133153439 Informe de Fotosintesis Zeus 10 5

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UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENEMORENO

FOTOSINTESIS

Alumno: Lady Dayana Viscarra Moron

Código: 215167201Docente: Carmen Bozo

Mte!i: Química General

Fec": 20-11-201


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INDICE

#g$

Int!oducción iO%&eti'o( gene!lidde( 5!ese"a #is$%rica 7

El clo!o)l(to * lo( )igmento( +oto(int,tico( &'r(anismos )ue realizan *o$osín$esis y con*i(uraci%n del cloro+las$o &,i(men$os *o$osin$$icos 10

.s$omas 11

F(e lumino( de l +oto(-nte(i( 12/o$olisis del a(ua 1

n$eracciones en$re la ener(ía radian$e y la ma$eria 1

3sorci%n de luz +or las cloro*ilaFoto(i(tem( 17/o$o-sis$ema 14/o$o-sis$ema 20/o$o-sis$ema y 21/o$o-*os*orilaci%n 2

/ase luminosa cíclica 2

/ase luminosa acíclica 25

A(imilción de c!%ono: ciclo de Cl'in 27/ases del ciclo de Calin 24/o$o-res+iraci%n 0

V- de . c!%ono( 2,ro$ecci%n de las +lan$as con$ra el sol 2

/o$osín$esis C C y CM /o$osín$esis en +lan$as C /o$osín$esis en +lan$as C /o$osín$esis en +lan$as CM 5Foto(-nte(i( !ti+icil &Conclu(ione( 0Voca3ulario 1

Bi%liog!+-


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INTRODUCCION

La *o$osín$esis es un +roceso clae +ara la ida en la 8ierradesde el momen$o en )ue resul$a ser el +roceso 3iol%(icoencar(ado de (enerar las *ormas de car3ono reducidoalimen$o de los or(anismos #e$er%$ro*os9 B:sicamen$econsis$e en la conersi%n de la ener(ía solar en ener(ía)uímica de enlace ;macromolculas com3us$i3les comocar3o#idra$os +ro$eínas lí+idos e$c9< (racias a los

+i(men$os *o$osin$$icos9

/o$osín$esis si(ni*ica =ni%n ;sín$esis< +or la luz ;*o$o

La Luz ?olar9

Cuando comemos un e(e$al es$amos $omando ener(ía

solar )ue la +lan$a

almacen% en sus alimen$os9

.l o3@e$io de la *o$osín$esis es +roducir (lucosa +araalimen$arse9 ?e llea a ca3o en los cloro+las$os consis$e en

una seria de reacciones )ue re)uieren ener(ía en *orma de

luz9 La (lucosa es$a *ormada +or car3ono #idro(eno

oAi(eno .s$e +roceso ocurre en dos e$a+as di*eren$es>

/ase luminosa/ase oscura

La *o$osín$esis se llea a ca3o (racias a la +resencia en las#o@as y en los $allos @%enes de +i(men$os ca+aces de

ca+$ar la ener(ía )uímica9 .s$os +i(men$os son>

La cloro*ila

Los caro$enos

Las Aan$o*ilas


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OB/ETIVOS

Gene!l:

Conocer el *en%meno *o$osin$$ico y su +a+el en

la +roducci%n a(rícola

E()ec-+ico(:• '3$ener conocimien$os *undamen$ales +ara +oder

com+render el $rmino *o$osín$esis su +a+el en el

medio am3ien$e y la manera en el )ue es$e +roceso se

relaciona con nues$ro diario iir9

• lcanzar la com+rensi%n de los dis$in$os +rocesos

me$a3%licos )ue ocurren duran$e el +roceso*o$osin$$ico9

• Conocer y com+render cual es el +a+el )ue @ue(a el

cloro+las$o y los +i(men$os *o$osin$$icos en cada una

de las +lan$as

• Conocer cuales son las e$a+as )ue e@ercen la *o$osín$esis

en las +lan$as y de$erminarlas di*erencias )ue eAis$e en

cada una de ellas9• den$i*icar las di*erencias )ue eAis$en en dis$in$as

+lan$as con res+ec$o a su +roceso *o$osin$$ico9

• Di*erenciar las +lan$as c c y las +lan$as CM


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GENERALIDADES

.n al(as eucari%$icas y en +lan$as la *o$osín$esis se llea a ca3o en

un or(:nulo es+ecializado denominado cloro+las$o9 .s$e or(:nulo

)ue es$: delimi$ado +or dos mem3ranas ;enuel$as de loscloro+las$os< )ue lo se+aran del ci$o+lasma circundan$e9 .n su

in$erior se encuen$ra una *ase acuosa con un eleado con$enido en

+ro$eínas e #idra$os de car3ono ;es$roma del cloro+las$o< y una serie

de mem3ranas denominadas $ilacoides9 Los $ilacoides con$ienen los

+i(men$os ;sus$ancias coloreadas< *o$osin$$icos y +ro$eínas

necesarios +ara ca+$ar la ener(ía de la luz9 .l +rinci+al de esos

+i(men$os es la cloro*ila de color erde de la )ue eAis$en arios

$i+os ; 3ac$eriocloro*ilas y cloro*ilas a 3 c y d


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a$mos*rico +ara +roducir #idra$os de car3ono e indirec$amen$e el

