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fotosintesis

modelo de clases
by

Jose Alberto

on 14 November 2012

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Transcript of fotosintesis

La vida en la tierra depende fundamentalmente de la energía solar (Figura 1.a) Segunda Fase:

Fase oscura INTRODUCCION Ing. José Alberto Imán Chávez UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE AGRONOMÍA Introducción El FS I funciona como fuerte reductor, capaz de producir NADPH.

Por otra parte, cuando la energía luminosa (1 fotón) incide sobre el fotosistema II y se transfiere en último término hasta la molécula P680 de clorofila a, provoca que un e- de la molécula P680 sea impulsado a un nivel energético superior, quedando P680 en un estado inestable.

A continuación el e- desciende por una cadena transportadora de nivel energético menor: plastoquinona (PQ), cit bf, y plastocianina (Pc).

De este último compuesto, el e- ocupa el “hueco” electrónico del P700, que de esta manera recupera su estado normal, queda listo para absorber energía y reiniciar el proceso.

En el caso del P680, el “hueco” electrónico será ocupado por un e- procedente de oxidación del agua.   El CO2, atmosférico se traslada por difusión (inverso al vapor de agua de transp.), a través del estoma, hasta las paredes del mesófilo, y desde allí hasta los cloroplastos. 

La diferencia de concentraciones se establece entre la atmósfera, (CO2 aproximadamente un 0.03%), y el cloroplasto, donde el CO2 va siendo transformado en otros compuestos.

De las diversas resistencias a la difusión, la más relevante es la estomática: si los estomas se cierran (debido a un déficit hídrico, por ejm), el CO2 no llega al cloroplasto y la fotosíntesis se detiene. GRACIAS Dispuestas dentro de la membrana tilacoide se encuentran las moléculas y complejos moleculares que participan de las reacciones directamente dependientes de la luz en la fotosíntesis Durante las reacciones de la fase lumínica los dos fotosistemas actúan coordinadamente.

La energía absorbida (1 fotón) por el FS I es transferida por el complejo antena hasta su centro de reacción lo que provoca la pérdida de un electrón del P700, que queda entonces en un estado inestable, con un “hueco” electrónico que será “rellenado” por un electrón procedente del FS II.

El electrón perdido por el P700 pasa a una cadena de transportadores presente en la membrana tilacoidal que se van reduciendo (al aceptar el electrón) y oxidando (al transferirlo), con un nivel energético menor en cada paso.


Luego varios compuestos intermedios; ferrosulfoproteínas sin grupo hemo: FX, FB, FA), el electrón pasa a la ferredoxina, y por último a la ferredoxin NADP+ oxidorreductasa que reduce al NADP+ (forma oxidada del NADPH), según la siguiente reacción:  


NADP+ + 2 e¯ + H+ NADPH   Como se observa, para que se produzca esta reacción hace falta un protón, que procede del espacio intratilacoidal, y dos electrones, cedidos por el P700, razón por la cual el flujo electrónico del FS I deberá tener lugar dos veces para reducir cada molécula de NADP+, es decir, deberán ser absorbidos 2 fotones por el FS I para que se liberen 2 electrones.   El ciclo de Calvin
Ruta de las cadenas hidrocarbonadas.
La reducción del carbono tiene lugar en el estroma, en una serie cíclica de reacciones que toma el nombre de su descubridor, Melvin Calvin.
El compuesto inicial (y final) del ciclo de Calvin, es un glúcido de cinco carbonos combinado con dos grupos fosfatos, la ribulosa difosfato (RuDP).
En este ciclo podemos distinguir tres etapas: una de fosforilación, una de reducción y una de regeneración. FOTOSISTEMAS
En la fotosíntesis, hay dos grupos de pigmentos o fotosistemas, localizados en los tilacoides.

Se diferencian en proporciones de clorofila a y b, en sus centros de reacción, y en los transportadores de electrones que los acompañan.

En el fotosistema I, la molécula reactiva de clorofila a se denomina P700, ligeramente mayor que el normal de la clorofila a. P700 no es una clorofila diferente, sino que está formado por dos moléculas de clorofila a que están unidas.

Este FS I, se localiza, casi exclusivamente, en las lamelas estromales y en la periferia de los grana.
El Fotosistema II, también contiene una molécula de clorofila a reactiva, denominada P680, se localiza, preferentemente, en las lamelas granales (grana).

Es decir, los dos tipos de fotosistemas se encuentran espacialmente separados en las membranas tilacoidales. Balance energético de la fotosíntesis:

La fase luminosa, produce ATP y NADPH.

Si se sintetiza una molécula de glucosa (C6H12O6), se necesitan 6CO2 y 12H2O.

El agua libera 6O2 a la atmósfera y aporta 12 H, de la glucosa y 12 hidrógenos necesarios para pasar los 6O2 sobrantes del CO2 a Agua.

Intervienen 24 Hidrógenos. Aparecen así, 24 protones y 24 e- y, como cada e- precisa dos fotones (uno en el PSI y otro en el PSII), se necesitan 48 fotones.

El ciclo de Calvin, necesita por cada CO2 incorporado, 2 NADPH y 3 ATP. Para una molécula de glucosa (6 C), se necesitan 12 NADPH y 18 ATP. Balance del ciclo, hasta hexosas fosfatos nos da la relación.

6CO2 + 18ATP + 12NADPH  hexosa–P + 18ADP + 17Pi + 12 NADP+

Por cada molécula de CO2 asimilado se consume 3 ATP y 2 NADPH.
∆6º = 4hv. Energía total consumida es de 680kcal/mol Fase oscura

Es 2ª etapa de fotosíntesis (independientes de la luz), el ATP y el NADPH como energía química, formados en la 1ª etapa, se usan para reducir el CO2 a un glúcido sencillo.

Esta incorporación de CO2, en forma de materia orgánica, se llama fijación del carbono y se produce en el estroma del cloroplasto. Los electrones de clorofila "a" son lanzados a niveles energéticos superiores, y las moléculas de clorofila a se oxidan, la energía que llevan estos electrones se usa para formar ATP y reducir una molécula de NADP+" Por lo tanto, cuando hay luz, se produce un flujo continuo de electrones:





Para que dos electrones del agua sean captados por el NADP+ hacen falta 4 fotones (2 que son absorbidos por el FS II y otros 2 que lo son por el FS I). El P680 se comporta como un fuerte oxidante que, en su estado inestable es capaz de inducir la oxidación del agua (fotólisis), en la que se desprende oxígeno (O2) como puede verse a continuación:  

2H2O O2 + 4H+ + 4e¯
Durante el transporte de electrones entre el FS II y el FS I, concretamente cuando pasan desde la PQ a los cit bf, se libera energía que sirve para bombear protones desde el estroma hacia el espacio intratilacoidal (lumen). Las reacciones de la 2ª fase de la fotosíntesis requieren la presencia de las moléculas NADPH y ATP.

El ciclo se desarrolla en el estroma del cloroplasto.
El CO2 es fijado en la molécula ribulosa 1,5 difosfato (RuBP 5c).
Seis moléculas de CO2, entran en el Ciclo de Calvin y, producen una molécula de glucosa. Ciclo de Calvin Localización de PSI y PSII en membranas tilacoidales. 
El complejo de captura de luz LCit.II y la ATP sintasa se localizan tanto en las regiones apiladas (lamelas de grana) como en las no apiladas (lamelas de estroma) de la membrana del tilacoide y tienen acceso directo al ADP y NADP+ del estroma.
El PSII se encuentra casi exclusivamente en las regiones apiladas y el PSI en las no aplicadas expuestas hacia el estroma. La fotosíntesis, proceso más importante de la vida. Que depende toda existencia de nuestro planeta.

Los organismos heterótrofos, dependen de estas conversiones energéticas, y materia orgánica para su subsistencia.

