Fotosintesis

Universidad Nacional Autónoma de México.

Colegio de Ciencias y Humanidades Plantel Sur.

Castrejón Ramírez Laura Patricia.

Fotosíntesis.

Jorge Shizuru Ledesma.

Grupo: 305.

Fecha de entrega:

27-septiembre-2013

FOTOSÍNTESIS.

La fotosíntesis es el primer paso en el flujo de energía y captura casi toda la totalidad de la energía que utilizan los seres vivos y es la principal fuente de materia orgánica, ya que transforma el CO2 en sustancias orgánicas utilizando energía luminosa. Además es un proceso mediante el cual se utiliza la luz del sol para unir entre sí ciertas moléculas y producir carbohidratos. Estas moléculas desempeñan dos funciones importantes tanto en los organismos fotosintéticos como en los que no lo son, la primera es que son los componentes estructurales de la célula, y constituyen una fuente de energía química que alimenta las reacciones metabólicas.

En las bacterias la fotosíntesis se lleva a cabo en las vesículas fotosintetizadoras (esferas pequeñas y huecas formadas por bicapas lipídicas) y en las plantas verdes, en los cloroplastos. En las bacterias anoxigénicas (bacterias verdes y purpuras), la fotosíntesis no depende del oxígeno.

Las materias primas de la fotosíntesis son el dióxido de carbono y el agua; y los productos son agua, glucosa y oxígeno. El proceso se puede representar con una ecuación general:

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 +6H2O

La reacción indica que el agua y el dióxido de carbono, en presencia de la luz y la clorofila, producen glucosa, agua y oxígeno. El agua juega un papel muy importante en la fotosíntesis, porque produce hidrógeno para la síntesis de la glucosa, pero solo en presencia de agentes oxidantes poderosos. El agua del lado derecho de la ecuación (productos) no es la misma que la del lado izquierdo y el oxígeno de la derecha se produce solo del agua de la izquierda, no del dióxido de carbono. El propósito del dióxido de carbono es más directo. Este es incorporado con ligeros cambios en la molécula de glucosa.

La ecuación realmente expresa que antes de que sea sintetizada de cualquier molécula, la luz debe ser capturada y convertida en compuestos de alta energía como el ATP y el NADPH.

Fase luminosa y fase obscura.

Todos los eventos de la fotosíntesis se entienden fácilmente si se dividen en dos partes, aquellos que requieren la luz y aquellos que no. A estos se les llama reacciones de la fase luminosa y reacciones de la fase obscura, se pueden considerar entonces que las reacciones de la fase luminosa son aquellas que cargan al sistema y las de la fase obscura como aquellas qu conducen al sistema cargado cuesta abajo.

En las reacciones lumínicas la energía de la luz es capturada y usada de dos maneras; para convertir el ADP y el Pi (fosfato inorgánico) en ATP y reducir el NADP+ en NADPH. Ambos componentes se necesitan en las reacciones independientes de la luz;. El ATP por sus enlaces ricos en energía y el NADPH por sus hidrógenos.

FASE LUMINOSA.

La fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos. Las reacciones de esta fase que ocurren dentro de la membrana del tilacoide consisten en dos trayectorias del electrón llamadas vía no cíclica del electrón y vía cíclica del electrón. En ambas al incidir la energía luminosa sobre la clorofila de los tilacoides, esta se excita, libera electrones y queda activada, esto quiere decir que la energía lumínica se convierte en energía química, originando así dos tipos de moléculas: el ATP que es el transportador de energía y el NADPH, el transportador de electrones.

Ambas vías del electrón producen ATP pero solo la vía no cíclica produce NADPH. La producción de ATP durante la fotosíntesis se llama fotofosforilación, se le llama así porque la luz fortalece el proceso. La producción de ATP en las vías cíclica y no cíclica recibe el nombre de fotofosforilación cíclica y no cíclica.

En la membrana del tilacoide se encuentra la maquinaria molecular que efectúan las primeras etapas de la fotosíntesis: los dos fotosistemas, PSI y PSII, la cadena transportadora de electrones y la ATP sintetasa.

1. Cada fotosistema es un conjunto molecular muy complejo que está formado por una antena conectora y un centro de reacción. La antena conectora es un grupo de varios centros de pigmentos (clorofilas, carotenoides y ficobilinas) que está unido a la membrana tilacoidal a través de unas proteínas especiales. Tiene como función dirigir la energía luminosa recogida hacia una clorofila especial, llamada clorofila del centro de reacción.

• Las clorofilas están formadas por un anillo de porfirina con MG2+ y una cadena de fitol. Existen distintos tipos de clorofila (a, b, c, d y bacterioclorofilas) según las sustituciones que haya en el anillo de porfirina. Las clorofilas absorben y fijan eficazmente la energía de la luz debido a que pueden adoptar varias formas de resonancia en las cuales los enlaces dobles y sencillos se van intercambiando.

o Clorofila a: esta absorbe luz en las longitudes de onda del violeta y el rojo del espectro visible.

o Clorofila b: absorbe luz en las longitudes de onda del azul y el rojo.

• Los carotenoides anaranjados, rojos y amarillos, absorben la energía luminosa con menor eficacia que la clorofila. Transfieren la energía a la clorofila y la protegen de efectos de oxígeno.

• Las ficobilinas rojas o azules están conjugadas con proteínas específicas y transfieren la energía lumínica a la clorofila. Estos pigmentos se encuentran en las algas rojas y en las verde-azuladas.

Los fotosistemas son de dos tipos:

• Fotosistema PSI. Consiste en un complejo del pigmento y una molécula aceptora de electrones y está adyacente a la reductasa de NADP que reduce NADP+ a NADPH

• Fotosistema PSII. Consiste en un complejo de pigmentos y una molécula aceptora de electrones, recibe electrones provenientes del agua, la cual se divide y libera oxígeno.

2. La cadena de transporte de electrones. Estos transportadores contienen iones metlicos que sufren oxido- reducciones. Son la plastoquinona, el complejo de citocromo b6-f y la plastocianina.

El paso de electrones por el citocromo b6-f está acoplado a la entrada de H+ desde el estoma hasta el espacio tilacoidal, a través de la membrana del tilacoide. Se genera una gradiente de H+ rico en energía electroquímica, que se utiliza en la síntesis del ATP.

3. La ATP sintetitasa genera ATP con la energía liberada por la salida de H+ desde el tilacoide al estoma. El extremo catabólico de la ATPasa en forma de pera, está expuesto al estoma. La salida de H+ por un canal específico

...