Foto: luzSntesis: unin

La fotosntesis es el proceso anablico por el cual se forman compuestos orgnicos (glucosa) utilizando sustancias inorgnicas simples (agua, CO2 y sales minerales) y luz solar.

Se utiliza la energa luminosa para transformar materia inorgnica en orgnica. Lo realizan plantas, algas, bacteriasGarantiza presencia de vida y energaLibera oxigeno de la molcula de agua, forma compuestos carbonados.

Oxidoreduccin, donde el agua (donador de electrones se oxida)Un aceptor el anhdrido carbnico u otro se reduce.

La fotosntesis es una reaccin endotrmica, requiere energa lumnica para realizarse, proceso formado por reacciones en cadena:

6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2

Energa LuminosaCloroplasto

La fotosntesis se realiza en dos etapas: Primera, llamada reaccin lumnica, aumenta y depende de intensidad luminosa (dentro de lmites), no depende de temperatura.Segunda, reaccin en la oscuridad, depende de temperatura (segn lmites), independiente de luz.

16.bin

Luz. (Energa luminosa). Proveniente del sol.Agua. La toma la planta por absorcin radicular y foliar.CO2. Presente en la atmsfera y tomado a travs de los estomas por difusin.Clorofila. Principal fotopigmento de color verde contenida en los cloroplastos. La materia prima para la fotosntesis se encuentra en el ambiente y slo las plantas tienen las estructuras adaptadas para utilizarla

La clorofila, pigmento que da el color verde a los vegetales y que se encarga de absorber la luz roja, violeta y azul necesarias para la fotosntesis. Se halla en cianobacterias y algasMolcula grande formada por carbono e hidrgeno; en el centro de la molcula un nico tomo de magnesio rodeado por un grupo de tomos de nitrgeno y se llama anillo de porfirinas.Clorofila absorbe fotn de luz, excita a los electrones e inicia reacciones en cloroplasto y almacena energa en enlaces qumicos.Hay varios tipos de clorofilas las ms comn son clorofila A y La clorofila B

FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI*LUZ VISIBLE

Organelos celulares que en los organismos fotosintetizadores se ocupan de la fotosntesis.

EL CLOROPLASTO

Tilacoides (membrana doble), almacena pigmentos y molculas que convierten la energa luminosa en energa qumica. Estroma, contiene tilacoides que se agrupan en grana. Las molculas de clorofila, absorben luz para la fotosntesis, estn unidas a los tilacoides. La energa luminosa capturada por la clorofila es convertida en trifosfato de adenosina (ATP) mediante reacciones qumicas en los grana. Los cloroplastos tambin contienen grnulos de almidn donde se almacenan los productos de la fotosntesis.

FOTOSINTESIS Y RESPIRACION AEROBIALas plantas respiran O2 de atmosfera y libera CO2 para obtener energa. Durante respiracin usan energia de oxidacin de reservas de almidn, azucares o metaboltos.La respiracin genera calor que debe disiparse sino degradara los tejidos y morir la planta.La fotosntesis usa productos de la respiracin (agua, CO2) y la respiracin celular usa azucares y O2 producidos por fotosntesis

C6H12O6 + 6 O2 energa + 6H2O + 6 CO2

6 CO2 +24H+ + 24e- 6H2O + (C6H12O6).

C6Hl2O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + ENERGAFOTOSINTESIS

En presencia de luz, en los tilacoides, acta la clorofila, el agua y se obtiene ATP, NADPH2 y O2.

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Primera etapa de fotosntesis: absorcin de luz por los pigmentos. La clorofila captura la luz de las regiones violeta y roja del espectro, transformndola en energa qumica. Los caroteniodes y ficobilinas absorben otras longitudes de onda y las transfiere a clorofila A.

Los pigmentos se disponen en subunidades llamadas fotosistemas. Al absorber luz, sus electrones ocupan niveles energticos ms altos, y transfieren la energa a un tipo especial de clorofila llamado centro de reaccin

En la actualidad se conocen dos fotosistemas I y II. La energa luminosa es atrapada primero en el fotosistema II, y los electrones cargados de energa saltan a un receptor de electrones; el hueco que dejan es reemplazado en el fotosistema II por electrones procedentes de molculas de agua, reaccin que va acompaada de liberacin de oxgeno.

OH O2 + H+ + 2e-

Los electrones recorren una cadena de transporte hacia el fotosistema I y genera ATP (energa). La luz del sistema I pasa al centro de reaccin y la energa se transfiere a NADP y se reduce NADPH2. Los electrones perdidos del fotosistema I pasan al Fotosistema II. La reaccin lumnica termina con el almacenamiento de NADPH2 y ATP molculas transportadoras de alta energa, que pasan y se usan en la fase oscura para sintetizar carbohidratos a partir del CO2

12H2O 24H+ + 24e- + 6O2

Tiene lugar en presencia de la luz y en las membranas de los tilacoides, (fotosistemas). Interviene la clorofila, el agua y como resultado se obtiene ATP, NADPH2 y O2. En esta fase la energa luminosa se convierte en energa qumica transportada en el ATP y NADP

NOTA:NADPH o NADP, (Nicotiamida-Adenina Dinucleotido fosfato) es una coenzima utilizada en la fase de fijacin del dixido de carbono de la fotosntesis (ciclo de Calvin) que se encarga de reducir el CO2 a carbn orgnico . El NADPH es un compuesto reductor que junto con el ATP se encargan de transformar el agua y el dixido de carbono en compuestos orgnicos reducidos (glucosa p. ej.), liberando oxgeno. Luego en el Fotosistema I se genera NADPH y ATP.

