Los cloroplastos son organelos presentes en las células vegetales que contienen pigmentos como la clorofila y participan en el proceso de fotosíntesis. La fotosíntesis captura la energía de la luz solar a través de la clorofila y otras moléculas para convertir el dióxido de carbono y el agua en oxígeno y azúcares, almacenando energía química. Este proceso ocurre en dos etapas, las reacciones lumínicas que producen ATP y NADPH, y luego las

1. CLOROPLASTOS Y FOTOSINTESIS. USP JOSE DIAZ ARMAS

2. CLOROPLASTOS

3. Cloroplastos y otros plastidos. Son organoides citoplasmaticcos especiales que están presentes en las células vegetales. Los mas importantes son los cloroplastos, poseen pigmentos como clorofilas y carotenoides e intervienen en la fotosíntesis. Por le proceso de fotosíntesis producen oxigeno y la mayor parte de la energía química que es utilizada por los organismos vivientes

4. Cloroplasto Los cloroplastos se localizan principalmente en las células del mesofilo, (hojas de las plantas superiores), Forma esférica, ovoide o discoide Miden en promedio 4 – 6um. Existen en numero de 20 – 40 por célula en plantas superiores Las algas poseen un cloroplasto

5. Envoltura Los cloroplastos tienen una estructura heterogénea, compuesto por pequeños gránulos llamados granas incluidos en la matriz o estroma. Componentes. Envoltura. Presenta dos membranas una externa y otra interna, a través de las cuales se producen intercambios con el citosol, presentan carotenoides.

6. Estroma En el estroma se encuentran inmersos lo tilacoides. Esta compuesta principalmente por proteínas, contiene ADN y también ARN, que interviene en la síntesis de proteínas y enzimas En el estroma se genera la fijación del CO2, elaboración de hidratos de carbono, síntesis de algunos ácidos grasos y proteínas.

7. Tilacoides Los tilacoides constituyen sacos aplanados agrupados como pilas de monedas. cada pila de tilacoides lleva el nombre de grana. Los tilacoides conectores se denominan tilacoides del estroma, la pared de los tilacoides se llama membrana tilacoidea, contiene proteínas y moléculas involucradas en la fotosíntesis. Evidencias indicarían que los tilacoides estarían conectados entre si.

8. Cloroplasto y Tilacoides.

9. FOTOSINTESIS

10. Por medio de la clorofila contenida en el cloroplasto, los vegetales verdes son capaces de absorber la energia que la luz solor emite como fotonenes y tarnsformarla en energia quimica La fotosíntesis es un proceso complejo. Sin embargo, la reacción general se puede resumir de esta manera: nCO 2 + nH 2 O + energía de luz C n H 2n O n + nO 2 enzimas clorofila

11. En la reacción el H2O Es el dador de H2 ( e y H+) y de O2. El CO2actua como aceptor de H2 (e y H+). Los hidratos de carbono formados por la fotosíntesis son sacáridos solubles los cuales circulan por lo tejidos de la planta o se acumulan como gránulos de almidón en los cloroplastos o en el interior de los amilpastos

12. 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.

13. 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.

14. Cuando un rayo de luz pasa a través de un prisma, se rompe en colores. Los colores constituyen el espectro visible.

15. DEFINICION Y CARACTERISTICAS DE VARIAS REGIONES DE LONGITUD DE ONDA DE LA LUZ Color Rango de longitud de onda (nm)‏ Longitud de onda representativa Frecuencia (Ciclos/S)‏ o hertzios Energía (KJ/mol)‏ Ultravioleta <400 254 11.8 x 10 14 471 Violeta 400-425 410 7.31 x 10 14 292 Azul 425-490 460 6.52 x 10 14 260 Verde 490-560 520 5.77 x 10 14 230 Amarillo 560-585 570 5.26 x 10 14 210 Anaranjado 585-640 620 4.84 x 10 14 193 Rojo 640-740 680 4.41 x 10 14 176 Infrarrojo >740 1400 2.14 x 10 14 85

16. CLASES DE CLOROFILA Hay varias clases de clorofila, las cuales, generalmente se designan como a, b, c y d. Algunas bacterias poseen una clase de clorofila que no está en las plantas ni en las algas. Sin embargo, todas las moléculas de clorofila contienen el elemento magnesio (Mg).

17. Cola hidrofobica Cadena de Fitol Cabeza hidrofilica 4 moleculas de pirrol unidas por el ion Mg

18. PIGMENTOS Los autótrofos también poseen unos pigmentos llamados carotenoides que pueden ser de color anaranjado, amarillo o rojo. El color verde de la clorofila generalmente enmascara estos pigmentos. Los cuales, sin embargo, se pueden ver en las hojas durante el otoño, cuando disminuye la cantidad de clorofila. Los carotenoides también absorben luz pero son menos importantes que la clorofila en este proceso.

