Fotosintesis 465x4a

SB3. Fotosíntesis GLUCOSA + O2

CO2 + H2O

TODA LA ENERGÍA CONSUMIDA POR LOS SERES VIVOS PROVIENE DE LA ENERGÍA SOLAR (LUMÍNICA), CAPTURADA MEDIANTE LA FOTOSÍNTESIS

CO2 + H2O

Luz (hν)

“GLUCOSA” + O2

Proceso complejo, por el cual PLANTAS, ALGAS y ALGUNOS PROCARIOTAS captan la energía lumínica procedente del sol y la transforman en energía química (ATP) y en compuestos reductores (NADPH). Con ellos transforman el agua y el CO2 en compuestos orgánicos reducidos (Glucosa), liberando O2. En la fotosíntesis: - Fijación del CO2 atmosférico - Producción de energía (hidratos de carbono) - Liberación de O2 ¿Dónde se da la fotosíntesis? En todas las plantas superiores y algas la fotosíntesis se realiza en los CLOROPLASTOS. Los fotosintetizadores procariotas NO contienen cloroplastos sino estructuras membranosas similares.

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

H+

H+

Ferredoxin NADP reductasa

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

Fotofosforilación cíclica

BOMBEO DE PROTONES (H+) HACIA EL INTERIOR DEL TILACOIDE SÍNTESIS DE ATP (ATP sintasa)

Síntesis de ATP: ATP sintasa

ATP sintas a ≈3H+  1ATP 1NADPH  6H+  2ATP

Fase oscura de la fotosíntesis: ciclo de Calvin La fijación del CO2 se produce en tres fases: ●Carboxilativa: se fija el CO a una molécula de 5C. 2 ●Reductiva: PGA se reduce a PGAL utilizándose ATP y NADPH. ●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 CO 2. 2. Función OXIGENASA: oxidación de la ribulosa 1,5 bifosfato a fosfoglicolato. Se produce CO2.

Esquema global de la fotosíntesis

Balance energético de la fotosíntesis Reacción neta: 6CO2 + 18ATP + 12NADPH + 12H2O

C6H12O6 + 18ADP + 12NADP+ +6H+

ΔGº’= +114 KCal/mol

1CO2  2NADPH  4 fotones FSI + 4 fotones FSII 8 fotones  318 KCal

Rendimiento energético es del 30%

Importancia biológica de la fotosíntesis La fotosíntesis es seguramente el proceso bioquímico más importante de la Biosfera por varios motivos: ● La síntesis de materia orgánica a partir de la inorgánica se realiza fundamentalmente mediante la fotosíntesis. Posteriormente irá pasando de unos seres vivos a otros mediante las cadenas tróficas, para ser finalmente transformada en materia propia por los diferentes seres vivos. ● Produce la transformación de la energía luminosa en energía química, necesaria y utilizada por los seres vivos ● En la fotosíntesis se libera oxígeno que será utilizado en la respiración aerobia como oxidante. ● La fotosíntesis causó el cambio producido en la atmósfera primitiva, que era anaerobia y reductora. ● De la fotosíntesis depende también la energía almacenada en combustibles fósiles como carbón, petróleo y gas natural. ● El equilibrio necesario entre seres autótrofos y heterótrofos no sería posible sin la fotosíntesis.

LA FOTOSÍNTESIS MANTIENE LA VIDA EN LA TIERRA.