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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIRIQUÍ
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
ESCUELA DE BIOLOGÍA
CURSOS DE BIOLOGIA
FOTOSINTESIS
ELABORADO POR:
PROF. PABLO ACOSTA
CONCEPTO
Los reactivos necesarios
para que se lleve a cabo
son:
• Luz solar
• CO₂
• Agua (proviene del suelo)
• Clorofila (pigmento que da color verde
a las plantas)
• Enzimas
La reacción química de la
fotosíntesis es:
LUZ
6CO +₂ 6H O C₂ 6H12O6 + 6O₂
enzimas
Los productos finales de la
fotosíntesis son:
Realizan fotosíntesis en horas
de luz.
Son descendientes de
bacterias fotosintéticas
productoras O2
Miembro más destacado de la
familia de los plastidos .
Todos los plastidos de una
misma especie contienen
múltiples copias del mismo
genoma.
Rodeado por envoltura de
membranas.
Realizan sus
interconversiones energéticas
mediante mecanismos
quimiosmóticos.
BCM: Clase 7 7
Cloroplasto
Grana
Hoja
Epidermis superior (haz)
Epidermis inferior (envés)
Membrana externa Membrana
interna
Espacio Intermembrana
Membrana
tilacoidal Espacio
tilacoidal
Grana
Estroma
Cadena de transporte de e-
Sistema de captación de luz
ATP sintasa
Altamente
permeable (Porinas)
Menos permeable
Contiene proteínas de transporte.
Delimita al estroma
Contiene:
Enzimas metabólicas;
RNA, ADN, ribosomas;
Lípidos, gránulos de
almidón y otras
sustancias
Cloroplasto: Estructura
Cloroplasto: Funciones
Realizar la fotosíntesis que comprende:
Reacciones fotosintéticas de transferencia de
electrones ó Fase luminosa: Se realiza en la
membrana de los tilacoides, donde se halla la
cadena de transporte de e-
y la ATP-sintasa
responsables de la conversión de la energía
lumínica en energía química (ATP) y de la
generación del poder reductor (NADPH).
Reacciones de fijación de Carbono ó Fase
oscura: Se produce en el estroma, donde se
halla el enzima Ribulosa-1,5-difosfato
carboxilasa oxidasa (RuBisCO), responsable
de la fijación del CO2 mediante el Ciclo de
Calvin.
Cloroplasto
Reacciones
fotosintéticas de
transferencia de e- en
la Membrana Tilacoidal
Reacciones de
fijación de C en
el estroma
Azúcares,
Aminoácidos,
Ácidos grasos
EN LA FOTOSÍNTESIS:
• La luz solar es la fuente de energía que
atrapa la clorofila, un pigmento verde en
las células que los autótrofos utilizan para
la fotosíntesis.
• El bióxido de carbono y el agua son las
materias primas.
• Las enzimas y las coenzimas controlan la
síntesis de glucosa, a partir de las
materias primas.
LA LUZ Y LOS PIGMENTOS
• La luz es una forma de energía
radiante.
• La energía radiante es energía
que se propaga en ondas.
• Hay varias formas de energía
radiante (ondas de radio,
infrarrojas, ultravioletas, rayos X,
etc.).
• Para sintetizar alimento, se
usan únicamente las ondas de
luz.
• Cuando la luz choca con la materia, parte de la
energía de la luz se absorbe y se convierte en
otras formas de energía.
• Cuando en una célula la luz del sol choca con
las moléculas de clorofila, la clorofila absorbe
alguna de la energía de luz que, eventualmente,
se convierte en energía química y se almacena
en las moléculas de glucosa que se producen.
Cuando un rayo de luz pasa a través de un prisma,
se rompe en colores. Los colores constituyen el
espectro visible.
Los colores del espectro que el pigmento clorofila
absorbe mejor son el violeta, el azul y el rojo.
¿Por qué la clorofila es verde?
Absorción de la luz
PIGMENTOS AUXILIARES PARA
LA REALIZACIÓN DE LA
FOTOSINTESIS
•
•
Estos pigmentos también están presentes en bacterias, hongos y animales
como los flamencos, salmón, pero estos no tienen ninguna relación con el
proceso de la fotosíntesis.
la reacción general se puede resumir de
esta manera:
6 CO2 + 6 H2O + luz C6H12O6 + 6 O2
La fotosíntesis, ¿es una reacción
exergónica o endergónica?
enzimas
clorofila
La fotosíntesis se divide en dos fases:
1. Fase luminosa: Utilizando luz visible como fuente de energía produce
PODER REDUCTOR (NADPH), O2 y ATP.
2. Fase oscura: Tanto en presencia como en ausencia de luz visible. Se
utilizan el poder reductor y la energía química producidas en la fase
luminosa para la fijación de carbono.
Fase luminosa
Fase oscura
Fase luminosa de la fotosíntesis
Se da en la membrana de los tilacoides que es donde están los pigmentos
fotosintéticos (sustancias que absorben luz).
Pigmentos de absorción de luz: clorofila (a y b), xantofila y caroteno.
