Capítulo 9: FOTOSÍNTESIS

Dra. Omayra Hernández Vale

BIOL 3011-Biología General I

Fotosíntesis

Captación y almacenamiento de

energía solar en moléculas orgánicas

Organismos fotosintéticos

Requiere H2O y CO2

Permite la vida que conocemos

Provee el combustible (energía)

Oxígeno para consumirlo

Hojas, Cloroplastos y Estroma

• Ocurre en los

cloroplastos (hojas)

– Forma aplanada de

la hoja,

– Capas de células

transparentes

– Cutícula: evita

evaporación del H2O

Fotosíntesis

A partir del H2O y CO2 convierte energía solar

en energía química almacenada en enlaces

de glucosa y libera O2

reacciones catalizadas por enzimas

Fotosíntesis: Reacciones luminosas vs Ciclo de Calvin

Fotodependientes Fotoindependientes

Foto síntesis

Fotodependientes

• En tilacoides

• Requiere agua

• Libera O2 del rompimiento

del agua

• Produce energía química

Fotoindependientes

• En estroma

• Requiere CO2

• Requiere energía (ATP) (obtenidas del producto de las rx fotodependientes)

Fotodependientes Fotoindependientes

Impulsa síntesis de glucosa

Fotosíntesis: Reacciones luminosas vs Ciclo de Calvin

Rx luminosas

• Requieren o envuelven la función de pigmentos Absorben o reflejan la

parte de luz visible del espectro electromagnético desde rayos gamma – ondas

de radio

Menor largo de onda: mayor energía

Luz visible pigmentos impulsa fotosíntesis

Clorofila A*, otros pigmentos Espectro Electromagnético

Rx luminosas

Dos fotosistemas en membrana tilacoidal Fotosistema II (P680)

Fotosistema I (P700)

Los fotosistemas se componen de: – pigmentos

– centro de reacción • 2 moléculas de clorofila a

– Un aceptador primario de e-

Una CTE (cadena de transporte de e-)

Rx luminosas

Compuestos necesarios

Luz solar y agua

Compuestos producidos

O2, y

Quimiósmosis

Pasos Reacciones Fotodependientes

1. Fotones de luz irradian fotosistema II (P680)-absorbidos por pigmentos

2. Salto de energía de pigmento en pigmento clorofila a en centro de reacción

3. Molécula de clorofila a libera un par de e- - atrapado por aceptador primario de e-.

4. Enzimas de la molécula de clorofila a oxidan molécula de H2O y reemplaza los 2 e- de la clorofila.

Se rompe H2O en 2H+ y O

2 moléculas de H2O se tienen que oxidar para liberar O2

5. Aceptador primario envía los e- a una cadena de transporte de e-(CTE), en esta viajan de una molécula aceptadora a otra y a otra…

6. Según saltan liberan energía que permite el movimiento de H+ del estroma al espacio tilacoidal –formando un gradiente de [ ] de H+.

7. Ocurre quimiósmosis- este gradiente permite movimiento de H+ a través de la ATP sintetasa desde el espacio ticoidal (> [ ]) al estroma (< [ ]) y esto libera energía permitiendo la fosforilación de ADP y consigo la formación de ATP

Ahora con muchos H+ en el estroma …

8. Fotones de luz irradian fotosistema I (P700)-absorbidos por pigmentos

9. Salto de energía de pigmento en pigmento clorofila a en centro de reacción

10. Molécula de clorofila a libera un par de e- -atrapados por aceptador primario de e-

11. Par de e-, ya sin energía, que vienen de la CTE II reemplazan los perdidos por esta clorofila a

12. El aceptador primario envía los e- recibidos a CTE I , en esta viajan de molécula en molécula hasta llegar a la ferredoxina, proteína que pasa el par de e- al aceptador final NADP+. Al esta (NADP+) recibir este par de e- y un H+ (que se encuentra en el estroma por el

bombeo de H+ a favor del gradiente por parte de la ATP sintetasa) se reduce. NADP+ + 2e- + H+ NADPH

Rx fotoindependientes (Ciclo de Calvin)

• Ahora con el ATP y el NADPH en el estroma…

• Captación de CO2 …

enzimas en el estroma

Rx reversibles (10/13 participan en glucólisis) Rompen en RC y sintetizan en FS

Es un ciclo- comienza y termina … Azúcar de 5C – Ribulosa bifosfatada (RuBP)

Tres etapas: Fijación de Carbono

Reducción de Carbono ( síntesis de GP3)

Regeneración de RuBP

impulsar formación

de carbohidratos

Rx fotoindependientes (Ciclo de Calvin)

Captación del CO2

• Captación a través de estomas de las hojas cloroplastos (estroma)

• Fijación – combinación al esqueleto de C

de alguna molécula orgánica

Formación de 1molécula de glucosa

se necesita fijar 6 moléculas de CO2

Rx fotoindependientes (Ciclo de Calvin)

Regeneración de RuBP

• Resto (5/6) de los G3P

• Más rx endergónicas

Fijación de Carbono

• 6 CO2 + 6 RuBP • Rubisco 6moléculas intermedia

de 6C

• 12 PGA

Reducción de Carbono

Producto final:

2 G3P

síntesis de Glucosa y

otros carbohidratos

Rx endergónicas

Resumen