Reacciones bioquímicas de la Fotosíntesis.

• Comprender las características de las reacciones foto-dependientes y foto-independeintes de la fotosíntesis.

• Analizar los factores que modifican la productividad fotosintética.

Objetivo de Aprendizaje

• Fase dependiente de luz o luminosa, en los tilacoides • Fase independiente de luz u oscura, en el estroma

FASES DE LA FOTOSÍNTESIS

El proceso de fotosíntesis se realiza en 2 etapas o fases:

Paso 1 (Foto-oxidación de los pigmentos): La luz es captada por el complejo antena, el cual transfiere la energía al centro de reacción, haciendo que la clorofila se oxide, liberando 2 electrones.

Paso 2 (Fotólisis del agua): La clorofila del PSII se estabiliza gracias a un proceso denominado fotólisis del agua, en la cual, las moléculas de H2O que se encuentran al interior del tilacoide, se rompen gracias a la acción de la luz; obteniendo O2 que luego sale por los estomas, iones H+ y electrones que se transfieren a la clorofila del PSII.

Paso 3 (Transferencia de electrones): Los 2 electrones que cedió la clorofila del PSII, se transfieren por una cadena de proteínas (plastoquinona, citocromo b6f y plastocianina) hacia la clorofila del PSI, que también se encuentra oxidad e inestable y de esta forma vuelve a su estabilidad.

Paso 4 (Fotorreducción del NADP+): Paralelamente a lo mencionado en los pasos anteriores, el PSI también es estimulado por la luz, lo que genera que la clorofila del PSI libere 2 electrones que se transfiere a la enzima ferredoxina NADP reductasa, la cual reduce al NADP, generando NADPH.

Paso 5 (Foto-fosforilación del ATP): Producto de la fotólisis del H2O, se genera una acumulación de iones H+ o de protones en el interior del tilacoide, los que posteriormente salen a favor de su gradiente a través de la enzima ATP sintetasa, la que aprovecha esta fuerza protón motriz para convertir ADP en ATP.

Fase dependiente de luz o luminosa

Lugar donde se realiza: membranas tilacoidales Reactantes: H2O, ADP y NADP

+

Productos: O2, ATP y NADPH Resumen del proceso: • Foto-oxidación de los fotopigmentos. •Fotólisis del agua • Fotorreducción del NADP+

•Foto-fosforilación de ATP

Fase independiente de luz u oscura

Se produce en el estroma, aquí se logra la fijación del CO2 para obtener glucosa. Esta fase es dependiente de la anterior, ya que se requiere de ATP y NADPH, productos que ingresan al Ciclo de Calvin

Fase independiente de luz u oscura

Lugar donde se realiza: estroma de los cloroplastos Reactantes: ATP, NADPH y CO2 Productos: moléculas orgánicas (glucosa, aminoácidos, ácidos grasos) Resumen del proceso: Fijación del CO2 atmosférico Ciclo de Calvin

En el proceso de fotosíntesis, a partir de CO2 y H2O las plantas obtienen moléculas orgánicas, especialmente glucosa; en el proceso se libera O2. La glucosa y el O2 son utilizados por la célula en la respiración celular para obtener energía en forma de ATP, que será utilizado en funciones celulares, liberándose como desechos el CO2 y H2O.

Relación con la respiración celular

Factores de afectan la fotosíntesis Factores Internos

Son aquellos propios de las plantas y que hacen variar la tasa fotosintética: • Presencia de estomas • Pigmentos • Contenido de agua

Estoma

H2O CO2

Temperatura La temperatura entre 10 y 35 ºC es la óptima para la mayoría de las plantas. La tasa fotosintética cae notablemente en temperaturas cercanas a los 60ºC.

¿Por qué la fotosíntesis se ve

afectada con temperatura sobre

los 60 ºC?

A temperaturas muy altas las enzimas se

desnaturalizan

Factores Externos

Intensidad de la luz

Las plantas que reciben menos luz, realizan menos fotosíntesis que las que están a la luz. Sin embargo, la relación no es directamente proporcional, ya que si la planta se encuentra a pleno sol, la tasa fotosintética decae muchísimo, porque la alta cantidad de energía solar y la elevada temperatura dañan su desarrollo.

Concentración de CO2

El CO2 es la molécula utilizada por las plantas para producir diversas moléculas orgánicas. La falta de él disminuye la productividad y en exceso el proceso de fotosíntesis se satura, ya que depende de la acción de enzimas.

Variable dependiente es

aquella que no es controlada por

el investigador, para este

ejemplo corresponde a la

__________________.

Variable independiente es

aquella manipulada por el

investigador, para este ejemplo

corresponde a la

_____________.

tasa fotosintética

temperatura

Factores externos

¿Cuál es la importancia biológica de la fotosíntesis? • Por medio de este proceso la energía es ingresada a los ecosistemas.

• Todas los organismos fotosintéticos son los productores primarios, todos los seres heterótrofos comemos organismos autótrofos o comemos animales que se alimentaron plantas o algas.

Vegetales y cianobacterias

aprovechan…

a través de…

implica… Aprovechamiento de la energía solar, que queda retenida como un compuesto orgánico.

ocurre en fases…

Energía luminosa Sin participación de la luz

utiliza…

produce… produce…

utiliza…

La energía solar

La fotosíntesis

Fase clara Fase oscura

Agua, NADP+ y ADP

O2, NADPH y ATP

CO2, NADPH y ATP

Glucosa, NADP+ y ADP

Síntesis de la clase