¿Qué ocurre cuando un pigmento fotosintético absorbe luz?
1. La energía se disipa en forma de calor.
2. La energía se emite como una longitud de onda más larga
(fluorescencia).
3. La energía pueda dar lugar a una reacción química como en la
fotosíntesis (cloroplasto).
» Fotosistemas: conjuntos de
moléculas de clorofila y otros
pigmentos empaquetados en
los tilacoides. Que intervienen
en las reaccones luminosas de
la fotosíntesis.
» Dos tipos de fotosistemas:
Fotosistema I: P700.
Fotosistema II: P680.
Procesos que se llevan a cabo en la fase luminosa
1. Síntesis de ATP o fotofosforilación, que puede ser:
• acíclica
• cíclica (alternativa, genera ATP cuando abunda NADPH)
2. Síntesis de poder reductor (NADPH).
3. Fotolisis del agua.
Implica transporte de electrones debido a la energía de la luz.
Fotofosforilación acíclica: esquema Z de la fotosíntesis
Ferredoxin NADP
reductasa
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Fdox Fdred
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NADPH
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Q QH2
PCox PCred
Cit bfH+
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Qox Qred
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ATP
sintasa
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La fijación del CO2 se produce en tres fases:
1. Carboxilativa: se fija el CO2 a una molécula de 5C.
2. Reductiva: PGA se reduce a PGAL utilizándose ATP y NADPH.
3. Regenerativa/Sintética: de cada seis moléculas PGAL formadas 5 se utilizan
para regenerar la Ribulosa 1,5BP y una será empleada para poder sintetizar
moléculas de glucosa (vía de las hexosas), ácidos grasos, aminoácidos,…
RUBISCO:
1. Función CARBOXILASA: fijar el carbono del CO2.
2. Función OXIGENASA: oxidación de la ribulosa 1,5 bifosfato a
fosfoglicolato. Se produce CO2.
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Rendimiento energético es del 30%
Balance energético de la fotosíntesis
1CO2  2NADPH  4 fotones FSI + 4 fotones FSII
8 fotones  318 KCal
∆Gº’= +114 KCal/mol
6CO2 + 18ATP + 12NADPH + 12H2O C6H12O6 + 18ADP + 12NADP+
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Fotosintesis

  • 1. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIRIQUÍ FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS ESCUELA DE BIOLOGÍA CURSOS DE BIOLOGIA FOTOSINTESIS ELABORADO POR: PROF. PABLO ACOSTA
  • 3. Los reactivos necesarios para que se lleve a cabo son: • Luz solar • CO₂ • Agua (proviene del suelo) • Clorofila (pigmento que da color verde a las plantas) • Enzimas
  • 4. La reacción química de la fotosíntesis es: LUZ 6CO +₂ 6H O C₂ 6H12O6 + 6O₂ enzimas
  • 5. Los productos finales de la fotosíntesis son:
  • 6. Realizan fotosíntesis en horas de luz. Son descendientes de bacterias fotosintéticas productoras O2 Miembro más destacado de la familia de los plastidos . Todos los plastidos de una misma especie contienen múltiples copias del mismo genoma. Rodeado por envoltura de membranas. Realizan sus interconversiones energéticas mediante mecanismos quimiosmóticos.
  • 7. BCM: Clase 7 7 Cloroplasto Grana Hoja Epidermis superior (haz) Epidermis inferior (envés) Membrana externa Membrana interna Espacio Intermembrana Membrana tilacoidal Espacio tilacoidal Grana Estroma Cadena de transporte de e- Sistema de captación de luz ATP sintasa Altamente permeable (Porinas) Menos permeable Contiene proteínas de transporte. Delimita al estroma Contiene: Enzimas metabólicas; RNA, ADN, ribosomas; Lípidos, gránulos de almidón y otras sustancias Cloroplasto: Estructura
  • 8. Cloroplasto: Funciones Realizar la fotosíntesis que comprende: Reacciones fotosintéticas de transferencia de electrones ó Fase luminosa: Se realiza en la membrana de los tilacoides, donde se halla la cadena de transporte de e- y la ATP-sintasa responsables de la conversión de la energía lumínica en energía química (ATP) y de la generación del poder reductor (NADPH). Reacciones de fijación de Carbono ó Fase oscura: Se produce en el estroma, donde se halla el enzima Ribulosa-1,5-difosfato carboxilasa oxidasa (RuBisCO), responsable de la fijación del CO2 mediante el Ciclo de Calvin. Cloroplasto Reacciones fotosintéticas de transferencia de e- en la Membrana Tilacoidal Reacciones de fijación de C en el estroma Azúcares, Aminoácidos, Ácidos grasos
  • 9.
  • 10. EN LA FOTOSÍNTESIS: • La luz solar es la fuente de energía que atrapa la clorofila, un pigmento verde en las células que los autótrofos utilizan para la fotosíntesis. • El bióxido de carbono y el agua son las materias primas. • Las enzimas y las coenzimas controlan la síntesis de glucosa, a partir de las materias primas.