res$o de las molculas or(:nicas )ue com+onen los seres ios

;amino:cidos lí+idos nucle%$idos e$c


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RESE0A 1ISTORICA

Duran$e el si(lo V comienzan a sur(ir $ra3a@os )ue relacionan

los inci+ien$es conocimien$os de la Química con los de la Biolo(ía9

sí con los $ra3a@os de ,ries$ley se lle(a a la conclusi%n de )ue las

+ar$es erdes de las +lan$as *i@an el aire Him+uroI ;an#ídridocar3%nico


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condiciones de iluminaci%n si no se suminis$ra C'2 no se re(is$ra

des+rendimien$o de oAí(eno9 J9 ?ene3ier sin em3ar(o o+ina3a en

con$ra de las $eorías desarrolladas y con*irmadas m:s adelan$e )ue

la *uen$e de an#ídrido car3%nico +ara la +lan$a +roenía del a(ua y

no del aire9

'$ro au$or suizo 8#ia(o de ?aussure demos$raría

eA+erimen$almen$e )ue el +i+e$eo de la +a+a cons$i$uye un +roceso

3:sico en la *o$osín$esis y )ue el aumen$o de 3iomasa de+ende de la

*i@aci%n de an#ídrido car3%nico ;)ue +uede ser $omado direc$amen$e

del aire +or las #o@as< y del a(ua9 8am3in realizo es$udios so3re la

res+iraci%n en +lan$as y concluye )ue @un$o con la emisi%n de

an#ídrido car3%nico #ay una +rdida de a(ua y una (eneraci%n de

calor 9 /inalmen$e de ?aussure descri3e la necesidad de la nu$rici%nmineral de las +lan$as9

.l )uímico alem:n J9 on Lie3i( es uno de los (randes +romo$ores

$an$o del conocimien$o ac$ual so3re Química 'r(:nica como so3re

/isiolo(ía Ve(e$al im+oniendo el +un$o de is$a de los or(anismos

como en$idades com+ues$as +or +roduc$os )uímicos y la im+or$ancia

de las reacciones )uímicas en los +rocesos i$ales9 Con*irma las

$eorías eA+ues$as +reiamen$e +or de ?aussure ma$izando )ue si

3ien la *uen$e de car3ono +rocede del C'2 a$mos*rico el res$o delos nu$rien$es +roienen del suelo9

La denominaci%n como cloro*ila de los +i(men$os *o$osin$$icos *ue

acu"ada +or ,elle$ier y Caen$ou a comienzos del si(lo 9

Du$roc#e$ descri3e la en$rada de C'2 en la +lan$a a $ras de los

es$omas y de$ermina )ue solo las clulas )ue con$ienen cloro*ila son

+roduc$oras de oAí(eno9 9 on Mo#l m:s $arde asociaría la

+resencia de almid%n con la de cloro*ilas y descri3iría la es$ruc$ura

de los es$omas9 ?ac#s a su ez relacion% la +resencia de cloro*ilacon cuer+os su3celulares )ue se +ueden alar(ar y diidir así como

)ue la *ormaci%n de almid%n es$: asociada con la iluminaci%n y )ue

es$a sus$ancia desa+arece en oscuridad o cuando los es$omas son

ocluidos9 ?ac#s se de3e la *ormulaci%n de la ecuaci%n 3:sica de la

*o$osín$esis>

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Th._de_Saussure&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Biomasahttp://es.wikipedia.org/wiki/Respiraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mineralhttp://es.wikipedia.org/wiki/Justus_von_Liebighttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_Org%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fisiolog%C3%ADa_Vegetalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Suelohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pierre_Joseph_Pelletierhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Caventou&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Caventou&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XIXhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Dutrochet&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Estomahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=H._von_Mohl&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Almid%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sachshttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Th._de_Saussure&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Biomasahttp://es.wikipedia.org/wiki/Respiraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mineralhttp://es.wikipedia.org/wiki/Justus_von_Liebighttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_Org%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fisiolog%C3%ADa_Vegetalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Suelohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pierre_Joseph_Pelletierhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Caventou&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XIXhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Dutrochet&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Estomahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=H._von_Mohl&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Almid%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sachs


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6 C'2 F 6 2' K C612'6 F 6 '2

?c#im+er daría el nom3re de cloro+las$os a los cuer+os coloreados

de ?ac#s y descri3iría los as+ec$os 3:sicos de su es$ruc$ura $al como

se +odía de$ec$ar con microsco+ía %+$ica9 .n el l$imo $ercio del

si(lo se sucederían los es*uerzos +or es$a3lecer las +ro+iedades

*ísico-)uímicas de las cloro*ilas y se comienzan a es$udiar los

as+ec$os eco*isiol%(icos de la *o$osín$esis

El clo!o)l(to * lo( )igmento( +oto(int,tico(

O!gni(mo( 2ue !eli3n +oto(-nte(i( * con+igu!ción

del clo!o)l(to

La *o$osín$esis la realizan $an$o or(anismos eucario$as ;+lan$assu+eriores y al(as< como +rocario$as ;ciano3ac$erias y 3ac$erias*o$osin$$icas


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enzimas solu3les y unas es$ruc$uras mem3ranosas con *orma desacos a+lanados llamadas $ilacoides )ue se *orman a +ar$ir deina(inaciones la mem3rana in$erna9

