Power point original de Sylvia S. Mader, traducida, modificada y adaptada por Gustavo Toledo para mis alumnos de 1º medio San Fernando College

1. Biología
Santillana: pp. 117-132
SFC
Fotosíntesis
Trad.G.Toledo
S.S.Mader;
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H2O CO2
Insert figure 7.4 here
Solar
energy
NADP+
ADP + P
NADP+ Calvin
Cycle
reacciones
Light
reacciones NADP
ATP
thylakoid
thylakoid membrane stroma
membrane
O2 CH2O
PowerPoint® Lecture Slides are prepared by Dr. Isaac Barjis, Biología Instructor 1
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2. Bosquejo
 Organismos Fotosintéticos
 Procesos Fotosintéticos
 Plantas como convertidores de energía Solar
 Fotosíntesis
 reacciones lumínicas
 No cíclica
 Cíclica
 reacciones del ciclo de Calvin
 Fijación de Dióxido de carbono
2

3. Organismos Fotosintéticos
 Toda la vida en la tierra depende de una estrella situada a
93 millones de millas (energía solar)
 Los Organismos Fotosintéticos (algas, plantas y
cianobacterias) transforman la energía solar a carbohidratos
 Llamados autótrofos debido a que producen su propio
alimento.
 Fotosíntesis:
 Un proceso que captura energía solar
 Transforma la energía solar a energía química
 La energía termina almacenada en un carbohidrato
 Los Fotosintetizadores producen toda la energía alimenticia
 Solo 42% de la energía solar dirigida hacia la tierra alcanza la
superficie
 De esta, sólo el 2% es capturada por los Fotosintetizadores
 De esta, sólo una pequeña porción resulta en biomasa
3

4. Organismos Fotosintéticos
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mosses
trees garden plants
kelp Euglena cyanobacteria diatoms
(Moss): © Steven P. Lynch; (Trees): © Digital Vision/PunchStock; (Kelp): © Chuck Davis/Stone/Getty Images; (Cyanobacteria): © Sherman Thomas/Visuals Unlimited; (Diatoms): © Ed Reschke/Peter Arnold;
(Euglena): © T.E. Adams/Visuals Unlimited; (Sunflower): © Royalty-Free/Corbis
4

5. Fotosíntesis
 La Fotosíntesis tiene lugar en las porciones verdes de las
plantas
 Las hojas de las plantas con flores constan de tejido mesófilo
 Las Células contienen Cloroplastos
 Estos son especializados en llevar a cabo la Fotosíntesis
 Las materias primas para la Fotosíntesis son Dióxido de
carbono y agua
 Las raíces absorben agua que se mueve por el tejido vascular
 Dióxido de carbono entra a la a hoja a través de pequeñas
aberturas llamadas estomas
 Difunde hacia los Cloroplastos en las células del mesófilo
 en el estroma, el CO2 se combina con H2O para formar C6H12O6
 La Energía es abastecida por la luz
 La Clorofila y otros pigmentos absorben energía solar y energizan
electrones antes de la reducción de CO2 a carbohidrato
5

6. Hojas y Fotosíntesis
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cuticle
upper
epidermis
Leaf cross section mesophyll
lower
CO2 epidermis
O2
leaf vein stoma
outer membrane
inner membrane
stroma
stroma
granum
Cloroplasto 37,000
thylakoid space
thylakoid membrane
Grana
independent thylakoid overlapping thylakoid
in a granum in a granum
© Dr. George Chapman/Visuals Unlimited
6

7. Pigmentos fotosintéticos
 Pigmentos:
 Químicos que absorben algún color de la luz más que
otros
 Colores menos absorbidos se reflejan/transmiten más
 Espectro de absorción
 Los Pigmentos presentes en la Clorofila absorben
varias porciones de la luz visible
 El Gráfico muestra la absorción relativa de varios
colores del arco-iris
 La Clorofila es verde debido a que absorbe mucho del
rojo y del azul de la luz blanca
7

8. Pigmentos fotosintéticos
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Aumento de la Long. de onda
Clorofila a
Clorofila b
carotenoides
Aumento de la energía
absorción relativa
Rayos Micro- Ondas
gamma rayos X UV Infrarojo ondas radio
luz visible
500 600 750 380 500 600 750
Long. de ondas (nm) Long. de ondas (nm)
a. Espectro electromagnético incluye la luz visible. b. Espectro de absorción de Pigmentos fotosintéticos.
8

