Colegio San Ignacio de LoyolaMaría Eugenia Ochoa B

Ciencias NaturalesNoveno 2014

FotosíntesisPHOTO LUZ

SYNTHESIS FORMAR COMPUESTOS

QCA- BIOLOGÍA FORMAR MOLECULAS COMPLEJAS A

PARTIR DE MOLECULAS SIMPLES

Capacidad de las plantas de transformar energía lumínica en energía

química

MOLECULAS INORGÁNICAS H2O Y CO2

MOLECULAS ORGÁNICAS GLUCOSA

6CO2 + 12 H2O + Energía lumínica C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

IMPORTANCIA

Flujo de energía dentro de un ecosistemaLight energy

ECOSYSTEM

CO2 + H2O

Photosynthesis

in chloroplasts

Cellular respiration

in mitochondria

Organic

molecules+ O2

ATP

powers most cellular work

Heat

energy

LOCALIZACION DEL PROCESO

Órgano

fotosintético

Orgánulos

fotosintético

: TILACOIDES

CLOROFILA

FASE LUMINICA

FASE OSCURA

FotosíntesisLas cientos de reacciones que tienen lugar durante la

fotosíntesis se pueden dividir en dos grupos:

1. Reacciones dependientes de la luz (FASE LUMÍNICA):

membrana tilacoides

2. Reacciones independientes de la luz (FASE OSCURA):

estroma, los productos de las reacciones de luz son

utilizados para formar enlaces covalentes carbono-carbono

(C-C), de los carbohidratos.

Reacciones fotosintéticas

Reacciones Lumínicas

(dependientes de la luz)

Ocurren en las membranas tilacoidales

Rompen moléculas de agua

Liberan oxígeno

Usan ADP

Producen ATP

Producen NADPH

Usan NADP+

Reacciones Oscuras (independientes de la luz)

(Ciclo de Calvin)

Ocurren en el estroma

Forman azúcar

Utilizan CO2

Usan ATP

Producen ADP

Producen NADP+

Usan NADPH

Los cloroplastos contienen diferentes tipos de

moléculas que aprovechan las diferentes longitudes

de onda de la luz:

Molécula Absorbe Emite

Clorofila Violeta, Azul, Roja Verde

Carotenoides Azul, verde Amarilla, Naranja,

Roja

Ficocianinas Verde y amarilla Azul, Violeta

LIGHT

REACTOR

NADP+

ADP

ATP

NADPH

CALVIN

CYCLE

[CH2O] (sugar)STROMA

(Low H+ concentration)Photosystem II

LIGHT

H2O CO2

Cytochrome

complex

O2

H2OO2

1

1⁄2

2

Photosystem I

Light

THYLAKOID SPACE

(High H+ concentration)

STROMA

(Low H+ concentration)

Thylakoid

membrane

ATP

synthase

PqPc

Fd

NADP+

reductase

NADPH + H+

NADP+ + 2H+

To

Calvin

cycle

ADP

P

ATP

3

H+

2 H++2 H+

2 H+

organización de la membrana tilacoidal

ESTROMA

P680

P700

2e-

2e-

2e-

2e-

ATP

2e-

F. Oscura

2e- 2e-

NADPH2

*

*El ATP y el NADPH producidos durante la fase lumínica (fase

exergónica) se disuelven en el estroma para potencializar los

procesos que ocurren en la fase oscura (fase endergónica).

*En la fase oscura se produce glucosa a partir de dióxido de

carbono y agua.

La ruta completa de asimilación del CO2 fue

descrita por Calvin y col.