  • 11. LA LUZ Y LOS PIGMENTOS • La luz es una forma de energía radiante. • La energía radiante es energía que se propaga en ondas. • Hay varias formas de energía radiante (ondas de radio, infrarrojas, ultravioletas, rayos X, etc.). • Para sintetizar alimento, se usan únicamente las ondas de luz.
  • 12. • Cuando la luz choca con la materia, parte de la energía de la luz se absorbe y se convierte en otras formas de energía. • Cuando en una célula la luz del sol choca con las moléculas de clorofila, la clorofila absorbe alguna de la energía de luz que, eventualmente, se convierte en energía química y se almacena en las moléculas de glucosa que se producen.
  • 13. Cuando un rayo de luz pasa a través de un prisma, se rompe en colores. Los colores constituyen el espectro visible.
  • 14. Los colores del espectro que el pigmento clorofila absorbe mejor son el violeta, el azul y el rojo. ¿Por qué la clorofila es verde?
  • 16. PIGMENTOS AUXILIARES PARA LA REALIZACIÓN DE LA FOTOSINTESIS • • Estos pigmentos también están presentes en bacterias, hongos y animales como los flamencos, salmón, pero estos no tienen ninguna relación con el proceso de la fotosíntesis.
  • 17. la reacción general se puede resumir de esta manera: 6 CO2 + 6 H2O + luz C6H12O6 + 6 O2 La fotosíntesis, ¿es una reacción exergónica o endergónica? enzimas clorofila
  • 18. La fotosíntesis se divide en dos fases: 1. Fase luminosa: Utilizando luz visible como fuente de energía produce PODER REDUCTOR (NADPH), O2 y ATP. 2. Fase oscura: Tanto en presencia como en ausencia de luz visible. Se utilizan el poder reductor y la energía química producidas en la fase luminosa para la fijación de carbono. Fase luminosa Fase oscura
  • 19. Fase luminosa de la fotosíntesis Se da en la membrana de los tilacoides que es donde están los pigmentos fotosintéticos (sustancias que absorben luz). Pigmentos de absorción de luz: clorofila (a y b), xantofila y caroteno.
  • 20. ¿Qué ocurre cuando un pigmento fotosintético absorbe luz? 1. La energía se disipa en forma de calor. 2. La energía se emite como una longitud de onda más larga (fluorescencia). 3. La energía pueda dar lugar a una reacción química como en la fotosíntesis (cloroplasto). » Fotosistemas: conjuntos de moléculas de clorofila y otros pigmentos empaquetados en los tilacoides. Que intervienen en las reaccones luminosas de la fotosíntesis. » Dos tipos de fotosistemas: Fotosistema I: P700. Fotosistema II: P680.
  • 21. Procesos que se llevan a cabo en la fase luminosa 1. Síntesis de ATP o fotofosforilación, que puede ser: • acíclica • cíclica (alternativa, genera ATP cuando abunda NADPH) 2. Síntesis de poder reductor (NADPH). 3. Fotolisis del agua. Implica transporte de electrones debido a la energía de la luz.
  • 22. Fotofosforilación acíclica: esquema Z de la fotosíntesis Ferredoxin NADP reductasa H+ H+
  • 23. Fdox Fdred NADP+ NADPH ferredoxin NADP reductasa P700+ Chlox Chlred P680+ Phox Phred P680 hv <680nm P680* (FSII) P700 hv <700nm P700* (FSI) PCox PCred Q QH2 PCox PCred Cit bfH+ Fe-Sox Fe-Sred Qox Qred O2 + 4H+ 2H20 Fotosistema II. Fragmentación del agua Fotosistema I. Producción de NADPH
  • 24. Fotofosforilación cíclica BOMBEO DE PROTONES (H+) HACIA EL INTERIOR DEL TILACOIDE SÍNTESIS DE ATP (ATP sintasa)
  • 25. Síntesis de ATP: ATP sintasa ATP sintasa ≈3H+  1ATP 1NADPH  6H+  2ATP
  • 26. Fase oscura de la fotosíntesis: ciclo de Calvin La fijación del CO2 se produce en tres fases: 1. Carboxilativa: se fija el CO2 a una molécula de 5C. 2. Reductiva: PGA se reduce a PGAL utilizándose ATP y NADPH. 3. Regenerativa/Sintética: de cada seis moléculas PGAL formadas 5 se utilizan para regenerar la Ribulosa 1,5BP y una será empleada para poder sintetizar moléculas de glucosa (vía de las hexosas), ácidos grasos, aminoácidos,…
  • 27. RUBISCO: 1. Función CARBOXILASA: fijar el carbono del CO2. 2. Función OXIGENASA: oxidación de la ribulosa 1,5 bifosfato a fosfoglicolato. Se produce CO2.
  • 28. Esquema global de la fotosíntesis
  • 29.
  • 30. Rendimiento energético es del 30% Balance energético de la fotosíntesis 1CO2  2NADPH  4 fotones FSI + 4 fotones FSII 8 fotones  318 KCal ∆Gº’= +114 KCal/mol 6CO2 + 18ATP + 12NADPH + 12H2O C6H12O6 + 18ADP + 12NADP+ +6H+ Reacción neta: