Fotosíntesis 2013

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FOTOSINTESIS Norma Cruz Tapia Noviembre 2013
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Diapositiva 1

FOTOSINTESISNorma Cruz TapiaNoviembre 2013Organismos Auttrofos: capaces de producir su propio alimento, ej. Cianobacterias, algas y las Plantas

Organismos Hetertrofos: Se alimentan de los auttrofos, de otros hetertrofos y de desechos orgnicos. Ej. La mayora de bacterias, protistas, los hongos y los animales

CICLO DE LA MATERIA Y FLUJO DE LA ENERGA EN LA BISFERALa VIDA en la Tierra depende actualmente de 2 procesos: Uno, de creacin de materia orgnica, la FOTOSNTESIS. Y otro que utiliza esa misma materia orgnica, quemndola, para obtener energa, la RESPIRACIN.No obstante, algunos ecosistemas se basan en la QUIMIOSNTESIS, y tambin algunos seres vivos obtienen energa en ausencia de O2 mediante FERMENTACIN.Luz del SolCO2H2O + sales mineralesSavia brutaSavia elaboradaGlucosa C6H12O6O2cloroplastos

Produccin de materia orgnica (generalmente azcares) a partir de la luz del Sol, dixido de carbono, agua y sales minerales, desprendindose oxgeno. Solo pueden realizarla los Vegetales, y ciertas Algas y Bacterias.RESPIRACINCombustin de materia orgnica para obtener energa (en forma de ATP). Para quemar la materia orgnica se utiliza oxgeno, desprendindose CO2 y obtenindose H2O. La realizan todos los seres vivos (vegetales y animales) para poder llevar a cabo sus funciones vitales.

mitocondriasO2CO2Glucosa C6H12O6Materia orgnicaEnerga (ATP)H2ONo solo los animales consiguen energa alimentndose de otros seres vivos, algunas plantas tambin capturan animales para obtener ciertos nutrientes escasos en su hbitat, como esta insectvora (Pingicola vallisneripholia)

Qu es la luz?La luz es una radiacin que se propaga en todas direcciones y siempre en lnea recta en forma de ondas electromagnticas.

La lnea amarilla muestra el tiempo que tarda la luz en recorrer el espacio entre la Tierra y la Luna, alrededor de 1,29 segundos.

Naturaleza de la luzLa longitud de onda, es decir, la distancia entre la cresta de una onda y la cresta de la siguiente, va desde dcimas de nanmetro (1 nm = 10-9 m) en los rayos gamma, hasta kilmetros (1 km = 103 m) en las ondas de radio de baja frecuencia

Diferentes longitudes de ondaA menor longitud de onda es mayor su energa

Proceso de fotosntesisPlantas son fotoauttrofos o fottrofos: mediante la fotosntesis elaboran azcares usando la luz como fuente de energa y el dixido de carbono como fuente de carbono

El carbono fijado por la fotosntesis es espectacular, la produccin anual de materia orgnica seca: 1,55 x 1011 toneladas, con aprox. 60% formada en la tierra, el resto en ocanos y aguas continentales.

Cloroplastos

SECCIN TRANSVERSALCELULA DEL MESOFILOHojaCloroplastoMesfiloCLOROPLASTOEspacio intermembranosoMembranaexternaMembranainternaEspaciotilacoideoTilacoideEstromaGranos EstromaGranos

Cloroplasto. (1) Membrana externa, (2) Espacio intermembrana, (3) Membrana interna, 4) Estroma, (5) Tilacoide, (6) Membrana tilacoidal, (7) Grana, (8) Tilacoide, (9) Granulo de almidn, (10) Ribosomas, (11) DNA plastdial, (12) Gotita de lpido.Eucariotas fotosintticos (plantas y algas), la clorofila a es el principal pigmento fotosinttico:

Absorbe luz violeta, azul, anaranjado - rojizo, rojo. Pigmentos accesorios Incluyen clorofila b, c, d y e Los carotenoides que pueden ser de dos tipos: los carotenos (amarillos) y las xantofilas (naranjas). Ej. Tomate, chile y zanahorias.Las Ficobilinas: Ficocianina y Ficoeritrina, pigmentos presentes en algas y cianobacteriasEstos absorben energa que clorofila no puede absorberPigmentos Fotosintticos Espectro de absorcin de la clorofila y pigmentos accesorios

LuzCloroplastoLuz reflejadaLuz absorbidaLuztransmitidaLa Clorofila absorbe todas las longitudes de onda de luz visible excepto el verde, el cual es reflejado, de ah la coloracin verde de las hojas y otras estructurasClorofila

Estructura de la clorofilaLa molcula de clorofila est formada por una cabeza tetrapirrlica con un tomo de magnesio en su centro, y una cola de fitol (alcohol de cadena larga).

Clases de clorofila, dependiendo de su estructura qumica:

Clorofila a: Presente en casi todas las plantas en sus fotosistemas.

Clorofila b: Presente en plantas, algas multicelulares y cianobacterias.

- Clorofila c y d: Presente en fotosintetizadores protistasFotosistemasEn el cloroplasto, los complejos protena-clorofila se encuentran empaquetados en la bicapa lipdica de los tilacoides. Los pigmentos captan la luz como una antena (complejo antena) y pasan la energa de una molcula de pigmento a otra, hasta que alcanza una forma especial de clorofila a que constituye el centro de reaccin del fotosistema, que la utiliza para iniciar las reacciones redox.

