FOTOSINTESIS

Reacciones dependientes de luz

- La clorofila y otras moleculas en los tilacoides (pigmentos y pigmentos accesorios) capturan la energia luminica. - La energia luminica capturada pasa a las moleculas que portadoras de energia" ATP y NADPH" - Se libera oxigeno gaseoso como producto colateral.

Reacciones Independientes de la luz o Ciclo de Calvin

- Los enzimas en el estroma sintetizan glucosa y otras moleculas organicas usando la energia quimica almacenada en las moleculas de : -ATP ( Trifosfato de Adenosina) - NADPH (Dinucleotido de nicotinamida y adenina fosfato)

Fotosistme 1 (genera NADPH)

1. El FFI absorbe fotones de luz. La energia alcanza el centro reactivo de la clorofila del fotosistema. 2. Dos electrones de alta energia son expelidos del centro reactivo. 3. Los electrones pasan a traves de la cadena de transporte de electrones de FSI. 4. Dos electrones, NADPH+, y H+ se utilizan para formar una molecula de NADPH. 5. El ion H+ se obtiene de la ruptura e H2O en H+ y 1/2O2.

Pasos para la generacion de ATP en el FSII

1. El fotosistema II absorbe luz: La energia de la luz es captada por moleculas de pigmentos y transferida entre ellas al centro de reaccion del fotosistema. 2. En el centro de reaccion: Una vez se recibe la energia, dos electrones son expelidos de dos moleculas de clorofila. 3. El primer transportador de electrones del sistema de transporte de electrones (ETC) acepta los dos electrones energizados. Los electrones entonces pasan de una a otra molecula transportadora. La energia liberada del paso de los elctrones es utilizada para bombear H+ desde el estroma a los comportamientos de los tilacoides. 4. El gradiente de concentracion del ion H+ se utiliza como la fuerza para llevar a cabo sintesis de ATP.

El ciclo de Calvin tiene tres partes

1. Fijacion del carbono 2. Sintesis de gliceraldehido 3-fosfato 3.Regeneracion de la ribulosa bi-fosfato.

¿Que ocurre en las reacciones de luz?

1. Los pigmentos accesorios en los fotosistemas absorben luz y pasan la energia a los centor de reaccion que contienen la clorofila. 2. Los centros de reaccion liberan los electrones energizados. 3. Los electrones energizados pasan por una serie de moleculas transportadoras de electrones. 4.La energia liberada del paso de los electrones es utilizada para sintetizar ATP a partit de ADP y fosfato. 5. Los electrones energizados tambien son utilizados en los sintesis de NADPH de NADPH+ + h+.

Dos conjuntos de reacciones que componen lo que llamamos fotosintesis

1. Reacciones dependientes de luz (ocurre en tilacoides) 2. Reacciones independientes de la luz o Ciclo de Calvin( Ocurren en el estroma circundante)

Regeneracion de la ribulosa bi- fosfato ( RuBP)

10 de 12 moleculas de G3P se convierten en 6 moleculas RuBP 2 DE 12 moleculas de G3P se usan para sintetizar 1 glucosa Esta reacciones utilizan energia del ATP.

Fijacion de Carbono ( captura de carbono)

6 moleculas de ribulosa bifosfato (RuBP) se combinan en 6CO2. El paso de fijacion y las reacciones subsecuentes producen 12 moleculas de 3 carbonos de acido fosfoglicerico (PGA)

Absorcion

Algunas longiudes de onda de la luz son atrapadas o absorbidas.

Fotones de longitud de onda corta

Altamente energeticos

Mesofilo

Capas de celulas internas que poseen la mayor parte de los cloroplastidios. Cada celula del mesofilo tiene entre 40 y 200 cloroplastidios.

Transmision

Ciertas longitudes de onda pasan.

Reflexion

Ciertas longitudes de onda rebotan.

Pigmentos fotosinteticos principales

Clorofila a y b. Pigmentos verde, la clorofila a es la clorofila universal; esto es que esta presente en todos los organismos fotosinteticos. La clorofila a y b absorben luz violeta, azul y roja, reflejan la luz verde por lo que lucen color verde.

Grana

Cuando se encuentran en grupos.

¿Como se almacena la energia quimica en la glucosa?

El ciclo de Calvin captura el bioxido de carbono (co2) El carbono fijado durante el ciclo de calvin se utiliza para la sintesis de glucosa.

La energia en la luz visible

El sol irradia energia electromagnetica. Percibimos la luz visible como luz blanca. La luz visible es la radiacion entre las longitudes de onda 450-750 nm.

¿Donde ocurren?

En celulas con cloroplastidios y el pigmento clorofila

Anatomia de la hoja

Epidermis, Cuticula, Estomas, Mesofilo y Haces Vasculares.

¿Como se captura la energia luminica?

Es capturada por los pigmentos fotosinteticos.

Estroma

Es el medio semifluido dentro de la membrana

Quimiosmosis

Es la difusion de iones a traves de una membrana. Especificamente, se relaciona con la generacion de ATP mediante el moviemiento de iones hidrogeno (protones o H+) a traves de la membrana de los tilacoides de los cloroplastidios y de la membrana interna mitocondrial.

