Tipus i etapesde la fotosíntesi La fotosíntesi transforma el poder reductor obtingut per la captació d’energia lluminosa en molècules de carboni a partir de les quals es forma la matèria viva. En la cèl·lula eucariota la fotosíntesi té loc dintre dels cloroplast, sobre la membrana dels tilacoides. CO 2 + 2 H 2 D (CH 2 O )+ 2 D
3.
(continuació) Les plantesverdes i les algues cianofícees utilitzen l’aigua com a donador d’electrònic (oxidació), per tant alliberen oxigen. La fotosíntesi es un procés molt complex amb nombrosos passos que s’agrupen en dos fases: Fase fotoquímica: és sintetitza ATP i NADPH. Fase biosintètica o fosca. Esdevé a l’estroma del cloroplast. S’utilitza l’ATP i el NADPH per fixar el CO 2 i sintetitzar glucosa.
4.
L’absorció de lallum La clorofil·la és el principal agent de captació d’energia lluminosa. Clorofil·la: nucli porfirínic amb Mg+alcohol isopreonoide 20C anomenat fitol. La clorofil·la pot ser a ó b. La clorofil·la sol anar acompanyada d’altres pigments anomenats carotens i xantofiles que actuen com receptors lumínics suplementaris i en certa manera com a filtres
5.
Els fotosistemes Unfotosistema és una agrupació funcional formada per unes 200-300 molècules de clorofil·la, proteïnes i d’altres pigments. Els fotosistemes estan integrats en la membrana dels tilacoides. Hi ha dos tipus de fotosistemes: Fotosistema I Fotosistema II
6.
(continuació) FS IPredomina la clorofil·la A Es localitzen als grana El seu centre de reacció s’anomena P700. És independent del FS II. Fabrica ATP i NADPH Fort reductor FSII Mes voluminós i ric en clorofil·les. Es localitza a les lameles i la perifèria dels grana. El centre de reacció es el P680. Depèn del FS I. Allibera oxigen. Fort oxidant.
7.
Fase fotoquímica 12H 2 O+12 NADP + +18 ADP+18P i 6 O 2 +12 NADPH+12H + +18ATP Energia captada pels pigments arriba al p700 Un e - del P700 salta i és capturat pel 1r membre d’una cadena transportadora d’electrons. Energia lumínica + clorofil·la
8.
Fotosistema II P680 Aceptor primari Llum 2e- 2e- 2e- 2e- P+ADP ATP H 2 O 2H + +1/2O 2 2e- 2e- Fotosistema I
9.
Fotosistema 1 P700Acceptor primari NADP+ NADPH Llum Cicle de Calvin 2e- 2e- 2e- 2e-
10.
(continuació) L’electró viatjaa traves de la cadena constituïda per proteïnes que tenen potencials de reducció estandar negatius de magnitud decreixent: P430 > ferrodoxina> ferredoxina-NADP-oxido reductasa > NADP + El NADP + és redueix a NADPH NADP + 2 e- + H + NADPH
11.
(continuació) El foratoriginat en el P700 s’omple amb electrons procedents del P680 (FS II). Aquests e - viatgen cedint el seu excés d’energia a traves d’un altra cadena de transportadors o cadena de connexió: feofitina plastoquinona citocromo b citocromo f plastocianina P700 . El buit d'electrons del P680 s’omple amb electrons procedents de la fotolisi de l’aigua .
12.
(continuació) Mentre l’O2 s’allibera els H + que serveixen en part per reduir el NADP + s’acumulen transitòriament en el tilacoide. L’acumulació de protons genera un potencial de membrana. Els protons tendeixen a sortir a l’estroma i alliberen energia que serveix per sintetitzar ATP.
13.
Flux cíclic o fosforilació cíclica En aquest flux participa únicament el FS I L’electró excitat quan arriba al P430 no segueix la via que el portaria fins el NADP. A traves de la ruta de ronda , que utilitza alguns transportadors de la cadena de connexió, torna al P700. No es forma ni NADPH ni O 2 però si que s’allibera H + que permet la formació d’ATP
14.
Fase biosintètica ofosca Utilitza l’energia emmagatzemada a l’ATP i el poder reductor del NADPH. El CO 2 atmosfèric es fitxat sobre un intermediari metabòlic i es transforma en glucosa per un seguit de reaccions anomenades cicle de Calvin.
15.
Cicle de Calvin12 NADPH + 12 H + + 18 ATP + 6 CO 2 C 6 H 12 O 6 +12 NADP + +18 ADP+18Pi+6H 2 O+6O 2 En aquest procés té especial importància l’enzim ribulosa-difosfat.carboxilasa. Aquest enzim fixa el CO 2 sobre una pentosa, la ribulosa difosfat, el transforma en una hexosa molt inestable que s’escindeix en dues molècules de 3-fosfoglicerat .
16.
(continuació) Aquest 3-fosfogliceratamb despesa d’ATP i NADPH és transforma en trioses-fosfat que es transportat fins el citosol. Al citosol les trioses fosfat es transformen glucosa, glucosa fosfat i/o fructosa. La via de síntesi de la glucosa-fosfat té una sèrie de reaccions inverses a la glucòlisi
17.
Les plantes C4i la via de Hatch-Slack Algunes plantes d’origen tropical presenten una varietat de fotosíntesi que va acompañada d’una anatomia foliar diferent, de dintre a fora:: Els feixos conductors de la fulla: Cèl·lules de la veïna, gruixudes i riques en cloroplasts. Cèl·lules clorofíliques, les cèl·lules del mesòfil.
18.
(continuació) El primercompost on apareix el CO 2 marcat es el oxalacetat . L’oxalacetat es forma a les c. del mesòfil per fixació del CO 2 sobre una molècula de fosfoenolpiruvat. Aquí es gasta un ATP i es forma AMP. Desprès l’oxalcetat es redueix a malat amb una despesa d’un NADPH. El malat passa a les c.de la beina a traves dels plasmodesms on és descarboxilat.
19.
Plantes CAM Plantespròpies d’indrets molt àrids. La incorporació de CO 2 es produeix de nit. Les reaccions prèvies al cicle Calvin són similars a les de les plantes C4.
20.
Fotosíntesi del nitrogenLes plantes utilitzen part de l’ATP i NADPH per fixar el nitrogen. La major part de les plantes sols poden utilitzar els nitrats com a font inorgànica de nitrogen. NO 3 - + 9H + +8e - NH 3 +3H 2 O L'amoníac s’incorpora ràpidament a una molècula d’àcid glutàmic per formar glutamina.
21.
El nitrogen atmosfèricEl N 2 atmosfèric és la gran reserva de nitrogen. Cal transformar aquest N 2 en nitrats. Aquesta feina la fan els bacteris fixadors del N. Aquest bacteris disposen de l’enzim nitrogenasa que redueix el N 2 a NH 3.
22.
Rendiment i regulacióde la fotosíntesi La velocitat de la fotosíntesi és limitada per l’enzim ribulosa-difosfat-carboxilasa. Aquest enzim es activat de tres maneres diferents, totes elles dependents de la il·luminació dels cloroplasts: L’increment del pH a l’estroma. L’increment d’ions Mg 2+ . L’increment del NADPH, que es format pel FS I
23.
(continuació) Factors externsque influeixen: Disponibilitat d’aigua, de CO 2 i d’altres nutrients minerals. La temperatura afecta de manera diferent a les plantes C3 i les C4, aquestes tenen un òptim a temperatures altes, mentre que les C3 l'eficàcia minva. El blat sols transforma en matèria orgànica un 3% de l’energia que li arriba.