=na +ila de es$os sacos cons$i$uye la (rana9 Las di*eren$es (rana

es$:n conec$adas +or re(iones mem3ranosas denominadas lamelas aeces la +ro+ia mem3rana de los $ilacoides se denomina lamela9.l cloro+las$o $iene $res com+ar$imen$os se+arados> el es+acioin$ermem3rana el es$roma y el es+acio $ilacoidal9 .n +rocario$as *o$osin$$icos )ue no +oseen cloro+las$os di*erenciadosla mem3rana +lasm:$ica *orma unas ina(inaciones cor+usculares;croma$%*oros

Los +i(men$os +rimarios> Cloro*ilas

Los +i(men$os secundarios> Caro$enoides> Caro$enos

> an$o*ilas

Bili+ro$einas> /icocianina

> /icoeri$rina

Las cloro*ilas son los +i(men$os m:s im+or$an$es )ue a3sor3en luz9?on +i(men$os erdes con un sis$ema de cua$ro #e$erociclos de cincor$ices )ue rodean a un :$omo de M( coordinado +or los cua$roni$r%(enos in$ernos de los #e$erociclos9 .l (ru+o car3oAílico delcuar$o #e$erociclo es$: es$eri*icado +or una lar(a cadena la$eral del

iso+renoide *i$ol9 Los dis$in$os sus$i$uyen$es de es$os anillos danlu(ar a los di*eren$es $i+os de cloro*ilas9 Las +lan$as su+eriores yal(as cloro*íceas con$ienen cloro*ila a y 3 las ciano3ac$erias solocloro*ila a o$ras al(as con$ienen adem:s de la cloro*ila a cloro*ila cy d9 Las 3ac$erias $ienen cloro*ilas es+eciales denominadas 3ac$eriocloro*ila9


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Los +i(men$os accesorios o secundarios eA$ienden el ran(o de luza3sor3ida a o$ras zonas del es+ec$ro elec$roma(n$ico como +uedeo3serarse en el es+ec$ro de a3sorci%n de los +i(men$os*o$osin$$icos9

Los +rinci+ales caro$enos ;3e$acaro$eno al*acaro$eno< y Aan$o*ilas;lu$eína y zeaAan$ina


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.n +lan$as su+eriores y al(as #ay dos $i+os de *o$o-sis$emas cadauno con su cen$ro de reacci%n y su (ru+o de molculas an$ena> el ,?- cuya molcula ac$ia del cen$ro de reacci%n un dímero decloro*ila a es+ecializada $iene un m:Aimo de a3sorci%n a 700 nm

;,700< y

E(tom(

.s$omas son +oros +resen$es en #o@as y $allos9 $ras de es$os +oros las +lan$as a3sor3en C'2 y li3eran '2 duran$e el +roceso de*o$osín$esis9

Las +lan$as con$rolan la a+er$ura de los +oros ;*recuencia y $ama"ode la a+er$ura


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Figu! .$ ,a+el de los es$omas duran$e el +roceso *o$osin$$ico y dem:s +rocesosme$a3%licos )ue re)uieren in$ercam3io de (ases con el am3ien$e

F(e lumino( de l +oto(-nte(i(.n la *ase luminosa $ienen lu(ar $res +rocesos 3:sicos comoconsecuencia de la a3sorci%n de luz> la *o$olisis del a(ua el$rans+or$e de elec$rones y la *o$o-*os*orilaci%n9

Fotoli(i( del gu$La *o$%lisis es la ru+$ura de enlaces )uímicos +or causa de

ener(ía radian$e9 ?e llama *o$%lisis o *o$olisis a la disociaci%n de

molculas or(:nicas com+le@as +or e*ec$o de la luz

http://j.delavegal.googlepages.com/Estoma.jpg/Estoma-full;init:.jpg


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Inte!ccione( ent!e l ene!g- !dinte * l mte!i$

Cuando un *o$%n incide en cues$i%n arias cosas +ueden ocurrir

de+endiendo de la ener(ía en el *o$%n y la na$uraleza de la cues$i%n9Varios +osi3les e*ec$os se ilus$ran en la *i(ura 69 .n los *o$ones son

lo su*icien$emen$e enr(icas como las de los rayos c%smicos o

rayos los elec$rones +ueden ser eA+ulsados de las molculas

o3@e$io9 Con *recuencia los enlaces )uímicos se rom+en de@ando

*ra(men$ado ;*i(ura 6 reacci%n


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no es correc$o #a3lar de el e*ec$o de EluzE so3re las +lan$as +or)ue

es demasiado res$ric$ia9

.l $rmino ener(ía radian$e se +re*iere cuando se #a3la de *o$o

reacciones *isiol%(icas9 ?in em3ar(o si se en$iende )ue Ela luzE +ara

las +lan$as incluye lon(i$udes de onda de 240 a 400 nm el $rminoluces es conenien$e9 m3os $rminos la ener(ía radian$e y la luz se

u$ilizar: a)uí9

Las ener(ías de los *o$ones en la *o$o *isiolo(ía de la re(i%n del

es+ec$ro son su*icien$es +ara des+lazar elec$rones en el eA$erior

cene*a conc#as de los rece+$ores de molculas con lo )ue la

+roducci%n de molculas eAci$ados ;*i(ura 6 reacci%n C


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A%(o!ción de lu3 )o! l( clo!o+il(

=na molcula dada solo +uede a3sor3er radiaciones de cier$aslon(i$udes de onda9 =na molcula )ue #a a3sor3ido un *o$%n es$: enun es$ado eAci$ado (eneralmen$e ines$a3le9 La molculaelec$r%nicamen$e eAci$ada +uede disi+ar su ener(ía de diersosmodos como emisi%n de calor y *luorescencia o 3ien +uede

