Lab 7 fotosintesis/respiracion
La región de la luz visible
(380 - 750 nm) consiste de los largos de onda que producen los colores que el ojo humano percibe
Puede convertirse en etanol (alcohol etílico) o ácido láctico según el tipo de célula.
A la falta de oxígeno, ¿Que se puede convertir el ácido pirúvico?
Autótrofos
Aprendieron a usar la energía solar y a transformarla en energía química, que están representados por bacterias y organismos del Reino Vegetal.
el 40%
Aproximadamente, ¿Cuánto por ciento de la energía libre emitida por la oxidación de la glucosa se conserva en forma de ATP?
Bioetanol (clorofila) Biodiesel (aceites)
Biocombustibles de algas y plantas:
estomas ('stomata')
CO2 entra y O2 sale de la hoja a través de poros microscópicos.
Fotosistemas
Centros de reacciones asociados con complejos para atrapar luz
Reacción dependiente de luz- Se producen ATP y NADPH. Reacción de oscuridad, Ciclo de Calvin o Fijador de C- ATP y NADPH se utilizan para reducir CO2 a carbohidratos
Consiste de dos reacciones:
Verdes = Clorofila a y b Anaranjado = carotenoides Amarillo = xantofilas
Contienen pigmentos:
La clorofila a y la clorofila b, típica de plantas terrestres, los carotenos, las xantófilas, fucoeritrinas y fucocianinas, cada uno de estos últimos característico de ciertas especies.
Dentro de los pigmentos más comunes se encuentra:
En primer lugar la combustión es un fenómeno incontrolado en el que todos los enlaces químicos se rompen al mismo tiempo y liberan la energía en forma súbita; por el contrario la respiración es la degradación del alimento con la liberación paulatina de energía. Este control está ejercido por enzimas específicas. En segundo lugar la combustión produce calor y algo de luz. Este proceso transforma energía química en calórica y luminosa. En cambio la energía liberada durante la respiración es utilizada fundamentalmente para la formación de nuevos enlaces químicos (ATP). La respiración celular puede ser considerada como una serie de reacciones de óxido-reducción en las cuales las moléculas combustibles son paulatinamente oxidadas y degradadas liberando energía.
Diferencias entre la respiración y la combustión:
Diferentes largos de onda, el color correspondiente a el largo de onda que absorben desaparece.
Diferentes pigmentos, ¿que absorben?
Es almacenada en azúcares y otras moléculas orgánicas.
Donde esta almacenada la energía de fotosíntesis?
ciclica lineal
Durante las reacciones de luz, existen dos rutas posibles para el flujo de electrones:
Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ -> 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O
ECUACIÓN DE LA GLUCÓLISIS
CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃ ↔ H+ + HCO₃- ↔ H+ + H+ + CO₃ 2-
El CO2 se combina con el agua para formar ácido carbónico que se disocia de la siguiente manera:
De un fluido denso llamado estroma ('stroma') rodeado de dos membranas
El interior de los cloroplastos, ¿De que esta lleno?
anaeróbicamente
El ácido pirúvico formado en la glucólisis, ¿en que se convierte en etanol?
Se produce como resultado de ejercicios extenuantes durante los cuales el aporte de oxígeno no alcanza a cubrir las necesidades del metabolismo celular.
En el caso de las células musculares, ¿Como la fermentación láctica se produce?
El flujo de electrones que ocurre en respiración celular
En el fotosimtesis, ¿Qué se mueve en sentido inverso?
En esta reacción el NADH se oxida y el ácido pirúvico se reduce transformándose en ácido láctico.
En la fermentación láctica, ¿que le pasa a NADH y al acido piruvico?
Se convierte energía solar a energía química almacenada en NADPH y ATP, oxígeno es producto secundario
En la membrana tilacoidal, ¿Qué pasa con el fluido lineal de electrones?
En presencia de luz, a partir de unos orgánulos pequeños e incoloros que se llaman proplastos.
En las plantas, ¿Cómo los cloroplastos se desarrolla?
Es la respiración, es decir la oxidación escalonada del ácido pirúvico a dióxido de carbono y agua.
En presencia de oxígeno, Cual es la siguiente etapa de la degradación de la glucosa?
Respiración celular
Es el proceso por el cual las células degradan las moléculas de alimento para obtener energía.
Fotosíntesis
Es el proceso que convierte la energía solar en energía química
El espectro electromagnético
Es el rango completo de la energía electromagnética
radiante
Es energía que se propaga en ondas.
Proceso fotosintético
Es responsable de la producción de toda la materia orgánica que conocemos.
Los e- que pasan del agua al azúcar aumentan en energía potencial
Es un proceso endergónico, ¿que le pasa a los electrones?