Todo este proceso se lleva a cabo en los tilacoides de los cloroplastos y pigmentos fotosintéticos - Clorofila

Fase luminosas, requiere energía directa de la luz, agua, que genera O2, ATP y NADPH.

Fase oscura, requiere dos sustancias, el NADPH y ATP para reducir el CO2, y producir moléculas orgánicas esenciales. (Carbohidratos, Lípido, Proteínas, etc.) RESUMEN El 1er producto estable, es ácido 3-fosfoglicérico (PGA), 3C. Globalmente 6 moléculas de RuBP, se combinan con 6 CO2 + 6 agua y dan 12 de 3-fosfoglicérico. ½ O2 + NADPH + H+ + ATP H2O + NADP+ + Pi + ADP+ cloroplastos + luz 2H2O O2 + 4H+ + 4e¯ Las etapas de la fotosíntesis:

Primera fase:

Fase luminosa Visión de conjunto 4 Polimerización de la glucosa formando almidón Visión de conjunto 3) Reducción del dióxido de carbono y síntesis de glucosa. 2 Descomposición del agua en protones y electrones (2H) y oxígeno (O). 1 Transformación de la energía luminosa en energía química contenida en el ATP La fotosíntesis, gr. (foto) "luz" y (síntesis) "composición", es la base de la vida.
La vida depende, de la energía solar, que es atrapada mediante el proceso fotosintético, responsable de la producción de materia orgánica, alimentos, combustible.

Los organismos, en la evolución aprendieron a usar la energía solar, y transformarla en energía química. autótrofos: plantas.

Proceso anabólico, utilizado por los organismos con clorofila, capturan energía en forma de luz y la transforman en energía química, para fabricar sus compuestos orgánicos
Todos los tilacoides de un cloroplasto son paralelos entre sí.
Así, a medida que los cloroplastos se orientan hacia la luz, los millones de moléculas de pigmentos pueden orientarse simultáneamente y optimizar la recepción, como pequeñas antenas electromagnéticas. Tilacoide En 1ª etapa, fase fotoquímica o reacción de Hill, la luz impacta en moléculas clorofila “a”, empaquetadas en una ordenación espacial, (membranas tilacoidales)

En una serie de reacciones la energía se convierte en ATP y NADPH.
El agua se descompone en el proceso liberando oxígeno como producto secundario de la reacción.
El ATP y el NADPH se utilizan para fabricar los enlaces C-C en la etapa oscura. 2H2O ===> O2 + 4H+ + 4e¯ H2O + NADP+ + Pi + ADP+ cloroplastos + luz
===> ½ O2 + NADPH + H+ + ATP Es la 2ª etapa de la fotosíntesis (independientes de la luz), el ATP y el NADPH como energía química, formados en la 1ª etapa, se usan para reducir el CO2 a un glúcido sencillo; (azúcar).

Esta incorporación de CO2, en forma de materia orgánica, se llama fijación del carbono y se produce en el estroma del cloroplasto. El 1er producto estable, es ácido 3-fosfoglicérico (PGA), 3C.
Globalmente 6 moléculas de RuBP, se combinan con 6 CO2 + 6 agua y dan 12 moléculas de 3-fosfoglicérico. LA FOTOSÍNTESIS, es el proceso más importante. Que depende toda existencia de VIDA en nuestro planeta.
Los organismos heterótrofos, dependen de estas conversiones energéticas, y materia orgánica para su subsistencia.
Todo este proceso se lleva a cabo en los tilacoides de los cloroplastos y pigmentos fotosintéticos - Clorofila
Fase luminosas, requiere energía directa de la luz, agua, que genera O2, ATP y NADPH.
Fase oscura, requiere dos sustancias, el NADPH y ATP para reducir el CO2, y producir moléculas orgánicas esenciales. (Carbohidratos, Lípido, Proteínas, etc.) RESUMEN CONCLUSIONES
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