FOTOSÍNTESIS

Arellano Huerta Patricia Fragoso Karina

López Centeno Jonathan Molina Arredondo Karla Patricia

FOTOSÍNTESIS

• Es el empleo de energía solar por células fotosintéticas para efectuar la biosíntesis de los componentes celulares

Conversión de materia inorgánica a orgánica, gracias a la energía que aporta la luz

El empleo de la energía de la luz solar por las células de las plantas para efectuar la biosíntesis de los componentes celularesProceso metabólico fundamental para los seres vivos

Los tipos de organismos capaces de realizar la fotosíntesis son

La ecuación general de la fotosíntesis6CO2 + 6H2O+ energía C6H12O6 + 6O2

Algas

Plantas

Cianobacterias

Los CLOROPLASTOS son los gránulos celulares en organismos eucariontes que se ocupan de la FOTOSÍNTESIS

Son gránulos que se auto replicanSu diámetro oscila desde 1 a 10 µm Generalmente son de forma regular o discoidal (plantas) o en forma espiral (algas)En las algas suelen haber 1 o 2 por célulaEn plantas superiores se pueden encontrar hasta 40 por célula

1) Membrana externa: contiene porinas proporcionan gran permeabilidad

2) Espacio intermembranal: se localiza entre las 2 membranas. Estructura parecida al citosol

3) Membrana interna: es menos permeable que la externa.4) Estroma: está situado entre la membrana interna y la membrana

tilacoidal. En este se encuentran los ribosomas, enzimas, moléculas de DNA, ARN, gránulos de almidón y gotas de lípidos. Lugar donde se origina la fase oscura.

5) Lumen tilacoidal: espacio interno de los tilacoides6) Membrana tilacoidal: delimitan los tilacoides y ahí se encuentran

los pigmentos fotosintéticos y se origina la fase luminosa

7) Grana: agrupamiento en forma de pilas de los tilacoides

8) Tilacoide9) Almidón 10) Ribosomas11) Plastoma: Moléculas de DNA 12)Gotas de lípidos

CLOROFILA Y PIGMENTOS ACCESORIOS

• Un pigmento es cualquier sustancia que absorbe luz

• El color de un pigmento es el resultado de la longitud de onda reflejada (no absorbida). La clorofila, el pigmento verde de todas las células fotosintéticas, absorbe todas las longitudes de onda de la luz visible excepto el verde, el cual es reflejado y percibido por nuestros ojos.

En las plantas y otros organismos fotosintéticos existen diferentes tipos de clorofilas. • La clorofila a se encuentra en todos los

organismos fotosintéticos (plantas, ciertos protistas, y cianobacterias). Los pigmentos accesorios absorben energía que la clorofila es incapaz de absorber.

• Los pigmentos accesorios incluyen clorofila b (en algas y protistas las clorofilas c,d y e), xantofila (amarilla) y caroteno, anaranjado ( como el beta caroteno, un precursor de la vitamina A ).

La clorofila a absorbe las longitudes de ondas violeta, azul, anaranjado- rojizo, rojo y pocas radiaciones de las longitudes de onda intermedias ( verde-amarillo-anaranjado ).

• Los Pigmentos accesorios o auxiliares a la clorofila son los carotenoides y las xantofilas. Estos Pigmentos no poseen actividad fotosintética puesto que no poseen la capacidad de captar los fotones de luz solar y transformarlos en energía química durante la fase luminosa de la fotosíntesis, esta función la realiza solo la clorofila.

• Los carotenoides absorben la longitud de onda azul y un poco en el verde, estos pigmentos tienden a ser rojos, amarillos o anaranjados Desde el punto de vista químico, pertenecen a la familia de los terpenos, es decir están formados por unidades de isopreno (ocho unidades, es decir, cuarenta átomos de carbono).

• Se dividen en Carotenos que son hidrocarburos insaturados y en Xantofilas que son derivados oxigenados de los anteriores.

• Xantofilas son compuestos químicos carotenoides con uno o más átomos de oxígeno en su estructura.

• Se encuentran en forma natural en muchas plantas. • Son pigmentos, más resistentes a la oxidación que las

clorofilas, proporcionan sus tonos amarillentos y parduzcos a las hojas secas

• Las ficobilinas son compuestos lineales cromóforos que se encuentran como grupos prostéticos en las ficobiliproteínas; proteínas hidrosolubles captadoras de energía lumínica en cianobacterias y en los cloroplastos de ciertas algas

Fases de la fotosíntesis • La fase lumínica que depende de la luz y se realiza en

los tilacoides de los cloroplastos. Los electrones liberados tras la incidencia de la luz en los fotosistemas se usa para formar NADPH. En la cadena transportadora de electrones la energía de esos electrones se usa para sintetizar ATP.

• La fase oscura, independiente de la luz. Se realiza en el estroma y en ella se usa la energía de la fase luminosa para fijar dióxido de carbono y obtener moléculas orgánicas.