A) Alcohólica : 2 ácido pirúvico + 2 NADH 2 etanol + 2 CO2 + 2 NAD+ B) Láctica : 2 ácido pirúvico + 2 NADH 2 ácido láctico + 2 NAD+
Esquema bioquímico del proceso de fermentación:
El primero que funciona es el Fotosistema II (PS II) y su clorofila a en el centro de reacción absorbe mejor a 680 nm (rojo). Clorofila a en el centro de reacción se conoce como P680. La clorofila a del centro de reacción del Fotosistema I absorbe mejor a 700 nm (rojo lejano) y se conoce como P700.
Existen dos tipos de fotosistemas:
ondas de radio infrarrojas ultravioletas rayos X
Hay varias formas de energía radiante:
Es provista por la luz solar
La energía del proceso, ¿de donde es provista?
En el citoplasma.
La fermentación sea ésta alcohólica o láctica, ¿Donde ocurre?
6CO₂ + 6H₂O + energia→ C₆H₁₂O₆ + 6O₂
La reacción general se puede resumir de esta manera:
el ciclo de Krebs el transporte de electrones la fosforilación oxidativa (estos dos últimos procesos transcurren acopladamente)
La respiración aeróbica se cumple en dos etapas:
Con la combustión de carbón, bencina, leña.
La respiración celular es una combustión biológica, ¿con que se puede comparar?
Glucólisis Respiración aeróbica Respiración anaeróbica o Fermentación
La respiración ocurre en distintas estructuras celulares:
Fermentación Alcohólica Fermentación Láctica
Las dos vías anaeróbicas sin oxígeno son:
la energía potencial de los e- al transferirlos de H2O a NADPH, generando ATP
Las reacciones de luz, ¿Qué aumentan?
venas
Llevan nutrientes a partes no fotosintéticas y agua a las hojas
Puede dañar la clorofila (fotoprotección)
Los carotenoides además absorben el exceso d luz, ¿Qué mas pueden hacer?
Pigmentos (clorofila y carotenoides) unidos a proteinas, reciben y transfieren la energía de los fotones al centro de reacción
Los complejos que atrapan la luz, ¿que poseen?
coenzimas.
Los protones perdidos por el alimento, ¿Por qué son captados?
Cloroplastos
Lugar de fotosíntesis en plantas
Heterotrofos
Obtienen la materia orgánica de otros organismos
Se autoalimentan y alimentan casi todo el mundo vivo.
Organismos fotosintéticos:
En ácido láctico.
Otras células, como por ejemplo los glóbulos rojos, las células musculares y algunos microorganismos En ¿que transforman el ácido Pirúvico?
Se usan únicamente las ondas de luz.
Para sintetizar alimento, ¿Que onda se utiliza?
Se depositan en un extremo gotas de la solución y se coloca en un envase con el disolvente. Luego el disolvente empleado como fase móvil se hace ascender por capilaridad. Esto es, se coloca la tira de papel verticalmente y con la muestra del lado de abajo dentro de un recipiente que contiene fase móvil en el fondo. Después de unos minutos cuando el disolvente deja de ascender o ha llegado al extremo se retira el papel y seca. Si el disolvente elegido fue adecuado y las sustancias tienen color propio se verán las manchas de distinto color separadas.
Proceso de Cromatografía de papel:
Cromatografía de papel
Proceso muy utilizado en los laboratorios para realizar análisis cualitativos ya que pese a no ser una técnica muy potente no requiere de ningún tipo de equipamiento.
Ocurre en tilacoides. Convierten energía solar en química (ATP y NADPH)
Reacciones de luz, ¿En donde ocurre y que convirte?
Rf = distancia que recorre la muestra desde el punto de aplicación / distancia que recorre el disolvente hasta el frente del eluyente
Rf es el registro y se define como:
En ambos casos moléculas ricas en energía son degradadas a moléculas más sencillas con la consiguiente liberación de energía. Tanto la respiración como la combustión son reacciones exergónicas.
Similitudes entre la respiración y la combustión:
Tilacoides
Son sacos conectados dentro del cloroplasto y pueden estar apilados en columnas formando granos ('grana')
Posee mas energía que uno de roja
Un fotón de luz violeta, ¿Qué posee?
A presentes en el centro de reacción usan la energía de la luz para excitar uno de sus electrones e inmediatamente transferirlo al aceptador primario de electrones
Un par de moléculas especiales de clorofila, ¿Qué hacen en presencia de reacciones?
Largo de onda (ʎ)
es la distancia entre las crestas de las ondas.
Comienza con la fijacion de carbono; incorporando CO2 en moleculas organicas.
¿Con que comienza el ciclo?
Esta máquina envía luz a través de los pigmentos y mide (detecta) la fracción de luz transmitida a cada largo de onda
¿Cuale es la función del espectrofotómetro?