Posee tres fases:

*Fijación del CO2 (carboxilación de ribulosa

bifosfato)

*Reducción del carbono (con aporte de energia y

poder reductor)

*Regeneración de la Ribulosa bifosfato (requiere

aporte de ATP)

FASE OSCURA

Estroma cloroplasto

1. Atmosfera

(3 CO2)

FIJACIÓN DEL

CARBONO

REDUCCION

REGENERACIÓN

DEL CO2

(C3)

Ocurre en tres fases:1. Fijación del carbono2. Reducción3. Regeneración del CO2

REDUCCION

ACIDO 3

FOSFOGLICERI

CO

GLICERALDEHIDO 3

FOSFATO

RUBISCO

Resumen del Proceso fotosintético

Light reactions:

Ocuure en las membranes de los

tilacoides

Convierte energía solar en energái

química de ATP y NADPH

Rompe H2O y la convierte en O2 para la

atmósfera

Calvin cycle reactions:

ocurre en el estroma

Usa ATP y NADPH para convertir

CO2 en azucar G3P

produce ADP, fosfato inorgánico y

NADP+ en las reacciones lumínicas

O2

CO2H2O

Light

Light reaction Calvin cycle

NADP+

ADP

ATP

NADPH

+ P 1

RuBP 3-Phosphoglycerate

Aminoacid

o

Acid.graso

s

almidón

Sucrose

(export)

G3P

Fotosistema II

Cadena Transportadora

de electrones

Fotosistema I

Cloroplasto

Las reacciones iniciales para la degradación de la glucosa se denominan glucolisis, ypermiten que la glucosa se convierta en dos moléculas de piruvato, con ganancia neta dedos moléculas de ATP.

La respiración celular es una reacción exergónica, donde parte de la energía contenida enlas moléculas de alimento es utilizada por la célula para sintetizar ATP

Cuando la glucosa se degrada una proporción significativa de la energía contenida en lamolécula vuelve a empaquetarse en losenlaces fosfato de las moléculas de ATP.

La primera fase en la degradación de la glucosa es la glucólisis que se efectúa en elcitoplasma de la célula.

La segunda fase es larespiración aeróbica, que requiere oxígeno y, en las células eucarióticas, tiene lugar en lasmitocondrias. La respiración aerobica comprende elciclo de Krebs y el transporte de electrones acoplado al proceso de fosforilación oxidativa.

En las células eucariotas estas reacciones tienen lugar dentro de las mitocondrias; en las procariotas se llevan acabo en estructuras respiratorias de la membrana plasmática.

*

En condiciones anaeróbicas,

el proceso de fermentación

transforma al ácido pirúvico

producido por la glucólisis en

etanol o en ácido

láctico.

Ciclo de Krebs

Llamado también ciclo de ácido

cítrico. Es cuando el acetil-coA

entra en una serie de reacciones

y se completa la degradación de

la glucosa.

El acetil-coA se une a un

compuesto de cuatro

carbonos (ácido oxaloacético)

para formar un compuesto de

seis carbonos (ácido cítrico).

En estas reacciones, el ácido

cítrico vuelve a formarse en

ácido oxaloacético.

En algunos puntos se libera

CO2, se genera NADH (o

FADH2, transportador

semejante de hidrógeno) y se

produce ATP. Y el ciclo

empieza de nuevo.

El ciclo de ácido cítrico puede degradar otras sustancias además del acetil-

coA.

Algunas de las sustancias producidas por la degradación de lípidos y

proteínas pueden entrar en las reacciones del ciclo de ácido cítrico, y se

obtiene energía.

El CO2 que se forma en el ciclo de ácido cítrico es un producto de

desperdicio que se elimina.

La cadena de transporte de electrones

Durante cada ciclo de ácido cítrico se libera ATP pero la mayor cantidad de

energía la llevan el NADH y el FADH2, y los electrones que se asociaron

para formar el NADH y el FADH2.

Estos electrones sufren una serie de transferencias entre compuestos

portadores de electrones, que se encuentran en las crestas de las

mitocondrias.

A la serie de portadores de electrones se conoce como la cadena de

transporte de electrones.

Perdida de electrones – Oxidación

Ganancia de electrones – Reducción

Durante las reacciones químicas un átomo puede ceder o recibir electrones,

si los dona, se dice que se oxida; si los gana, se dice que se reduce.

Las sustancias pueden actuar como oxidantes o como reductores. El oxígeno

molecular, por ser muy electronegativo, es un fuerte oxidante, mientras que el

carbono (de baja electronegatividad) es un reductor fuerte.