$rans*erir un elec$r%n a un ace+$or de elec$rones oAid:ndose9 .s$e +roceso $iene lu(ar +or)ue el elec$r%n es$: menos *uer$emen$e li(adoa la molcula eAci$ada )ue a la molcula en su es$ado 3asal9 .l ac$o +rimario de la *o$osín$esis +or el )ue una molcula de cloro*ilaes+ecializada cede sus elec$rones al cen$ro de reacci%n $iene lu(ar dees$a *orma9

,ara ello la cloro*ila +uede +asar a un es$ado eAci$ado con unelec$r%n en un niel ener($ico su+erior al a3sor3er la ener(ía solary +os$eriormen$e +uede ceder ese elec$r%n a o$ra molcula )ue se

reducir:9 La molcula de cloro*ila oAidada )ueda en$onces encondiciones de ace+$ar un elec$r%n de un donador na$ural como ela(ua +ara oler a su es$ado inicial9 Los dos #ec#os *undamen$ales)ue $ienen lu(ar en la *ase luminosa de la *o$osín$esisson los si(uien$es> !o$ura de la molcula de a(ua )ue (enera oAí(eno comosu3+roduc$o>

2' N 2 F 2 e F O '2

Visi3le!adiaci%nul$raiole$a Molcula eAci$ada


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FOTO4SISTEMAS

Los *o$o-sis$ema son con@un$os de molculas de cloro*ila y +i(men$os )ue se encuen$ran en los $ilacoides u3icados al in$erior delos cloro+las$os9.n el cen$ro del *o$o-sis$ema se encuen$ra la cloro*ila )ue a3sor3eluz solar +ara ac$iarse9 La ener(ía con$enida en la cloro*ila ac$iadase u$iliza +ara #acer *uncionar los +rocesos )uímicos en los )ue se 3asa (ran +ar$e de la ida9

E5i(ten do( ti)o( de +oto4(i(tem(:

• Foto4(i(tem I: u$iliza un $i+o de cloro*ila denominado ,70093sor3e la lon(i$ud de onda de 700nm ;nm N nan%me$ros P nan%me$ro N millonsima +ar$e de un me$ro


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lon(i$udes de onda en$re 00 y 700 nan%me$ros ;luz morada< y 700nan%me$ros ;luz ro@a


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:$omo me$:lico da al ci$ocromo color oscuro9 ay $res (randes $i+osde ci$ocromos llamados a 3 y c9Citoc!omo con$iene co3re9Citoc!omo( % * c con$ienen #ierro9

Los ci$ocromos es$:n incor+orados en la mem3rana celular de las 3ac$erias y en las mem3ranas in$ernas de las mi$ocondrias ;or(:nulos +resen$es en las clulas animales y e(e$ales< y de los cloro+las$os;s%lo en clulas e(e$ales


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Figu! 6$ .s)uema (eneral del *o$osis$ema del +roceso luminoso de la*o$osín$esis

Foto4Si(tem II .l *o$o-sis$ema ;/?


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molculas de -*os*o(licrico9 La enzima !=B?C' es +osi3lemen$e la +ro$eína m:s a3undan$e en el mundo localizada enla su+er*icie de las mem3ranas $ilacoideas9

La ener(ía del 8, y D, )ue *ue (enerada en am3os *o$o-

sis$emas se u$iliza +ara ad#erir *os*a$os ;*os*orilar< al -,G yreducirlo a *os*o(liceralde#ido o ,GL de $res car3onos $am3in9Del $o$al de 12 molculas $rans*ormadas dos molculas de -,GLsalen del ciclo +ara coner$irse en (lucosa9 Las molculas res$an$esde ,GL son coner$idas +or medio del 8, en 6 molculas de!uB, ;5 car3onos


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encuen$ra con*inado den$ro de un com+ar$imien$o limi$ado +or mem3ranas sino li3remen$e en el ci$o+lasma9

Euc!iot(: ?on clulas )ue $ienen un ncleo9 Las .ucario$as u$ilizan am3os

*o$o-sis$emas ; y

• D +rinci+al desnudo ;sin un denso acom+a"amien$o de +ro$eínas< y lo m:s a menudo en *orma de una sola #e3racircularS diisi%n celular +or *isi%n 3inaria sin un mecanismocom+le@o de re+ar$o com+ara3le a la mi$osis de loseucario$as9

• Carencia de or(:nulos mem3ranosos en el ci$o+lasma )ue*orma un solo com+ar$imen$o9

• .Ais$encia salo en al(unos +ar:si$os endocelulares de unse(undo com+ar$imien$o acuoso rodeando el ci$o+lasma el +eri+lasma limi$ado in$ernamen$e +or la mem3rana

+lasm:$ica y eA$ernamen$e +or una se(unda mem3rana o una +ared densa9• .l ci$o+lasma no con$iene o3@e$os reconoci3les salo (ranos

de resera de com+osici%n ariada y a(re(ados molecularesisi3les s%lo con las mayores am+liaciones del microsco+ioelec$r%nico como ri3osomas o car3oAisomas9

• ?uelen +or$ar +ared celular cuya com+osici%n no $iene nada)ue er con la de los (ru+os eucari%$icos )ue la $ienen9

• ?e alimen$an uniersalmen$e +or a3sorci%n son osm%$ro*ossin $ener en (eneral la ca+acidad de in(erir o in$ernalizar +ar$ículas u o$ras clulas ;endoci$osis


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COMPONENTE FOTOSISTEMA I FOTOSISTEMA II

Centro de reacción Clorofila P700 Clorofila P680

Fuente de electrones Fotosistema II H2O

Donde los electrones terminan NADPHCentro de reacción delfotosistema I

Donde la energa termina NADPH A!P

Foto4+o(+o!ilción

sociada a la mem3rana $ilacoidal $am3in se encuen$ra la 8,sin$asa )ue (racias al (radien$e de +ro$ones resul$an$e del +roceso*o$osin$$ico +ermi$e *os*orilar el D, y así sin$e$izar 8,9 .ncondiciones sa$uran$es de luz los cloro+las$os (eneran (radien$es de + de unas 95 unidades a $ras de su mem3rana $ilacoidal9 .s$o

$iene dos causas +rinci+ales>

9 La *o$olisis del a(ua )ue $iene lu(ar en el es+acio $ilacoidalim+lica la (eneraci%n de F +or cada molcula de ' 2 li3erada9.sos +ro$ones +ueden considerarse )ue ienen del es$roma donde seconsumen +ara la sín$esis de D,9.l $rans+or$e de elec$rones +or el com+le@o 36* a acom+a"ado deuna $ranslocacion de F ;unos 4 +or cada molcula de '2des+rendida< desde el es$roma #as$a el es+acio $ilacoidal98odo es$o llea a una al$a concen$raci%n de F en el es+acio$ilacoidal ;a+roAidamen$e 12 F se $ranslocan +or cada molcula de'2 +roducida


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)ue im+lica unos 8, +or molcula de 02 des+rendida9 .l *lu@ocíclico es m:s +roduc$io ya )ue rinde 2 de 8, +or *o$%n9

F(e Lumino( C-clic

La *ase luminosa cíclica es im+or$an$e +ara sin$e$izar el 8,su*icien$e +ara )ue $en(a lu(ar la *ase 3iosin$$ica9

)uí s%lo in$eriene el *o$o-sis$ema y +or $an$o>

19 o #ay *o$%lisis del a(ua

29 o se *orma D, F F

9 o se des+rende '2

.l +roceso es similar al acíclico +ero sin la +ar$ici+aci%n del *o$o-sis$ema 9 Los *o$ones de luz inciden so3re la cloro*ila ,700 y +asa

al es$ado eAci$ado de cloro*ila ,700_ li3erando los elec$ronesca+$urados a la *erredoAina y s$a en lu(ar de u$ilizarlos +arasin$e$izar D, F F los cede a la +las$o)uinona )ue comoimos sería +ara aumen$ar la concen$raci%n de +ro$ones en elin$erior del $ilacoide9 Los elec$rones de la +las$o)uinona son cedidosnueamen$e al *o$osis$ema +ara )ue uela a re+e$irse el ciclo


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+or)ue recordemos )ue no $enemos elec$rones de la *o$%lisis dela(ua9

La realizaci%n re+e$ida de es$e ciclo aumen$a muc#o laconcen$raci%n de +ro$ones )ue son u$ilizados +or las 8,-sin$e$asas

+ara sin$e$izar 8, y así se soluciona el d*ici$ ener($ico )ue$eníamos +ara iniciar la *ase 3iosin$$ica

Figu! 7;$ .s)uema (eneral del *o$osis$ema y la *o$o*os*orilaci%n oAida$iacíclica

F(e Lumino( Ac-clic$

.l +roceso se inicia con la lle(ada de *o$ones de luz al *o$osis$ema lo )ue +rooca la eAci$aci%n del +i(men$o diana )ue recordemos erala cloro*ila ,6409 Dic#a eAci$aci%n $iene lu(ar con la ca+$aci%n delos elec$rones +roceden$es de la *o$%lisis del a(ua y el )ue lamolcula de cloro*ila ceda o ca+$e elec$rones es$: en *unci%n de su +o$encial redoA9

Redo5: !eacciones de !educci%n-'Ai(enaci%n9,ara eA+licarlo de *orma sim+le diremos )ue cuan$o m:s ne(a$iosea el +o$encial de la molcula de cloro*ila mayor ser: su ca+acidaddonadora mien$ras )ue cuan$o m:s +osi$io mayor ser: suca+acidad ace+$ora9 8raducido al +roceso )ue es$:3amos iendoan$es la cloro*ila ,640 +asa de un +o$encial redoA +osi$io a unone(a$io lo )ue la conier$e en una molcula eAci$ada ca+az de


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ceder los elec$rones )ue #a reci3ido del a(ua9 Cuando un +i(men$oes$: eAci$ado se le coloca un as$erisco de modo )ue a#ora es$amosan$e una cloro*ila ,6409

La cloro*ila ,640 ceder: los elec$rones a la *eo*i$ina )ue es el

ace+$or +rimario y des+us los +asa a una molcula llamada +las$o)uinona )ue (racias al ciclo de oAidaci%n-reducci%n )ue su*redic#a molcula se ir:n incor+orando +ro$ones al in$erior del $ilacoide)ue como eremos m:s adelan$e ser:n de suma im+or$ancia +ara lasín$esis de 8,9

Figu! 7


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#ora la molcula de cloro*ila im+licada es di*eren$e se $ra$a de lacloro*ila ,700 )ue como di@imos en el caso an$erior +asar: a unes$ado eAci$ado llamado cloro*ila ,7009

Los elec$rones ca+$ados +or la cloro*ila ,700_ ser:n cedidos al

ace+$or 0 y s$e a su ez los ceder: a una molcula llamada*errodoAina )ue +or medio de una reacci%n enzim:$ica ;reduc$asa<sin$e$izar: D, F F ;molcula ener($ica LA C=CLICA

FOSFORILACIÓN NO

CÍCLICAFOSFORILACIÓN CÍCLICA

Fuente de electrones H2ONinguna" los electronescirculan #or el sistema

$%e li&era o'geno( % )del H2O* No

Ace#tor final de electrones NADP+Ninguno de los electronescircula #or el sistema

Forma en ,ue se ca#turatem#oralmente la energa

A!P )#or ,uimiósmosis*"NADPH

A!P )#or ,uimiósmosis*

Foto sistema )s* re,ueridos )s* P%I )P700* - P%II )P680* %olo el P%I )P700*

A(imilción de c!%ono: ciclo de Cl'in

Duran$e la *ase oscura el +oder reduc$or ;D, o /drd< y laener(ía )uímica ;8,< (eneradas en la e$a+a an$erior se u$ilizan +ara


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la sín$esis de ma$erial celular a +ar$ir de molculas inor(:nicassencillas y es$a3les como di%Aido de car3ono ni$ra$o dini$r%(enosul*a$o y *os*a$o9 .s una *ase de 3iosín$esis )ue conllea el (as$o deener(ía y +oder reduc$or y )ue no ocurre nicamen$e en oscuridadcomo se malin$er+re$a en ocasiones9

.l C'2 se reduce #as$a car3o#idra$os median$e un +roceso )ue +uedesim+li*icarse como si(ue>La mayoría de las +lan$as almacenan la ener(ía solar como car3onosemirreducido> azcares almid%n y celulosa9 La reacci%n de la*ormaci%n de una molcula de(lucosa a +ar$ir de C'2 es la si(uien$e>

6 C'2 F 12 D, F 12 F 14 8, F 12 2' N C612'6 F 12 D, F 14D, F 14 ,i

La ru$a 3io)uímica )ue conduce a es$a sín$esis se denomina ciclo deCalin y +uede es)uema$izarse como se indica en la /i(ura 69 .nella se mues$ra c%mo a +ar$ir de C'2 y un es)uele$o de 5 :$omos decar3ono ;ri3ulosa< se (eneran in$ermediarios de :$omos de car3ono;-*os*o(licera$o de a#í )ue $am3in se denomine el ciclo como delas +lan$as C< )ue +ermi$en la sín$esis de (lucosa la cual +uede +asar a la (lucolisis o 3ien almacenarse como resera ener($ica9 .ndic#o +roceso la asimilaci%n de 6 unidades de C'2 +ara *ormar eles)uele$o de la (lucosa ;C612'6< re)uiere un $o$al de 14 8, y 12 D,9

?e $ra$a de un ciclo en el )ue in$erienen 1 in$ermediarios y 1enzimas9 La +rimera de ellas la ri3ulosa 3is*os*a$o car3oAilasa )ueca$aliza la incor+oraci%n del C'2 al es)uele$o de ri3ulosa +roduciendo dos unidades de -*os*o(licera$o se +uede considerar como la enzima m:s im+or$an$e +ara la ida en el +lane$a ya )uecasi $oda la ida de+ende en l$ima ins$ancia de su acci%n9 La !uB,car3oAilasa cons$i$uye el 15 ` de la +ro$eína del cloro+las$o y es la +ro$eína m:s a3undan$e en el +lane$a9 dem:s se $ra$a de un +asoirreersi3le y un im+or$an$e +un$o re(ula$orio de la ru$a9

l(unas es+ecies de +lan$as como la ca"a de azcar el maíz y lamayor +ar$e de las malas #ier3as +oseen un ciclo me$a3%lico )ue +ermi$e concen$rar el C'2 en sus clulas *o$osin$$icas9 .s$ases+ecies realizan el denominado ciclo de las +lan$as C de $al *orma)ue *i@an el C'2 a $ras de in$ermediarios de :$omos de car3ono;oAaloace$a$o o mala$o< u$ilizando como es)uele$o 3ase el


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*os*oenol+irua$o es$e +roceso lo realizan en las clulas mes%*ilas;en con$ac$o con el aire


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ri3ulosa 3is*os*a$o ;!uB,< ori(inal de@:ndola dis+oni3le +ara)ue el ciclo se re+i$a nueamen$e9

,or $an$o en cada re+e$ici%n del ciclo se incor+ora una molcula decar3ono *i@ado ;C'2< a o$ra molcula +reeAis$en$e de 5 :$omos de

car3ono ;ri3ulosa 3is*os*a$o


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SUBSTANCIAS QUEENTRAN PRODUCTOS QUE SALEN DESTINO DE LOSPRODUCTOS

.u/P .u&sco Comiena otro ciclo

CO2

Fosfato de gliceralde1do%e conierte en glucosa u otromonómero

3a energa a #artir de A!P 4NADPH

5lectrones a #artir de NADPH

Protones a #artir de NADPH 4H+


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Foto4!e()i!ción

=na de las +ro+iedades m:s in$eresan$es de la ru3isco es )ue adem:sde ca$alizar la car3oAilaci%n de la ri3ulosa 15 3i*os*a$o $am3in +roduce su oAi(enaci%nS +roceso conocido como *o$o-res+iraci%n9

