FOTOSINTESIS: FASE OSCURA

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Ing. Yuri Calle

CIP 54390yuricalle@hotmail.com

UNIVERSIDAD SAN PEDRO

cloroplasto

FASE ILUMINICA

FASE IIINDEPENDIENTE DE LUZ

FASES DE LA FOTOSINTESIS

LA FASE INDEMPENDIENTE DE LA LUZ

Conocida como la fase de Calvin – Benson. Es independiente de la luz, no requiere luz solarEs una etapa complementaria de la etapa luminosa

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HISTORIA :

• Melvin Calvin y Andrew Benson describieron las reacciones de la fase oscura, conocida también como Ciclo de Calvin y Benson, (Premio Nobel de Química en 1961.

Metanol caliente para matar rapidamente las algase inicio de la extracción de los prouctos solubles de la fotosíntesis

14CO2 inyectado como H2

14CO3

Fase no lumínica• Fase independiente de luz o Fase oscura (ciclo de

Calvin):Se efectúa en el estroma de los cloroplastos, donde se usa el ATP y el NADPH para convertir el CO2 en glucosa

• Incorporación del CO2 se conoce como fijación del Carbono

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Fase fotoquímicaFase Bioquímica

FOTOSINTESIS

H2O CO2

O2 C6H12O6

FASE FOTOQUIMICA

FASE BIOQIMICA

Luz adsorbidapor pigmentos

CLOROFILA

Como se realizala “Fotolisis”del agua ?

CLOROPLASTO

ATP yNADPH+H+

ADPNADPADP

Ciclo de Calvin

Energía

Utilización de la Energía y su ciclo

+

+

Ciclo de Calvin - Benson

1. Fijación de una molécula de carbono: Un azúcar de 5 carbonos, la ribulosa difosfato (RuDP) se une al CO2, formando una mol. de 6 carbonos, que se rompe en 2 mol. de 3 carbonos (3-Fosfoglicérico o PGA). Esta reacción está catalizada por la enzima RuDP carboxilasa oxigenasa (RuBisCO)

2. Síntesis del Fosfogliceraldehído (PGAL): El ATP devuelve la energía y el NADPH2 cede los hidrógenos al 3-Fosfoglicérico, formando el PGAL.

3. Por cada seis vueltas del ciclo se forma una glucosa fosforilada4. Formación de compuestos orgánicos: El PGAL puede dar origen a

la Glucosa, Fructosa, Almidón, también puede formar grasas y aminoácidos para formar proteínas.

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

MECANISMOS DE ASIMILACION DEL CO2 EN C3 y C4

• PLANTAS C3: Presentan el 3-PGA como primer compuesto formado con el CO2 fijado (triosa fosfato: 3C) (ver Ciclo de Calvin).

• PLANTAS C4: acido málico como primer compuesto formado con el CO2 fijado (4 carbonos: 4C). Dos carboxilaciones y dos enzimas: PEP carboxilasa y Rubisco

Fosforilación

Enzima Catalizadora

RuBisCO

Reducción

Oxidación

PGAL

PGA

I Fase Fijación del C

II Fase Reducción

12 ATP

12 ADP + 12 Pi

RuBP

Fosforilación

FOSFORILADA (unida a un Pi o grupo fosfato)

Se pierde otro Pi

III Fase de Regeneración

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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

PGAL es base para formar otras biomoléculas

METABOLISMO

C4

FACTORES QUE AFECTAN LA FOTOSINTESIS

EXTERNOS

5. Disponibilidad de agua

4.- Concentración de O2

3.- Concentración de CO2

2.- Temperatura

1.- Intensidad de luz

Unidades de medida de la Radiación Fotosintéticamente Activa

FACTORES…. Intensidad de luz

Radiación Fotosintéticamente Activa (RFA)

Es la cantidad de radiacion solar del rango de longitudes de onda que son capaces de producir actividad fotosintetica en las plantas y otros organismos fotosintéticos.

Este rango es el comprendido entre los 400 y los 700 namómetros (nm) y se corresponde con el espectro visible.

• microEinsteins/m2/s• micromoles de fotones/m2/s.

Las plantas C4(adaptadas a climas secos y cálidos) manifiestan un mayor rendimiento que las plantas C3, y nunca alcanzan la saturación lumínica.

Efecto de la intensidad lumínica sobre las plantas C3 y C4

C3: 15-25

TEMPERATURA OPTIMA

C4: 30-47

Temperatura

Concentración de CO2FACTORES….

Concentración de CO2FACTORES….

Concentración de CO2 y O2

CONCENTRACION DE OXIGENOFACTORES…..

Disponibilidad de aguaa) Retarda expansión celularb) Cierre de estomasc) Resistencia interna a la difusión de CO2d) Actividad enzimática, integridad del protoplasma.

FACTORES….

FACTORES INTERNOS

1. Mecanismo de asimilación del CO2

2. Área foliar

3. Edad de la planta y de la hoja

4. Estado nutricional5. Transporte de hidratos de carbono

Mecanismo de asimilación del CO2

Tasa máxima de fotosíntesis neta(mg de CO2 / dm2 hoja/ hora)

C-3: 15 – 35C-4: 40 – 80CAM: 1 - 18

FACTORES INTERNOS

FACTORES INTERNOS

EDAD DE LA HOJA

Estado nutricional• La fotosíntesis produce 90 – 95% de la masa seca

• -N disminuye la tasa de asimilación de CO2 al disminuir la

concentración de clorofila

• Mg control de la actividad de enzimas carboxilasas

• Mg, K, Mn, Cu, Fe, S son cofactores en el proceso de

fotosíntesis

FACTORES INTERNOS

Transporte de hidratos de carbono• Eliminación de órganos de consumo disminuyen la tasa e

fotosíntesis en hojas cercanas, Mamones o parasitas

• Retirar mazorcas de maíz produce:

– disminuye 25% la fotosíntesis, a los 7 días

– disminuye 75% la fotosíntesis, a los 11 días.

FACTORES INTERNOS

FOTOSÍNTESIS

Ok……………

GRACIAS………………

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