Es una reacción exergónica, donde parte de la energía contenida en las moléculas de alimento es utilizada por la célula para sintetizar ATP.
¿Cuale es la reacción de la a respiración celular?
Esta puede ser reflejada, transmitida o absorbida
¿Cuando la luz incide en la materia, que pasa?
Clorofila a
¿Cuál es el pigmento fotosintético principal?
Es de dos moléculas de ATP, y dos de NADH.
¿Cuál es la ganancia neta por cada molécula de glucosa?
Flujo lineal de electrones, envuelve a ambos fotositemas y produce ATP y NADPH usando energía de la luz.
¿Cuál es la ruta principal, de que esta envuelto y que produce?
El bióxido de carbono y el agua
¿Cuáles son las materias primas?
Primer paso consiste de las reacciones de luz (parte foto) El segundo es el ciclo de Calvin (parte síntesis)
¿Cuáles son los dos estados de fotosíntesis?
Clorofila b y los carotenoides
¿Cuáles son los pigmentos accesorios que permiten a la planta absorber luz en un espectro más amplio?
Contiene de 30-40 cloroplastos
¿Cuántos cloroplastos contiene una célula de mesófilo?
Está recubierto por una membrana doble.
¿Cómo está recubierto cada cloroplasto?
Genera ATP a partir de ADP usando fotofosforilación
¿Cómo genera ATP quimiosmosis?
Se llama fermentación.
¿Cómo se llama la formación de alcohol a partir del azúcar?
Se puede medir en un espectrofotómetro
¿Cómo se puede medir la habilidad de un pigmento para absorber a diferentes largos de ondas?
Son transferidos a NADPH (NADP+ es reducido a to NADPH)
¿Cómo son transferidos H+ y 2e-?
Viaja en ondas rítmicas
¿Cómo viajan las ondas?
Provienen de autotrofos que murieron hace millones de años
¿De donde provienen los combustibles fosiles de la Tierra?
Proviene del pigmento verde clorofila que se encuentra dentro de los cloroplastos.
¿De dónde proviene el color verde?
Es de color rojo en soluciones básicas e incoloras en soluciones ácidas.
¿De que color la fenolftaleína?
La energía solar, la cual es atrapada mediante el proceso fotosintético.
¿De que depende fundamentalmente la vida?
los autotrofos
¿De que dependemos para adquirir comida y O2?
Está constituida simplemente por una tira de papel de filtro.
¿De que esta constituida la fase estacionaria?
Comprende de los alimentos que consumimos diariamente tanto nosotros como los animales.
¿De qué comprende la materia orgánica?
De un complejo formado por un centro de reacción rodeado por varios complejos que atrapan la luz
¿De qué consisten el fotosistema?
Depende de las condiciones en las cuales se corre la muestra (tipo de adsorbente, eluyente, así como las condiciones de la placa, temperatura, vapor de saturación, etc.). Conocer este valor permite saber que tan rápido se mueve el soluto que se analiza respecto al sistema cromatográfico.
¿De qué depende el valor de Rf y que nos beneficia conocerlo?
Lugar en el cual parece que pueden orientarse hacia la luz.
¿Donde aparecen en mayor cantidad en las células de las hojas?
Es regenerar el NAD+ permitiendo que la glucólisis continúe y produzca una provisión pequeña pero vital de ATP para el organismo.
¿Donde es regenerada la finalidad de la fermentación?
Ocurren en el cloroplasto.
¿Donde ocurren ambas reacciones?
Principalmente en las células del mesófilo, el tejido interior de la hoja
¿Dónde el cloroplasto se encuentra en la célula?
Son producidos en el estroma donde tiene lugar el ciclo de Calvin
¿Dónde es producido el ATP y NADPH?
Esta en las membranas de los tilacoides ('thylakoids), tercer sistema de membrana
¿Dónde esta la clorofila?
En las membranas tilacoidales que cooperan en las reacciones de luz de fotosíntesis.
¿Dónde están los dos fotosistemas?
Ocurre en el citoplasma.
¿Dónde ocurre la glucolisis?
En las células eucariotas estas reacciones tienen lugar dentro de las mitocondrias; en las procariotas se llevan a cabo en estructuras respiratorias de la membrana plasmática.
¿Dónde ocurren en las células eucariotas y procariotas?
En las hojas. ( toda parte verde)
¿En donde ocurre principalmente la fotosíntesis?
Se encuentra una molécula, el aceptador primario de electrones, que acepta los electrones y es reducida (redox). Este es el primer paso en las reacciones de luz
¿En donde se encuentra el centro de reacción?
En una serie de nueve reacciones, cada una catalizada por una enzima específica, hasta formar dos moléculas de ácido pirúvico, con la producción concomitante de ATP.
¿En donde tiene lugar la glucolisis?