Tiene lugar en el estroma o matriz de los cloroplastos, no depende de luz, donde la energa almacenada en forma de ATP y NADPH2 se usa para reducir el dixido de carbono a carbono orgnico. Una molcula de CO2 del aire entra al ciclo, se requieren seis tomos de carbono para sintetizar una molcula de glucosa (C6H12O6). Por lo tanto el ciclo se repite seis veces para formar una molcula de glucosa.

6 CO2 + 24H+ + 24e- 6H2O + C6H12O6

Fijacin de Carbono (Carboxilacin). El CO2 es fijado por la ribulosa 1,5 difosfato (RDP), formando un compuesto muy inestable, transitorio, de seis carbonos que luego espontneamente se convierte en dos molculas de tres carbonos, cada una llamada cido fosfoglicrico (PGA) (cido carboxlico)

Reduccin. Sntesis de fosfogliceraldehido: PGALEl cido fosfoglicrico (PGA) es reducido por accin de NADPH2 y ATP, convirtindose en fosfogliceraldehido: PGAL (Triosa, azcar de tres carbonos, primer producto final estable de la fotosntesis), que al unirse con otro PGAL, forma glucosa, la que puede:utilizarse como fuente de energa;Formar almidn y otras sustancias; otransportarse a otros rganos de la planta para su uso o almacenamiento.

A partir del PGAL la planta tambin puede sintetizar lpidos, aminocidos, y protenas.

Regeneracin de Ribulosa difosfato (RDP)Despus de una serie de reacciones complejas parte del PGAL se utiliza para la sntesis de RDP, para seguir fijando CO2 y mantener el ciclo. (Plantas C3)En los tilacoides se utiliza la energa luminosa para formar NADPH2 y ATP, stas molculas energizadas se mueven al estroma, donde su energa es utilizada para formar glucosa. Los transportadores NADP+ y ADP regresan nuevamente a las reacciones lumnicas para recargarse en NADPH2 y ATP.

FACTORES QUE AFECTAN LA FOTOSINTESISLa concentracin de CO2 en la atmsfera. Si es elevada y constante la fotosntesis esta en relacin directa con hasta cierto lmite.Disponibilidad de agua. Al faltar agua disminuye el rendimiento de la fotosntesis. La planta cierra los estomas reduciendo su transpiracin, lo que determina menor ingreso de CO2La temperatura. A mayor temperatura, ms eficiencia en la produccin de oxgeno y glucosa hasta cierto lmiteIntensidad, calidad y duracin de la luz. Ms luz, ms velocidad de la fotosntesis. Aunque la alta cantidad de energa solar y la elevada temperatura la perjudican.

MODELOS FOTOSINTETICOS DE PLANTAS (C3- C4 Y CAM)Plantas C3 fijan el CO2 con la enzima ribulosa difosfato y forma 2 molculas de acido 3 fosfoglicerico (3 carbonos) y catalizada por enzima ribulosa difosfato en ciclo de Calvin. Plantas C4 fijan carbono al reaccionar CO2 con acido fosofenol pirvico y la enzima fosfoenol piruvato carboxilasa (PEP) para producir acido oxaloactico(4 carbones).Planta C3 presentan baja fotosntesis y alta respiracin.C4 alta fotosntesis baja fotorespiracin.Plantas CAM fija CO2 en noche por metabolismo del acido crasulaceo, forma malato, su descarboxilacin en el da produce CO2

*PLANTASC3 C4 MACEspecies tpicamente Especies tpicamente Especies tpicamente

temperadas: semitropicales: suculentas. Usualmente espinaca, trigo caa de azcar, muy pobre productividad. o cebada.Usualmente maz, armaranto. de productividad Siempre muy productivas. moderada. Carecen de anatoma Anatoma tipo Kranz Carecen de anatoma

tipo Kranz caracterstica esencial. tipo Kranz. El aceptor inicial El aceptor inicial El aceptor de CO2

de CO2 es la RbP de CO2 es el es el FEP en oscuridad (azcar de 5 carbonos) fosfoenolpiruvato y RBF en luz (cido de 3 carbonos)

*PLANTASC3 C4 MACPrimer producto Primer producto Igual a C4

formado es formado es fosfoglicerato (3C) oxalacetato (4C)

Slo 1 proceso de 2 procesos 2 procesos de fijacin de CO2 principales de fijacin fijacin separados principal de CO2 separados en el tiempo. espacialmente

Fotorespiracin Fotorespiracin Fotorespiracin

marcada mnima mnima

FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI*PLANTASC3 C4 MACLa mayora Casi siempre Generalmente

presentan una presentan presentan tasa fotosinttica alta tasa baja tasamoderada fotosinttica fotosinttica Desarrollan bien Desarrollan bien Desarrollan bien

en climas templados en alta luminosidad, en ambientes altas T y ambientes ridos semiridos.Tienen una prdida Tienen una prdida Conservan el agua

de agua real de agua real en forma eficazSe fotosaturan con un Realmente no se No se logran 1/5 de la luz solar. fotosaturan fotosaturar.

RESPONDERIndicar cules son los elementos de la fotosntesis?Cul es la funcin del cloroplasto y la clorofila?Describir que ocurre en el proceso de fotosntesis lumnica?Describir que ocurre en el proceso de fotosntesis oscura?Cules son las principales factores que afectan a la fotosntesis?

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