!=B, F '2 F !u3ísco acido *os*o(licrico F Glicola$o

La *o$o-res+iraci%n da como resul$ado la li3eraci%n de C'2 des+usde una serie de reacciones enzim:$icas9 .s admira3le )ue la ru3iscode 3ac$erias anaer%3icas au$%$ro*as ca$aliza la reacci%n de laoAi(enadab La reacci%n de la car3oAilaci%n es *aorecida a laoAi(enaci%n en una +ro+orci%n de >1S lo )ue indica un ` deine*iciencia en la car3oAilaci%n9 .l me$a3olismo del (licola$ore)uiere la +ar$ici+aci%n de las mi$ocondrias y de los +eroAisomas9

?in em3ar(o es en las mi$ocondrias donde el amino:cido (licina +roducido en los +eroAisomas es descar3oAilado li3erando C'29

.l ri$mo de la *o$o-res+iraci%n de las +lan$as C es 3as$an$e eleadosiendo 5 eces su+erior al de la res+iraci%n en la oscuridadS lo cuales +er@udicial +ara es$as +lan$as9 Las +lan$as C )ue mues$ran muy +oca o nin(una *o$o-res+iraci%n son considera3lemen$e m:se*icien$esS ya )ue realizan la *o$osín$esis a concen$raciones m:s 3a@as de C'2 y a m:s eleadas $ensiones de oAí(eno9

Las +lan$as C son de ori(en +rinci+almen$e $ro+ical #a3i$an encondiciones de al$a luminosidad y al$as $em+era$uras9 .s$o les +ermi$e com+e$ir m:s e*icien$emen$e con las +lan$as C al $ener )uecerrar los es$omas +ara economizar a(ua y ei$ar la desecaci%nS sinem3ar(o +ueden realizar la *o$osín$esis a 3a@as $ensiones de C'2de3ido a )ue la enzima ,.,-car3oAilasa mues$ra una mayor a*inidad +or el C'2 )ue la ru3isco9


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VIA DE . CARBONOSl(unas +lan$as #an desarrollado un ciclo +reio +ara ei$ar la *o$o-res+iraci%n donde la *i@aci%n del C'2 comienza en el*os*oenol+irua$o ;,.,


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.l +roceso *o$osin$$ico +resen$a mayor e*iciencia con nieles +romedio de luz solar9 .s decir a +leno sol con muy al$aluminosidad +ar$icularmen$e al mediodía las +lan$as a3sor3enmuc#o m:s ener(ía de la )ue +ueden usar9 .n es$as circuns$ancias

cuando las +lan$as no encuen$ran *orma +ara dis+ersar de *ormase(ura la ener(ía eAceden$e en$onces el cloro*ila +asa a un es$ado deso3reeAci$aci%n desde el cual su ener(ía +uede $rans*erirse aloAí(eno dando como resul$ado EoAí(eno sin(ule$eE un +o$en$eoAidan$e )ue +uede causar da"o a la +lan$a incluso su muer$e9 .n$relos mecanismos an$ioAidan$es +ara +ro$ecci%n de las +lan$as seencuen$ran>

Los caro$enoides )ue son ca+aces de de$oAi*icar a la +lan$a del

EoAí(eno sin(ule$eE ca+$urando su ener(ía y disi+:ndola en *orma decalor9

La a$enuaci%n no *o$o)uímica de la ener(ía solar +roceso en el cualin$eriene una +ro$eína )ue se encuen$ra asociada al *o$osis$ema conocida +or las si(las ,s3?9

FOTOSINTESIS ARTIFICIAL

?i los )uímicos lo(raran re+roducir la *o$osín$esis +or mediosar$i*iciales se a3riría la +osi3ilidad de ca+$urar ener(ía solar a (ranescala9 .n la ac$ualidad se $ra3a@a muc#o en es$e $i+o deines$i(aci%n9 8odaía no se #a lo(rado sin$e$izar una molculaar$i*icial )ue se man$en(a +olarizada duran$e un $iem+o su*icien$e +ara reaccionar de *orma $il con o$ras molculas +ero las +ers+ec$ias son +rome$edoras9


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CONCLUSIONES

La *o$osín$esis es la conersi%n de ener(ía solar en ener(ía )uímicade enlace e@e9 Macromolculas como car3o#idra$os y lí+idos e$c9(racias a los +i(men$os *o$osin$$icos9

La *o$osín$esis se +resen$a dos e$a+as *ase lumínica y *ase oscura la +rimera a+roec#a la ener(ía solar +ara +roducir ener(ía me$a3%licay la se(unda no de+ende direc$amen$e de luz sino )ue u$iliza el 8,

+ara la asimilaci%n de los 3ioelemen$os im+or$an$es $ales como C ' 9

Las +lan$as C no $ienen cualidades es+eciales +ara resis$ir a se)uias +or lo )ue necesi$an de una 3uena can$idad de a(ua y un am3ien$e#medo +ara )ue ellas se +uedan desarrollar com+le$amen$e9


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di*erencia de las +lan$as C las +lan$as C $ienen una 3uenaada+$aci%n a climas c:lidos y :ridos ya )ue su *o$o res+iraci%n esmínima en com+araci%n con la de las +lan$as C9

