La fase luminosa
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LA FOTOSÍNTESIS La fotosíntesis es mucho más que esa reacción Clorofila CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ENERGÍA EN LOS SERES VIVOS ENERGÍA DEL SOL NECESIDAD DE AGUA Y CO2 FOTOSÍNTESIS PRODUCCIÓN DE OXIGENO, CARBOHIDRATOS Y OTRAS MOLECULAS ORGANICAS LIBERACIÓN DE AGUA Y CO2 RESPIRACIÓN CELULAR NECESIDAD DE OXÍGENO, CARBOHIDRATOS Y OTRAS. ENERGÍA DISPONIBLE PARA LAS FUNCIONES CELULARES FASE OSCURA - CICLO DE CALVIN 3 x CO2 FASE LUMINICA FLUJO DE ELECTRONES NO CÍCLICO Cadena de transporte electrónico Fotosistema II e- e- Fotosistema I eeNADP+ NADPH + + H H +H + eADP O2 H H P P FIJACIÓN DEL CO2 3 x ribulosa 1,5 bifosfato 6 x 3-fosfoglicerato 6 X ATP 3 x ADP H2O ++ + P + + Pi eATP Fotón 6 x ADP 3 x ATP Fotón REGENERACIÓN DEL RECEPTOR DEL CO2 e- e- 6 x NADPH P Cadena de transporte electrónico +H+ 5 x gliceraldehido 3-fosfato ADP P + Pi ATP P 6 x 1,3-bifosfoglicerato FLUJO DE ELECTRONES CÍCLICO Fotosistema I P REDUCCIÓN 6 x gliceraldehido 3-fosfato 6 x NADP 6 x Pi e- Fotón P 1 x gliceraldehido 3-fosfato GLUCOSA Y OTROS COMPUESTOS ORGÁNICOS 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. ¿Porqué las plantas son verdes? Luz transmitida EL COLOR QUE SE VE ES EL QUE NO SE ABSORBIÓ Los cloroplastos absorben energía de la luz y la convierten en energía química Luz reflejada Luz Luz absorbida Luz transmitida Cloroplasto Localización y estructura del cloroplasto Cloroplasto SECCION TRANSVERSAL DE HOJA CELULA DE MESOFILO HOJA Mesòfilo CLOROPLASTO Espacio intermembranal Membrana externa Granum Grana Estroma Membrana interna Estroma Tilacoide Compartimento tilacoidal Espectros de absorción de pigmentos La fase luminosa Los principales acontecimientos que ocurren en la fase luminosa se podrían resumir de la siguiente manera: a- Síntesis de ATP o fotofosforilación que puede ser: – acíclica o abierta – cíclica o cerrada b- Síntesis de poder reductor NADPH c- Fotólisis del agua Organización del tilacoide Los fotosistemas: son organizaciones de pigmentos y proteínas que se localizan en los tilacoides. Dos tipos de fotosistemas operan coordinadamente en la fase lumínica de la fotosíntesis Ruptura de agua Fotosistema II ATP Producción de NADPH Fotosistema I ¿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 da lugar a una reacción química. Excitación de la clorofila La pérdida de energía debido al calor ocasiona que los fotones sean menos energéticos. La pèrdida de energía se refleja en una longitud de onda más larga. e Estado excitado 2 Calor Energía= (Constante de Planck) x (velocidad de luz/(Longitud de onda de luz Transición hacia el extremo del rojo. Luz Fluorescencia Fotón Estado basal Molecula de clorofila (a) Absorcón de un foton (b) Fluorescencia de una soluciòn de cloriofila aislada Incidencia de la luz sobre los fotosistemas Transporte de electrones El oxígeno liberado proviene del agua Fotofosforilación no cíclica Fotofosforilación cíclica Productos de la fase luminosa Síntesis de ATP: ATP sintasa ATP sintasa 3H+ 1ATP 1NADPH 6H+ 2ATP • La producción de ATP según la teoría quimiosmótica Lumen tilacoidal (Alto H+) LUZ LUZ Membrana tilacoidal Antena Estroma (Bajo H+) CADENA DE TRANSPORTE ELECTRÓNICO FOTOSISTEMA II FOTOSISTEMA I ATP SINTASA Fotosistema II. Fragmentación del agua O2 + 4H+ 2H20 hv P680 <680nm P680* (FSII) P680+ Phox Phred Q QH2 H+ PCox Cit bf PCred PCred PCox P700 (FSI) hv <700nm P700* P700+ Chlox Chlred Qox Qred Fe-Sox Fe-Sred Fdox Fdred ferredoxin NADP reductasa NADP+ NADPH Fotosistema I. Producción de NADPH Conservación hídrica Por cada gramo de CO2 fijado se pierde aproximadamente la siguiente cantidad de agua por transpiración en las plantas: CAM: 50 a 100 mL C4: 250 na 300 mL C3: 400 a 500 mL. Por lo tanto, el mecanismo CAM es una buena estrategia para conservar agua. TIPO DE PLANTA C3 C4 CAM La mayoría presentan una tasa fotosintética moderada Casi siempre presentan alta tasa fotosintética Generalmente presentan baja tasa fotosintética Se desarrollan bien en climas templados y lluviosos-nublados Se desarrollan bien en ambientes áridos Tienen una pérdida de agua considerable Se desarrollan bien en alta luminosidad, altas T y ambientes semiáridos. Tienen una pérdida de agua condiderable Se fotosaturan con un 1/5 de la luz solar. Realmente no se fotosaturan No se logran fotosaturar. Conservan el agua en forma eficaz