9. Animación
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9

10. La Fotosíntesis libera oxígeno
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10

11. Reacciones fotosintéticas: dos Sets de
Reacciones
 Reacción Lumínica – tiene lugar sólo en presencia de luz
 Es la reacción que captura energía
 La Clorofila absorbe energía solar
 Esta energiza electrones
 Los electrones se mueven en la cadena de transporte de
electrones
 Bombea H+ hacia el espacio tilacoidal
 Usado para sintetizar ATP a partir de ADP y NADPH a partir de
NADP
 Reacciones del Ciclo de Calvin tiene lugar en el estroma
 El CO2 es reducido a carbohidrato
 Usa ATP y NADPH para producir carbohidrato
 Estas son reacciones de síntesis
11

12. Fotosíntesis: visión general
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H2O CO2
Energía
solar
ADP + P
NADP+
Reacciones
Del ciclo de
Reacciones Calvin
lumínicas NADP
ATP
membrana Estroma
Tilacoidal
O2 CH2O
12

13. Reacciones fotosintéticas:
Las reacciones lumínicas
 Las reacciones lumínicas constan de dos vías de
electrones alternadas:
 Vía no cíclica
 Vía Cíclica
 Captura energía lumínica con los fotosistemas
 Los complejos de pigmentos ayudan a colectar
energía solar como una antena
 Ocurre en la membrana tilacoidal
 Ambas vías producen ATP
 La vía No cíclica también produce NADPH
13

14. Reacciones lumínicas:
La vía No cíclica del electrón
 Tiene lugar en la membrana tilacoidal
 Usa dos fotosistemas, PS-I y PS-II
 PS II captura energía lumínica
 Causa que un electrón sea eyectado del centro de
reacción (Clorofila a)
 Electrón viaja por la cadena de transporte de electrones
al PS-I
 Reemplazado por electrones del agua
 Lo cual causa que el H+ se concentre en la cámara
tilacoidal
 Lo que genera producción de ATP
 PS-I captura energía lumínica y eyecta un electrón
 Transferido permanentemente a una molécula de NADP+
 Causa producción de NADPH
14

15. Reacciones lumínicas:
Vía no No cíclica del Electrón
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H2O CO2
solar
energy
ADP+ P
NADP+
Calvin
sol Light cycle sol
reacciones NADPH
ATP
Aceptor thylakoid Aceptor
membrane
De electrón De electrón
O2 CH2O
energy level
cad
ena e-
de
tr ans e
po
e- rte e NADP+
de
ele
ctr
on
es H+
(ET
C )
e- e NADPH
Centro de Centro de reacción
reacción
Complejo de
Complejo de pigmento
pigmento Fotosistema I
e- Fotosistema II
H2O CO2 CH2O
Ciclo de Calvin
(reacciones)
1
2H+ 2 O2
15

16. Animación
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17. reacciones lumínicas:
La vía cíclica del Electrón
 Usa solo el fotosistema I (PS-I)
 Empieza cuendo el complejo PS I absorbe
energía solar
 El Electrón es eyectado del centro de reacción
 Viaja por la cadena de transporte de electrones
 Causa concentración de H+ en la cámara tilacoidal
 Lo que produce producción de ATP
 Electrón retorna a PS-I (cíclica)
 La vía sólo resulta en producción de ATP
17

18. Organización de la membrana tilacoidal
 PS II:
 Consta de un complejo de pigmento y de aceptores de
electrones
 Adyacente a una enzima que oxida al agua
 El oxígeno es liberado como un gas
 cadena de transporte de electrones:
 Consta de un complejo citocromo
 Transporta electrones entre PS II y PS I
 También bombea H+ desde el estroma hacia el espacio
tilacoidal
 PS I:
 Tiene un complejo de pigmento y aceptores de electrones
 Adyacentes a una enzima que reduce NADP + a NADPH
 Complejo ATP sintasa:
 Tiene un canal para el flujo de H+
 El cual conduce la síntesis de ATP uniendo ADP y P
i
18

19. Organización del Tilacoide
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H2O CO2
solar
energy
ADP+ P
NADP+ Calvin
cycle
Light NADP+ reacciones
reacciones NADPH
ATP NADP+
NADP+
thylakoid Membrana tilacoidal
membrane stroma tilacoide
Espacio tilacoidal
O2 CH2O
grana
Fotosistema II
Cadena transporte
H+ de electrones estroma
fotosistema I
NADP
H+
reductasa
Pq
e-
e- e
- NADP+ NADPH
e-
H+
H+
1
H2O 2 H+ + 2 O2
H+ ATP sintasa
H+
ATP
Espacio
tilacoidal H+
H+
quimiosmosis
P +ADP
Estroma
19