.. Hay dos Fotosistemas:Fotosistema I (FSI): asociado a clorofila a, absorbe luz a longitudes de onda de 700 nm (P700)Se localiza, casi exclusivamente, en las lamelas estromales y en la periferia de los grana. Se transfieren dos e- a la molcula de NADP+ reducindola para formar NADPH (en el lado de membrana tilacoidal que mira hacia el estroma)El FSI se considera entonces como un fuerte reductorFotosistemasFotosistema II (FSII): asociado a clorofila a, con un centro de reaccin absorbe luz a una longitud de onda de 680 nm (P680) Se produce fotlisis del agua (oxidacin) y liberacin de oxgeno2 H2O O2 + 4 H+ + 4 e Ambos fotosistemas operan en serie, transportando electrones, a travs de una cadena transportadora de electronesSe considera el FSII como un fuerte oxidante

FASE CLARARequiere energa de luz del sol Ocurre en los tilacoides, a travs de los fotosistemas Genera energa (e-) que es transportada por molculas especiales (ATP y NADPH2) para utilizarse en segunda faseUn fotn es capturado por el pigmento fotosinttico de un centro de reaccin, provocando la excitacin de un e- el cual es elevado a un nivel de energa superior (estado excitado) y por reacciones redox la energa del e- se almacena en el ATP y NADPH y a la vez ocurre fotlisis del agua.Fases de la Fotosntesis: Fase LuminosaIndependiente de la luz solarOcurre en el estromaProductos de la fase luminosa (ATP y NADPH) son utilizados para formar enlaces covalentes C C (en los carbohidratos)

FASE OSCURA O NO DEPENDIENTE DE LA LUZCiclo de Calvin - BensonSe reduce el CO2 utilizando ATP y NADPH provenientes de Primera Fase, para formar compuestos ms complejos.

Se forman los enlaces C C de los carbohidratos (ciclo de Calvin) a partir del CO2 proviene de la atmsfera o del agua (en plantas acuticos/marinos).

Incorporacin del CO2 se conoce como fijacin del Carbono.Ciclo de Calvin - BensonFijacin de una molcula de carbono: Un azcar 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-Fosfoglicrico o PGA). Esta reaccin est catalizada por la enzima RuDP carboxilasa oxigenasa (RuBisCO).

Sntesis del Fosfogliceraldehdo (PGAL): El ATP devuelve la energa y el NADPH2 cede los hidrgenos al 3-Fosfoglicrico, formando el PGAL.

Por cada seis vueltas del ciclo se forma una glucosa fosforilada.

Formacin de compuestos orgnicos: El PGAL puede dar origen a la Glucosa, Fructosa, Almidn, tambin puede formar grasas y aminocidos para formar protenas.

FosforilacinEnzima Catalizadora RuBisCOReduccinOxidacinPGALPGAI Fase Fijacin del CII Fase Reduccin12 ATP 12 ADP + 12 PiRuBPFosforilacinFOSFORILADA (unida a un Pi o grupo fosfato)Se pierde otro PiIII Fase de Regeneracin

PGAL es base para formar otras biomolculasImportancia de la FotosntesisLa sntesis de materia orgnica a partir de la inorgnica, la cual ir pasando de unos seres vivos a otros mediante las cadenas trficas, para ser transformada en materia propia por los diferentes seres vivos.

Produce la transformacin de la energa luminosa en energa qumica, necesaria y utilizada por los seres vivos

En la fotosntesis se libera oxgeno, que ser utilizado en la respiracin aerobia como oxidante.

De la fotosntesis depende tambin la energa almacenada en combustibles fsiles como carbn, petrleo y gas natural.

La diversidad de la vida depende de la fotosntesis.Factores que Afectan la FotosntesisLa cantidad de luz: fuente de energaLa concentracin atmosfrica de CO2: fuente de carbonoLa disponibilidad de agua: Fotlisis y medio para los procesos metablicosLa temperatura, influye en todos los procesos enzimticos y metablicos; juegan un papel la disponibilidad de agua, puede afectar al grado de apertura estomtica y por tanto a la difusin del CO2, y la disponibilidad de nutrientes.Factores que Afectan la FotosntesisLas caractersticas propias del vegetal (estructurales, bioqumicas, etc.)

- La densidad de los estomas y su sensibilidad

- La edad de la hoja y el rea foliar

Disponibilidad de sustrato, obtencin de nutrientes y minerales Fotorrespiracin

Fotosntesis

Vas para la Fijacin de CarbonoLos estomas regulan la entrada y salida de gases de la planta

Son aperturas que atraviesan la epidermis de las hojas.

Se abren y cierran segn las condiciones ambientales, altas temperaturas se cierran, evitando la prdida de agua, pero impide la entrada de CO2

BIBLIOGRAFAhttp://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/Fotosintesis.htm

http://www.botanical-online.com/fotosintesis.htm

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1ESO/reino_vegetal/activ_video.htm

Textos

Invitacin a la Biologa. H.Curtis

Biologa. Ville

Biologa. Solomon