Fase luminosa de la fotosíntesis

• Etapas:• 1. Fotoexitacion de la clorofila • 2. Fotoreduccion • 3. fotolisis del agua o reacción de Hill • 4. Fotofosforilacion

Fotoexcitación y Fotoreducción

• Se inicia con la llegada de fotones al fotosistema II

• Excita a su pigmento diana P680 

• Pierde 2e• Tras esta excitación

existe un paso continuo entre moléculas capaces de ganar y perder esos electrones

• Interviene el NADP y se reduce al adquirir electrones convertirse en NADPH

• El NADP es un transportador electrónico fotosintético

• El P+ para a P0 se reduce

Fotolisis del agua

• Para reponer los electrones que perdió el pigmento P680 se produce la hidrólisis de agua (fotolisis del agua), desprendiendo oxígeno.

• Los 2e perdidos del fotosistema 2 son sustituidos por los del agua

• H2O + A AH2 + ½ O2 reacción de Hill

Fotofosfolirisacion

• Los electrones son introducidos en el interior del tilacoide por el citocromo b-f y crean una diferencia de potencial electroquímico a ambos lados de la membrana. Esto hace salir protones a través de las ATP sintetasas con la consiguiente síntesis de ATP que se acumula en el estroma (fosforilación del ADP).

• En la fase luminosa cíclica sólo interviene el PSI, creándose un flujo o ciclo de electrones que, en cada vuelta, da lugar a síntesis de ATP. No hay fotolisis del agua y tampoco se genera NADPH, ni se desprende oxígeno. Su finalidad es generar más ATP imprescindible para realizar la fase oscura posterior.

FASE OBSCURA.

• Reducir el C02 por medio del ATP y el NADPH generados en las reacciones luminosas para formar glúcidos y otros productos.

• Los principales productos de la fotosíntesis son el almidon, la celulosa y otros polisacaridos. (restos de azucar de seis carbonos ,hexosa)

La ribulosadifosfato-carboxilasa en una enzima capaz de incorporar CO2 en el grupo carboxilo del 3-fosfoglicerato. cataliza la carboxilación y la escision de la ribulosa-1,5-difosfato:

Ribulosa- 1,5-difosfato +CO2 2 3-fosfoglicerato

Se forma dos moléculas de 3- fosfoglicerato, una de las cuales es la portadora del átomo de carbono introducido como CO2

El producto itermedio de la reacción es el 2-carboxi-3-oxorribitol-1,5-difosfato.

El 3-fosfoglicerato formado por la ribulosadifosfato-carboxilasa puede convertirse en glucosa-6-fosfato siguiendo la ruta ya descrita.

Esta secuencia de reacciones muestra cómo uno de los carbonos de la glucosa procede del CO2, pero no explica el hecho de que los seis átomos de carbono de la hexosa se incorporen todos finalmente a partir del CO2 durante la fotosíntesis.

CICLO DE CALVIN.

6CO2 + 6 ribulosa-1,5-difosfato ribulosadifosfato-carboxilasa 12 3-fosfoglicerato

12 3-fosfoglicerato + 12 ATP fosfoglicerato-quinasa 12 3-fosfogliceroil-fosfato +12 ATP

12 3-fosfogliceroil-fosfato + 12 NADPH + 12 H+ gliceraldehido-fosfato-deshidrogenasa (NADP) 12 gliceraldehido -3-fosfato + 12 NADP+ + 12 P i

5 gliceraldehído-3-fosfato triosafosfato-isomerasa 5 dihidroxiacetona-fosfato

3 gliceraldehido-3-fosfato + 3 hidroxiacetona-fosfato fructosadifosfato-aldoasa

3 fructosa-1,6-difosfato

3 fructosa-1,6-difosfato hexosadifosfatasa 3 fructos-6-fosfato + 3 Pi

Fructosa-6-fosfato glucosafosfato-isomerasa glucosa-6-fosfato

Glucosa-6fosfato glucosa-6-fosfatasa glucosa + Pi

Glucosa-6-fosfato + 2 gliceraldehido-3-fosfato transcetolasa 2 xilulasa-5-fosfato + 2 eritrosa-4-fosfato

2 eritrosa-4-fosfato + 2 dihidroxiacetona-fosfato fructosadifosfato-aldolasa

2 sedoheptulosa-7-fosfato + 2Pi

2 Sedoheptulosa-1,7-difosfato hexosadifosfatasa 2 sedoheptulosa-7-fosfato + 2Pi

2 sedoheptulosa-7-fosfato + 2 gliceraldehido-3- fosfato transcetolasa 2ribosa-5-fosfato + 2 xilulosa-5-fosfato

2 ribosa-5-fosfato ribosafosfato-isomerasa 2 ribulosa-5-fosfato

RuBP= Ribulosa bifosfato

PGA= Fosfoglicerato

PGAL= Fosfogliceraldehído

RuMP= Ribulosa monofosfato

ETAPAS:

1.Fijación del carbono

2.Reducción del PGA

3. Síntesis de biomoléculas

4. Regeneración de la RuBP

6

6

6

12

12

2 PGAL10 PGAL

12 ADP +Pi12 NADP+

12 ATP12NADPH

6 ATP

6 ADP

Bibliografia

• Bioquímica de Lehninger• http://

recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/Fisiologia_celular/contenidos10.htm

• http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/Fisiologia_celular/contenidos9.htm