Foton

Es la particula portadora de todas las formas de radiacion electromagnetica, incluyendo los rayos gamma, los rayos x, la luz ultravioleta, luz visible ( espectro electromagnetico), la luz infrarroja, las microondas y las ondas de radio.

Fotosistema II

Esta situado antes que el fotosistema I en los tilacoides. Genera ATP. Hay 4 pasos para la generacion de ATP en el fotosistema II.

Cloroplastidios

Estan rodeados por una doble membrana compuesta de una membrana interna y una membrana externa.

Para mantener este flujo uni-direccional de electrones se debe abastecer el centro de reacciones de FSII con electrones que remplacen los que cede

Estos electrones provienen de agua. En una serie de reacciones (enzimaticas) la clorofila de FSII atrae electrones de las moleculas de agua que estan en el comportamiento del tilacoide y hace que los enlaces de agua se rompan.

En los tilacoides se encuentran dos fotosistemas

FSI Y FSII

Adaptaciones para la fotosintesis

Hojas Cloroplastidios

Sintesis de gliceraldehido 3- Fosfato (G3P)

La energia es provista por ATP y NADPH Las moleculas de acido fosfoglicerico (PGA) se convierten en moleculas de gliceraldehido 3- fosfato.

¿Como se pasa de luz a energia quimica?

La energia luminica capturada es almacenada como energia quimica en dos moleculas portadoras de energia. ( ATP y NADPH)

Tilacoides

Las estructuras hechas de membranas en forma de sacos.

El flujo de electrones en el proceso

Los electrones fluyen del centro de reaccion del FSII a traves de la cadena de transporte hacia el centro de reaccion del FSI y a traves de la cadena de transporte a formar finalmente el NADPH.

Los pigmentos comunes en los clorosplastidioa incluyen

Pigmentos fotosintetiocos principales, Pigmentos accesorios.

Pigmentos accesorios

Pigmentos que atrapan luz de otras longitudes de onda y pueden pasar la excitacion a los centros activos de la clorofila.

Estomas

Poros ajustables que permiten el intercambio gaseoso de la hoja (Ej. La entrada de aire con CO2)

Fotones de longitud de onda mas larga

Poseen menos energia

Fotosintesis

Proceso mediante el cual bioxido de carbono y el agua reaccionan quimicamente para formar carbohidratos, utilizando energia radiante.

La luz absorbida por los pigmentos

Puede impulsar ciertos procesos biologicos cuando es convertida a energia quimica.

El ciclo de Calvin

Se utilizan 6 CO2 para sintetizar una molecula de glucosa (C6H12O6) El bioxido de carbono se captura y es enlazado a una molecula de ribulosa bi-fosfato ( RuBP) ATP y NADPH de las reacciones dependientes de la luz se utilizan para energizar las reacciones del ciclo de Calvin.

Pigmentos

Son compuestos quimicos que reflejan (y absorben) solo ciertas longitudes de onda de la luz visible, lo que los hace aparecer coloreados. Hay pigmentos en las flores, hojas, piel etc.

FSI Y FSII

Son ensamblajes de proteinas, clorofila y pigmentos accesorios donde ocurren las reacciones fundamentales de la fotosintesis. Ambos estan involucrados en la liberacion y transferencia de electrones excitados a la cadena de transporte de electrones. Cada fotosistemas esta asociado con una cadena de transportadores de electrones.

Cuticula

Superficie cerosa, a prueba de agua o que reduce la evaporacion de las hojas.

Sintesis de Glucosa

Una corrida del ciclo de calvin produce dos moleculas adicionales de G3P. Dos moleculas de G3P se utilizan para formar una molecula de glucosa (6 carbonos) La glucosa puede ser posteriormente degrada durante la respiracion celular o almcenada en cadenas de almidon o celulosa.

Caretenoides

absorben luz azul y verde y reflejan amarillo, naranja o rojo por lo que lucen color amarillo naranja.

Cuando la luz incide sobre un objeto o un pigmento ocurren tres acciones:

absorcion, reflexion y transmision.

Epidermis

celulas que cubren las caras superior e inferior de las hojas.

Haces vasculares (venas)

conducen el agua y los minerales a la hoja y tambien conducen los azucares de la hoja a otras partes de la planta.

Caracteristicas mas importante de los pigmentos

es su capacidad de absober ciertas longitudes de onda

El oxigeno que se produce

puede ser utilizado por la planta o liberado a la atmosfera

Hojas

son estructuras laminares (aplanadas) que exponen a gran cantidad de area de superficie para atrapar la luz solar.

Los electrones que expelen del FSII

son remplazados cuando el agua se rompe H20 > 1/2O2 + 2H+ + 2e-. Dos electrones del agua remplazan los dos electrones expelidos por la clorofila del fotosistema. Los dos iones de hidrogeno se utilizan para formar NADPH. los atomos de oxigeno se combinan para formar O2.`

¿Que tiene el foton?

tiene una masa invariante cero, y viaja en el vacio con una velocidad constante. Como todo los cuantos, el foton presenta tanto propiedades corpusculares como ondulatorias (dualidad onda-corpusculo)

Energia luminica

viaja en paquetes de energia llamados fotones, con diferentes niveles de energia.