.n las +lan$as CM la re(ulaci%n de la ,., car3oAilasa in$eriene

en los es$omas los )ue ac$an di*eren$es en las +lan$as C y C loses$omas de es$as se a3ren duran$e la noc#e +ara +ermi$ir la *i@aci%nde C'2 en mala$o y en el día se cierran ei$ando así laeo$rans+iracion9

Los *o$osis$emas son de (ran im+or$ancia ya )ue den$ro de ellos seencuen$ra la cloro*ila )ue a3sor3e la luz solar +ara ac$iarse y dar elcolor erde a las #o@as9

VOCAVULARIO

Arqueobacterias (del griego arkhaios = antiguo; bakterion= bastón): grupo de procariotas de unos 3.500 millones deaños de antigüedad, presentan una serie de característicasdierenciales !ue "icieron !ue #arl $oese, proesor de la%ni&ersidad de 'llinois, %rbana, %..., proponga suseparación del reino *oneras + la creación de uno nue&o:

rc"ea, propuesta !ue "o+ es cada &e mas aceptada. Autotrofos (del griego autos = propio; trophe = nutrición):t-rmino utiliado para nombrar a organismos !ue sintetiansus propios nutrientes a partir de materia inorgnica.

ATP (adenosín triosato): /rincipal producto !uímicoutiliado por los sistemas &i&ientes para almacenar energía,


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consiste en un una base (adenina) unida a un acar (ribosa) + a tres osatos. Beta caroteno: #arotenoide &egetal precursor de la &itamina .

Catalizador (del griego katalysis = disolución): ustancia!ue disminu+e la energía de acti&ación de una reacción!uímica, acelerando la &elocidad de la reacción. Carotenoides (del latín carota = ana"oria): tipo depigmentos !ue comprende a los carotenos ( de color amarillo,anaran1ado o ro1o) + a las 2antoilas (de color amarillo).uímicamente terpeno compuesto por oc"o unidades deisopreno.

Células oclusivas: #-lulas epid-rmicas especialiadas !uelan!uean los estomas + cu+o cierre + apertura regula elintercambio de gas + la p-rdida de agua Ciclo de Calvin (o de #al&in4enson o de 6i1ación del#arbono) erie de reacciones bio!uímicas mediadas porenimas, mediante las cuales el an"ídrido carbónico esreducido e incorporado en mol-culas orgnicas !uee&entualmente algunas de ellas orman acares. 7n loseucariotas, esto ocurre en el estroma del cloroplasto. Clorofila (del griego khloros = &erde claro, &erdeamarillento; phylos = "o1a): /igmento &erde !ue inter&iene enla captación de la energía lumínica durante la otosíntesis. Cloroplasto: (del griego khloros = &erde claro, &erdeamarillento; plastos = ormado): 8rganela de la c-lula de algas + plantas !ue posee el pigmento cloroila +, es el sitio de laotosíntesis.Energía de activación: 9a menor cantidad de energía

re!uerida para !ue ocurra una determinada reacción !uímica. aría de reacción en reacción. Enzima(del griego en = en; zyme = le&adura): *ol-cula deproteína !ue acta como cataliador en las reacciones bio!uímicas.


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Epidérmis ( del griego epi = encima; derma = piel): 7nplantas, la capa mas e2terna de c-lulas, a menudo cubierta porun cutícula cerosa. /ro&ee protección a la planta.

Estoma (del griego stoma = boca): berturas en la epidermisde las "o1as + tallos rodeados de c-lulas oclusi&as, inter&ienenen el intercambio gaseoso. Eucariotas (del griego eu = bueno, &erdadero; karyon =ncleo, nue): organismos caracteriados por poseer c-lulascon un ncleo &erdadero rodeado por membrana. 7l registroar!ueológico muestra su presencia en rocas deapro2imadamente ./ paraormar @/. @ema ampliado

!esófilo: par-n!uima otosint-tico localiado entre las dosepidermis de la lmina de la "o1a. Procariotas (del latín pro = antes, del griego karyon =ncleo, nue): @ipo de c-lula !ue carece de ncleo rodeado pormembrana, posee un solo cromosoma circular + ribosomas


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!ue sedimentan a A0 (los de los eucariotas lo "acen a B0).#arecen de organelas rodeadas por membranas. e consideranlas primeras ormas de &ida sobre la @ierra, e2isten e&idencias!ue indican !ue +a e2istían "ace unos 3500 millones de años

Transporte de electrones:

) Ceacciones de o2idaciónreducción en las cuales loselectrones son pasados de una proteínaenima ligada amembrana a otra "asta !ue inalmente son cedidos al aceptorinal, generalmente o2ígeno. >urante este proceso se orma @/.


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Bi3lio(ra*ía

-D9 '9 all T9T9 !ao PHOTOSYNTHESIS ?8=D.? BL'G?iA$# edi$ion 1&&&

,rin$ed in $#e =ni$ed Tin(dom a$ $#e =niersi$y ,ressCam3rid(e9

-Guimares /erri Mario Fisiología Vegetal ?ao ,aulo> .,=> .d9 Da =niersidade de ?ao ,aulo 1&7&9

-G9 !ay o((le Geor(e J9 /ri$z Introductory Plant Physiology1ra .d9 .n(lefood Cli**s ef Jersey ,!.8C.-LLC9 1&76

- B!C.L' C'LL J9 ;2''1


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Biologia9 ?an$a /e de Bo(o$a9 Mc Graf ill9 10g edic9 ++9 11-1279

Documents

133153439 Informe de Fotosintesis Zeus 10 5