19. Resumen de las etapas de la fotosintesis

20. La fotosíntesis comprende reacciones fotoquímicas y reacciones que tiene lugar en la oscuridad Reacciones lumínicas (fotoquímicas). Al final de esta reacción se forma NADPH ( a partir de NADP+, e- y H+), y ATP ( a partir de ADP y fosfato) Reacciones en la oscuridad. La energía contenida en los ATP y los NADPH es aprovechada para elaborar Usando CO2 tomado de la atmosfera diversas moléculas alimenticias.

21. 1. REACCIONES QUE CAPTURAN ENERGIA

22. Membrana tilacoide

23. En la membrana tilacoide de los cloroplastos existen cadenas de complejos moleculares responsables de reacciones fotoquímicas, la cual esta integrada por diversos eslabones. Fotoisomerasa II. Posee dos sectores definidos uno llamado antena captura la luz que da hacia el estroma y otro denominado centro de reacción que da hacia el espacio tilacoide, este contiene proteínas asociadas a moléculas de clorofila de tipo P 680

24. Complejo b-f. Este complejo contiene una proteina de 17 kDa asociaa a los citocromos f y b, y una proteina con un centro Fe – S Fotoisomerasa I. es un complejo molecular que como la foroisomerasa II posee una antena captadora de energia luminica, integrada pOR proteínas clorofila a clorofila b y carotenoides, Ademas contien un centro de reaccion con moleculas de clorofila tipo P 700 NADP reducctasa. Esta complejo enzimatico reduce las moleculas de NADP+ presentes en el estroma con H+ tomados tambien de esta para convertirlos en NADPH.

25. Cuando un fotón excita una molécula de clorofila, uno de los electrones de la clorofila es sacado de su orbita molecular y transferido a uno de los electrones de la clorofila P680localizada en el centro del fotosistema, el electrón energizado abandona la fofoisomerasa II y sigue al siguiente eslabón de la cadena. Q-citocromo oxido reductosa

26. La plastoquinona acepta el nuevo electrón energizado que abandona el fosfosistema II 2Q + 2H 2 O O 2 + 2QH 2 Luz

27. El fotosistema II por una reacción química no muy conocida, dos moléculas de H2O situadas en el espacio tilacoide son escindidas y se genera un O2, 4H+ y 4e-, estos 4e- pasan al centro de la reacción del fotossistema II y reemplaza al salido de la clorofila P860 transferido a la plastoquinasa

28. A continuación el electrón que estaba en la plastoquinona pasa al complejo b-f, donde parte de su energía es utilizada para transportar en contra del gradiente electroquímico Un H+ desde el estroma al espacio tilacoide

29. El electrón con un potencial energético menor, pasa del complejo b-f a la plastocianina y de esta al fosfosistema I

30. El electron e - pasa de la plastocianina al fotosistema I

31. El electrón energizado en el centro de la reacción corresponde a la clorofila P700, Este Electrón es transferido a la ferredoxina

32. El nuevo e - consideradamente revitalizado deja la ferredoxina e ingresa en la NADP reductasa donde parte de su energía es utilizada para reducir un NADP+ a NADPH en el lado de la membrana tilacoide que da a la estroma. En este proceso se utiliza un H+ tomado de la estroma

33. El ultimo paso de la reacción fotoquímica corresponde a la fosforilacion, formación de ATP a partir de ADP y fosfato. Esta tiene lugar en la ATP sintetasa, que por medio de su Proción Fo permite el traslado pasivo de los H+ desde el espacio tilacoide a la estroma.

34. 2. REACCIONES DE FIJACION DE CARBONO

35. Las reacciones fotosintéticas que tiene lugar en la oscuridad, las moléculas de ATP y NADPH producidas por las reacciones fotoquimicas proporcionan la energía necesaria para sintetizar hidratos de carbono a partir de CO2 y H2O Esta síntesis se produce en la estroma del cloroplasto mediante una serie de reacciones químicas conocido como ciclo de Calvin o del C3

37. En las llamadas plantas C4, la enzima PEP carboxilasa une primero el dióxido de carbono al fosfoenol piruvato (PEP) para formar un compuesto de cuatro carbonos. El dióxido de carbono, así incorporado, atraviesa una serie de reacciones químicas y pasa a niveles más profundos dentro de la hoja, donde finalmente ingresa en el ciclo de Calvin. Aunque las plantas C4 gastan más energía para fijar carbono, en ciertas condiciones su eficiencia fotosintética neta puede ser superior a la de las plantas C3 descriptas anteriormente debido a ciertas características clave que diferencian a las enzimas RuBP carboxilasa (presente tanto en las plantas C3 como en las C4) y PEP carboxilasa (presente en las C4).

39. La fotosíntesis genera hidratos de carbono, agua y oxigeno. El balance químico de la fotosíntesis es el siguiente 6CO 2 + 12H 2 O + energía de luz C 6 H 12 O 6 + 6O 2 Que representa una acumulación de 686.000 calorías por mol. Esta energía es proporcionada por 12 moléculas de NADPH y 18 de ATP, que contienen 750.00 calorías. Así la eficacia alcanzada por el ciclo fotosintético llegan al 90%

40. GRACIAS.