En esta exposición se muestra cómo es el proceso de la fotosíntesis, tomando en cuenta los pigmentos ( clorofilas) y todo el proceso de obtención de energía desde la captación del fotón, por la clorofila a.

1. Compuesto
orgánico
O2 (aceptor
final de electrones)
CO2
Oxidación
Flujo de e- y generación
de protones (H+)
ADP ATP
Fosforilación oxidativa
Ciclo de Krebs

2. Reducción
Reducción
Oxidación
Transportador
de electrones
•Glucólisis + Ciclo de Krebs o del Ácido Tricarboxílico (TCA)

3. Glucólisis TCA

4. Todos los organismos
Quimiótrofos
Compuestos químicos como fuente de energía
Quimiolitótrofos
Químicos inorgánicos (H2S, H2, NH3)
Quimioorganótrofos
Químicos orgánicos
Quimiolitoautótrofos
C= CO2
Mixótrofos
C= orgánico
Fotótrofos
Luz como fuente de energía
Fotoautótrofos C=
CO2
Fotoheterótrofos
C= orgánico
Fotótrofos
Luz como fuente de energía
Fotoautótrofos
C= CO2
Energía y flujos de carbono

5. Fotótrofos
Los organismos fotótrofos utilizan la luz como
fuente de energía. Es decir, convierten la energía
luminosa en energía química utilizable para la
célula.
OBTENCIÓN DE ENERGÍA QUÍMICA (ATP)
A PARTIR DE LUZ PARA LA INTEGRACIÓN
DE CO2 EN MATERIAL CELULAR

7. Fotosíntesis anoxigénica
• Todas las bacterias fotosintéticas salvo
cianobacterias.
• Solo un fotosistema
• No hay producción de oxígeno
• Bacterioclorofilas, carotenos.

8. Complejos fotosintéticos en una bacteria morada

9. Que dice
la física
cuantica de un
fotosístema?
Light
Harvesting
antenna (LH)

11. La Luz en un carotenoide que absorve a 500nm
ahora imagínen la
luz en la una
bacterioclorofila!!!!
estas absorven a
longitudes de onda
mas energéticas:
800- 850nm
ww.ks.uiuc.edu/Research/psu/psu_absorb.html

12. Flujo de electrones en fotosíntesis anoxigénica
Bacteriofeofitina
Quinonas
El flujo de
electrones
es cíclico

13. Cíclica = ATP Acíclica = ATP + NADPH
Purple sulfur bacteria

14. Cuando una molécula en su
estado basal absorbe un fotón,
sus electrones “brincan” a un
estado energético mayor.
¿Cómo captan la luz los organismos
fotosintéticos?

15. Excitación del complejo de pigmentos
fotosintéticos o “centros de reacción”
Clorofilas o bacterioclorofilas

16. La luz visible es utilizada como fuente de
energía en la fotosíntesis
Dependiendo de la longitud de onda que absorba el
pigmento fotosintético toma su nombre

17. ¿Cómo captan la luz los organismos
fotosintéticos?
Tienen pigmentos que funcionan como antenas para captar
la energía lumínica
Clorofila a (E, P)
Clorofila b (E, P)
Bacterioclorofila (P)
Carotenoides (E, P)
ficocianinas (E)
ficoeritrinas (E)

18. Las plantas y algas verdes, así como bacterias
verdes y cianobacterias absorben rojo y azul y
reflejan el verde, de ahí su color

19. Distribución de los pigmentos fotosintéticos en organismos fotosintéticos

20. Clorofila
bacterioclorofila

21. Para capturar luz se necesitan pigmentos
Uno de los pigmentos fotosintéticos más “famosos” es la clorofila,
pero no es el único…

22. Fotosíntesis oxigénica
• Dos fotosistemas
• Producción de oxígeno por la fotólisis de
agua
• Plantas, Algas, Cianobacterias
• Clorofila A

23. Modelo general de fotosíntesis
Fase Luminosa
Fase Oscura

24. Clorofila a Bacterioclorofila
Fotosistema I y II Fotosistema I
H20
Donadores de electrones para producir NADPH

25. Como surgió la fotosíntesis oxigénica?

26. Schematic representation of hydrogenase and photosynthesis gene clusters in H.
modesticaldum.
W. Matthew Sattley et al. J. Bacteriol. 2008;190:4687-4696

27. Genes de solo un pedazo del sistema…

28. Fotofosforilación (Fotosíntesis oxigénica)
ferredoxin
PQ
cytochromes
PC
NADP
Primary
acceptor
P680
P700
H2O
½O2 + 2H+
photosystem 1
photosystem 2
2e
Energy
of
electrons
Flujo de e-
que no es
cíclico
Centro de reacción P680 es muy
electropositivo, por eso es capaz
de romper la molécula de agua y
quedarse con los electrones

31. plant
photosynthesis
bacterial
photosynthesis
organisms
plants, algae,
cyanobacteria
purple and green
bacteria
type of chlorophyll
chlorophyll a
absorbs 650-750nm
bacteriochlorophyll
absorbs 800-1000nm
Photosystem I
(cyclic
photophosphorylation)
Present present
Photosystem I
(noncyclic
photophosphorylation)
present absent
Produces O2 yes no
Photosynthetic electron
donor
H2O
H2S, other sulfur
compounds or
organic compounds
Diferencias ente la fotosíntesis bacteriana y la de eucariontes

32. ¿En dónde?
Eucariontes: cloroplasto.
Procariontes: membranas, invaginaciones,
clorosomas, membranas tilacoides (cianos)
Procloron (un tipo de ciano):
las invaginaciones son
membranas tilacoides

33. Fase Oscura de la fotosíntesis
Fijación de CO2
• Ciclo de Calvin
• TCA inverso

34. RUBISCO

37. Autótrofos, utilizan los carbohidratos
producidos en ciclo de calvin para
crecer

38. TCA reverso
Otras alternativas para fijar CO2 en bacterias
Se ha visto en arqueas, verdes sulfurosas y no sulfurosas…

39. Equilibrio ecológico
entre organismos heterótrofos y autótrofos

40. Respiración Fotosíntesis
1) Glucólisis
2) Ciclo de Krebs
3) Transporte de è
1) Excitación è
2) Fotosistema I y II
3) Ciclo de Calvin

42. Glucólisis
Ciclo de Calvin

43. TCA inverso
TCA

44. Gas Venus Tierra Marte
CO2 98% 0.03% 95%
N2 1.9% 79% 2.7%
O2 Trazas 21% 0.1%
Porcentajes de algunos gases en la atmósfera de Venus,
la Tierra y Marte.

45. Biosíntesis

46. Figure 25. The main pathways of biosynthesis in procaryotic cells

47. Ciclo del carbono

48. Fermentación Respiración Fotosíntesis
Catabolismo
(generación
energía)
Anabolismo
(consumo de
energía)
Resumiendo…

49. Fermentación Respiración Fotosíntesis
Catabolismo
Glucólisis,
reducción de
sustrato
Glucólisis, ciclo de
Krebs, fosforilación
oxidativa
Fase “luminosa”
Anabolismo Conexión con
otras rutas
metabólicas
Desviación de
intermediarios del
ciclo de krebs a
otras rutas
metabólicas
Ciclo de Calvin,
TCA inverso
Resumiendo…