismo sitio activo de la proteína. </li></ul>
  32. 34. <ul><li>El balance de carboxilación/oxidación. </li></ul><ul><li>La Rubisco tiene mayor afinidad por el CO2 que por el O2. En igualdad de concentraciones la enzima favorece la vía de Calvin más que la fotorrespiración. </li></ul><ul><li>La concentración de oxígeno en la atmósfera es de 21% y la de dióxido de carbono de 0,03 %. Por lo tanto, la fotorrespiración es alta. </li></ul><ul><li>Conforme la temperatura incrementa la relación entre CO2 y O2 cambia y se favorece la proporción de oxígeno. Por lo tanto, la fotorrespiración aumenta. A altas temperaturas la RUBISCO incrementa su capacidad de oxigenación. </li></ul><ul><li>Cinética de la RUBISCO. </li></ul><ul><li>Concentración de sustratos (CO2 y O2). </li></ul><ul><li>Temperatura. </li></ul>
  33. 35. Fotorrespiración
  34. 36. Posibles ventajas. <ul><li>Lleva a la formación de aminoácidos y otros compuestos nitrogenados esenciales para las plantas. Entre ellos: Glicina, Serina, Acido glutámico, Glutamina, Cetoglutarato, Hidroxipiruvato, Amonio. </li></ul><ul><li>Muchas plantas cierran los estomas a medio día y al disminuir el CO2 intracelular se puede disipar el exceso de ATP formado por la alta intensidad de las reacciones lumínicas. Esto puede evitar daños al aparato fotosintético. </li></ul><ul><li>Podría evitar el exceso de carbohidratos producidos cuando existen condiciones propicias para la fotosíntesis. </li></ul>
  35. 37. Suministro y demanda de CO2. <ul><li>La tasa de asimilación de carbono fotosintético depende del suministro y demanda del CO2. </li></ul><ul><li>El suministro de CO2 hasta los cloroplastos esta determinado en general por la difusión del gas. </li></ul><ul><li>Por supuesto, este flujo puede ser afectado en cualquier punto a través de la ruta que va desde el aire alrededor de la hoja hasta los sitios propios de carboxilación. </li></ul><ul><li>Concentración de CO2. </li></ul><ul><li>Resistencia de la Vía. </li></ul><ul><li>Conductancia. </li></ul><ul><li>Grosor de la capa borde. </li></ul><ul><li>Resistencia del estoma. </li></ul><ul><li>Resistencia interna al flujo. </li></ul>
  36. 38. Demanda. <ul><li>La demanda de CO2 está determinada por la tasa de procesamiento de este. </li></ul><ul><li>Estructura y bioquímica del cloroplasto. </li></ul><ul><li>Factores ambientales (Luz). </li></ul><ul><li>Factores propios de la planta (demanda de carbohidratos). </li></ul>
  37. 39. Respuesta de la fotosíntesis a la luz. <ul><li>Es obvio que la cantidad de radiación afecta en gran manera la actividad fotosintética. </li></ul><ul><li>Por ejemplo, una baja intensidad de radiación podría limitar la fotosíntesis, por tanto a la ganancia neta de C y el crecimiento. </li></ul><ul><li>Sin embargo las plantas pueden tener mecanismos adaptativos hacia la falta de luz o al exceso. </li></ul><ul><li>De esta manera se puede pensar en plantas de sol y plantas de sombra. </li></ul>
  38. 40. Plantas c4 <ul><li>Realizada por plantas de rápido crecimiento, como las gramineas, ortigas, platano </li></ul>
  39. 41. La fijaci ón de CO 2 comienza por la síntesis de un compuesto de 4 carbonos. Existen tres rutas clasificadas de acuerdo a la enzima que descarboxila la molécula de 4 carbonos: 1. NADP-malato deshidrogenasa = NADP-ME 2. NAD-malato deshidrogenasa = NAD-ME 3. Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa = PEP Carboxykinase PEPC = Fosfoenolpiruvato carboxilasa PPDK = Piruvatofosfato diquinasa PEPC PPDK PEPC PPDK PEPC PPDK Plantas c4
  40. 42. <ul><li>Gracias!!! </li></ul>

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