LA LA FOTOSÍNTESISFOTOSÍNTESIS

La fotosíntesis es mucho más que esa reacción

Clorofila

ENERGÍA DISPONIBLE PARA LAS FUNCIONES

CELULARES

ENERGÍA DEL SOL

FOTOSÍNTESIS

PRODUCCIÓN DE OXIGENO,

CARBOHIDRATOS Y OTRAS MOLECULAS

ORGANICAS

NECESIDAD DE AGUA Y CO2

LIBERACIÓN DE AGUA Y CO2

RESPIRACIÓN CELULAR

NECESIDAD DE OXÍGENO,

CARBOHIDRATOS Y OTRAS.

CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ENERGÍA EN LOS SERES VIVOS

Cuando un rayo de luz pasa a través de un prisma, se rompe en colores. Los colores

constituyen el espectro visible.

Los colores del espectro que el pigmento clorofila absorbe mejor son el violeta, el azul y el rojo.

¿Porqué las plantas son verdes?

Luz reflejadaLuz transmitida

Espectros de absorción de pigmentos

Los cloroplastos absorben energía de la luz y la convierten en energía química

LuzLuz reflejada

Luz absorbida

Luz transmitida Cloroplasto

EL COLOR QUE SE VE ES EL QUE NO SE ABSORBIÓ

Localización y estructura del cloroplasto

SECCION TRANSVERSAL DE HOJA CELULA DE MESOFILO

HOJA

Cloroplasto

Mesòfilo

CLOROPLASTO Espacio intermembranal

Membrana externa

Membrana interna

Compartimento tilacoidal TilacoideEstroma

Granum

EstromaGrana

Organización del tilacoide

Los fotosistemas: son organizaciones de pigmentos y

proteínas que se localizan en los tilacoides.

Fotó

n

Fotón

Ruptura de agua Fotosistema II

Producción de NADPHFotosistema I

ATP

Dos tipos de fotosistemas operan coordinadamente en la fase lumínica de la fotosíntesis

La fase luminosa

Los principales acontecimientos que ocurren en la fase luminosa se podrían resumir de la siguiente manera:

a- Síntesis de ATP o fotofosforilación que puede ser: – acíclica o abierta – cíclica o cerrada

b- Síntesis de poder reductor NADPH

c- Fotólisis del agua

¿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 da lugar a una reacción química.

Estado excitadoe

Calor

Luz

Fotón

Fluorescencia

Molecula declorofila

Estado basal

2

(a) Absorcón de un foton

(b) Fluorescencia de una soluciòn de cloriofila aislada

Excitación de la clorofila La pérdida de energía debido al calor ocasiona que los fotones sean menos energéticos.

La pèrdida de energía se refleja en una longitud de onda más larga.

Energía= (Constante de Planck) x (velocidad de luz/(Longitud de onda de luz

Transición hacia el extremo del rojo.

e

Incidencia de la luz sobre los fotosistemas

REGENERACIÓN DEL RECEPTOR

DEL CO2

FIJACIÓN DEL CO2

REDUCCIÓN

Fotosistema I

Fotosistema II Fotosistema I

e-

e-

e-

H2O

O2

H+

H+

+ Fotón

e-

e-ADP+Pi ATP

Fotón

e-

Fotón

e-

ADP+Pi

ATP

e-

e-

NADP+

H+

H++ +H

+

NADPH

Cadena de

transporte

electrónico

Cadena de

transporte

electrónico

FLUJO DE ELECTRONES NO CÍCLICO

FLUJO DE ELECTRONES CÍCLICO

3 x CO2

P

1 x gliceraldehido 3-fosfato

+H+

6 x NADPH

3 x ATP

6 X ATP3 x ADP

6 x ADP

6 x Pi

6 x NADP

GLUCOSA Y OTROS

COMPUESTOS

ORGÁNICOS

FASE OSCURA - CICLO DE CALVIN

6 x 1,3-bifosfoglicerato

PP

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

FASE LUMINICA

Fase independiente de la energía lumínica

• El NADPH y el ATP producidos en las reacciones de la fase dependiente de luz de la fotosíntesis, se utilizan en las reacciones correspondientes a la fase independiente de la energía lumínica o fase de fijación del carbono. Estas reacciones ocurren en el estroma del cloroplasto y en su conjunto dan lugar al ciclo de Calvin, producto del cual se sintetizan moléculas orgánicas.

En este ciclo se distinguen los

siguientes pasos:

Fijación del CO2

El CO2 atmosférico se une a una molécula de 5 carbonos, la ribulosa difosfato o RuDP, formando un compuesto inestable de 6 carbonos que luego se separa en 2 moléculas de fosfoglicerato o PGA. Cada PGA es una molecula de 3 carbonos.

Reducción del CO2 fijadoMediante el consumo de ATP y el NADPH provenientes de la fase dependiente de luz, el fosfoglicerato es reducido a gliceraldehído fosfato, molécula que puede seguir dos vías, la mayor parte se utiliza para regenerar la RuDP y el resto para la biosíntesis de glúcidos, aminoácidos y ácidos orgánicos.

Transporte de electrones

El oxígeno liberado proviene del agua

Fotofosforilación no cíclica

Fotofosforilación cíclica

Productos de la fase luminosa

Síntesis de ATP: ATP sintasa

ATP sintasa

3H+ 1ATP

1NADPH 6H+ 2ATP

• La producción de ATP según la teoría quimiosmótica

Lumen tilacoidal (Alto H+)

Membrana tilacoidal

Estroma(Bajo H+)

LUZ

Antena

LUZ

CADENA DE TRANSPORTE ELECTRÓNICO

FOTOSISTEMA II FOTOSISTEMA I ATP SINTASA

Fdox Fdred

NADP+ NADPH

ferredoxin NADPreductasa

P700+

Chlox ChlredP680+

Phox Phred

P680hv

<680nmP680*(FSII)

P700hv

<700nmP700*(FSI)

PCox PCre

d

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

Conservación hídrica Por cada gramo de CO2 fijado se pierde

aproximadamente la siguiente cantidad de agua por transpiración en las plantas:

CAM: 50 a 100 mLC4: 250 na 300 mLC3: 400 a 500 mL.

Por lo tanto, el mecanismo CAM es una buena estrategia para conservar agua.

TIPO DE PLANTA C3 C4 CAMLa mayoría Casi siempre Generalmente presentan una presentan presentan tasa fotosintética alta tasa baja tasamoderada fotosintética fotosintética

Se desarrollan bien Se desarrollan bien Se desarrollan bienen climas templados en alta luminosidad, en ambientes y lluviosos-nublados altas T y ambientes áridos semiáridos.Tienen una pérdida Tienen una pérdida Conservan el agua de agua considerable de agua condiderable en forma eficaz

Se fotosaturan con un Realmente no se No se logran 1/5 de la luz solar. fotosaturan fotosaturar.