20. Animación
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21. Producción de ATP
 El espacio tilacoidal actúa como un reservorio de H+
 Toda vez que el agua es oxidada, libera 2 H+ al espacio
tilacoidal
 Los electrones ceden energía
 Esta es usada para bombear H+ a través de la
membrana tilacoidal
 Los H+ fluyen desde el estroma al espacio tilacoidal
 El flujo de H+ retorna a través de la membrana tilacoidal
 Energiza a la ATP sintasa
 Enzimáticamente produce ATP a partir de ADP + P
i
 Este método de producción de ATP se conoce como
quimiosmosis
21

22. Reacciones del ciclo de Calvin:
Descripción de la Fotosíntesis C3
 Una serie cíclica de reacciones
 Utiliza
Dióxido de carbono atmosférico
para producir carbohidratos
 Conocida como Fotosíntesis C3
 Involucra tres estados:
Fijación del Dióxido de carbono
Reducción del Dióxido de carbono
Regeneración de Ribulosa biFosfato (RuBP)
22

23. Reacciones del ciclo de Calvin: Fijación
de Dióxido de carbono
 ElCO2 es unido a una molécula de 5-carbonos, la
RuBP
 Resulta una molécula de 6-carbonos
 Esta se divide en dos moléculas de 3-carbonos (3PG)
 La reacción es catalizada por RuBP Carboxilasa
(Rubisco)
 ElCO2 ahora es “fijado” debido a que es parte de
un carbohidrato
23

24. El Ciclo de Calvin: Fijación CO2
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H2O CO2
solar
energy
ADP+ P
NADP+
Calvin
Light cycle
reacciones NADPH
ATP
Metabolitos del Ciclo de Calvin
stroma RuBP ribulosa-1,5-bifosfato
O2 CH2O
3PG 3-fosfoglicerato
3 CO2
intermediario BPG 1,3-bifosfoglicerato
G3P gliceraldehido3-fosfato
3 C6
6 3PG
3 RuBP C3
C5 Fijación 6
De CO2 ATP
Reducción Estas moléculas
Ciclo de Calvin De CO2 6 ADP + 6 P de ATP y NADPH
3 ADP + 3 P
fueron producidas
en la fase lumínica
Regeneratción
de RuBP
6 BPG
C3
Estas moléculas
de ATP fueron 3
producidas por ATP 5 G3P 6 NADPH
C3
Reacc. lumínicas. 6 G3P
C3
6 NADPH+
2
Ganancia de 1 G3 P
Otras moléculas orgánicas Glucosa
24

25. Reacciones del ciclo de Calvin: Reducción
del Dióxido de Carbono
3 Fosfoglicerato reducido a Bifosfoglicerato
 BFG luego es reducido a G3P
(Gliceraldehido 3 fosfato)
 UtilizaNADPH y ATP producido en las
reacciones lumínicas
25

26. El Ciclo de Calvin: reducción de CO2
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ATP ADP + P
3PG BPG G3P
NADPH NADP+
A medida que 3PG se transforma en G3P, ATP se convierte
eEn ADP + Pi y NADPH se convierte en NADP+
26

27. Reacciones del ciclo de Calvin:
Regeneración de RuBP
 La RuBP usado en la fijación del CO2 debe ser
reemplazado
 Cada 3 vueltas del Ciclo de Calvin:
 Cinco G3P (una molécula de 3-carbonos) son usadas
para regenerar 3 RuBP (una molécula de 5-carbonos)
 5X3=3X5
27

28. El Ciclo de Calvin: Regeneración de RuBP
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5 G3P 3 RuBP
3 ATP 3 ADP + P
Cuando 5 moléculas de G3P se convierten en
3 moléculas de RuBP, 3 moléculas de ATP
.
Se convierten en 3 moléculas de ADP + P
28

29. Importancia del Ciclo de Calvin
 G3P (gliceraldehido-3-fosfato) puede ser
convertido a muchas otras moléculas
 El esqueleto hidrocarbonado de G3P puede
formar
 Ácidos grasos y glicerol para hacer aceites de plantas
 Glucosa fosfato (azúcar simple)
 Fructosa (la que con glucosa forma = sacarosa)
 Almidón y celulosa
 Amino ácidos
29

30. Animación
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30

31. Destino de G3P
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G3P
Síntesis de Síntesis de
Glucosa
ac. grasos Amino ácidos
fosfato
+
Fructosa
fosfato
sacarosa almidón celulosa
31

32. Biología
pp. 96-113 Libro Santillana, 1º Medio, 2012
SFC
Fotosíntesis
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H2O CO2
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Energía
solar
NADP+
ADP + P
NADP+ Reacciones
Ciclo de
Calvin
Reacciones
lumínicas NADP
ATP
Membrana Estroma
tilacoidal
O2 CH2O
PowerPoint® Lecture Slides are prepared by Dr. Isaac Barjis, Biología Instructor 32
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