Pueden darse en condiciones anaerobias; es decir en ausencia de oxígeno.
¿En qué condiciones se puede dar la glucolisis?
Se convierte en la energía química que se almacena en la glucosa y es un proceso complejo.
¿En qué se convierte la energía de luz?
No
¿En reacciones de luz produce azúcar?
Similares a las bacterias fotosintéticas de las cuales probablemente evolucionaron
¿Hay que se parece estructuralmente los cloroplastos?
la biosfera
¿Los heterótrofos que consumen?
lisis o escisión de la glucosa
¿Otro nombre para la glucólisis?
Para detectar cambios en el pH resultante de la producción de CO2 (H2CO3).
¿Para que utilizar fenolftaleína?
Sirven para fosforilar (incorporar fosfatos) a la glucosa y convertirla en dos moléculas del compuesto de 3 carbonos gliceraldehído fosfato (PGAL).
¿Para qué sirven los primeros cuatro pasos de la glucólisis?
Para activar la molécula de glucosa y prepararla para su ruptura.
¿Por qué en glucolisis se invierten dos moléculas de ATP?
Porque clorofila refleja y transmite luz verde.
¿Porque las hojas son verdes?
Son moléculas capaces de "capturar" ciertas cantidades de energía lumínica.
¿Que capacidad tiene los pigmentos del cloroplastos que capturar?
Su propio alimento utilizando la energía luminosa.
¿Que fabrican la mayoría de los autótrofos?
Indica que la glucosa tiene una mayor movilidad con respecto a la sacarosa.
¿Que indica el siguiente ejemplo? Ej: Sacarosa con un Rf = 0.16 y Glucosa con un Rf= 2.5 (Ambas se corrieron con el mismo solvente)
Nos indica la efectividad relativa de diferentes largos de onda para conducir un proceso
¿Que nos indica un espectro de acción?
En el primer caso se libera dióxido de carbono, y en el segundo se oxida el NADH y se reduce a acetaldehído.
¿Que pasa en el primer caso y en el segundo?
El proceso se lleva a cabo asociado a ciertas prolongaciones hacia el interior de la célula de la membrana plasmática.
¿Que pasa en los organismos procariontes fotosintéticos?
Tienen la capacidad de producir cloroplastos.
¿Que producen las células hijas?
Se genera una gráfica que relaciona la absorción de luz del pigmento con el largo de onda, o espectro de absorción
¿Que se genera en el espectrofotómetro?
Son sustancias que absorben la luz visible
¿Que son los pigmentos?
Sugiere que la luz roja y la azul-violeta funcionan mejor en fotosíntesis
¿Que sugiere el espectro de absorción de clorofila a?
Es la fuente de energía que atrapa la clorofila, un pigmento verde en las células que los autótrofos utilizan para la fotosíntesis.
¿Qué atrapa la luz solar y en donde?
Controlan la síntesis de glucosa
¿Qué controlan las enzimas y las coenzimas, a partir de las materias primas?
Determina el tipo de energía electromagnética, nm (gamma) hasta km (radio)
¿Qué determina el largo de onda?
Estimula fotosíntesis. Una cantidad fija de energía que es inversamente proporcional al ʎ de la luz
¿Qué estimula esta región de ʎs? ¿Que pose?
Es una forma de energía o radiación electromagnética
¿Qué forma de energía es la luz?
Una forma de energía radiante.
¿Qué forma de energía es la luz?
Forma glucosa a partir de CO2, usando ATP y NADPH
¿Qué forma el ciclo de Calvin en el stroma?
Rompe H2O, libera H+, 2e- y O2
¿Qué hace las reacciones de luz?
El H2O es oxidada y el CO2 es reducido formando glucosa
¿Qué le pasa al agua y al CO2?
Son reflejados o transmitidos.
¿Qué pasa con los largos de onda no absorbidos?
Están formados por un sistema de membranas interno en donde se encuentran ubicados los sitios en que se realiza cada una de las partes del proceso fotosintético.
¿Qué pasa con los organelos en donde se realiza la fotosíntesis?
Permiten que ocurran las reacciones químicas de fotosíntesis.
¿Qué permite que ocurra la organización estructural de las hojas?
Produce la sensación de cansancio muscular que muchas veces acompaña a esos ejercicios.
¿Qué produce la acumulación del ácido láctico en estas células?
Representan almacenes de energía solar de un pasado distante.
¿Qué representan los combustibles fosiles?
Son centros de reacción primaria que se localizan en los tilacoides donde tiene la conversión primaria de los fotones de luz solar en energía química. Los 2 Fotosistemas actúan coordenadamente, en cada uno de ellos hay un acto Fotoquímico dependiente de la luz solar, en el PSI y II hay 2 molécula principales de clorofila.
¿Qué son los Fotosistemas I y II?
