DEFINICIÓN
Proceso metabólico que ocurre dentro de los
cloroplastos, mediante el cual se sintetiza glucosa
utilizando luz como fuente de energía.
Dentro de cloroplastos: hacen falta clorofila,
transportadores de electrones y enzimas presentes en
distintas partes del cloroplasto.
Aclaración: también ocurre un proceso similar en ciertos
procariotas (que no tienen cloroplastos).
o Ecuación General
6 CO
2
+ 6 H
2
O C
6
H
12
O
6
+ 6 O
2
En realidad la ecuación correcta sería:
6 CO
2
+ 12 H
2
O C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
+ 6 H
2
O
IMPORTANCIA
Se produce materia orgánica (glucosa) a partir de
materia inorgánica (dióxido de carbono y agua)
obtenida del ambiente.
• Por este motivo los organismos fotosintéticos son
llamados autótrofos
y son los productores, primer
eslabón de las cadenas alimentarias.
Se produce oxígeno (como producto de desecho)
que se libera a la atmósfera (o medio acuático) de
modo que está disponible para la respiración.
• Las células vegetales también consumen oxígeno para
la respiración celular.
• En condiciones óptimas la tasa de fotosíntesis es 3
veces mayor que la tasa de respiración, por eso el
exceso de oxígeno se libera.
BACTERIAS FOTOSINTÉTICAS
Existen bacterias fotosintéticas. De hecho los primeros organismos
fotosintetizadores fueron procariotas.
Pueden hacer fotosíntesis a pesar de no tener cloroplastos.
Recordemos que también hay procariotas que hacen respiración
aerobia, sin tener mitocondrias.
Estos organismos tienen plegamientos internos de la membrana
plasmática que de algún modo compartimentalizan la célula y
permiten el flujo de electrones y la formación de gradientes.
https://ucmp.berkeley.edu/bacteria
/cyanointro.html
Cyanobacteria: acuáticas y realizan fotosíntesis.
Son pequeñas, en su mayoría unicelulares, pero
pueden formar colonias que son visibles.
Son los fósiles más antiguos que se encontraron.
Existen fósiles de cianobacterias de más de 3.5
billiones de años.
Es el más grande y más importante grupo de
bacterias en la Tierra.
Son importantes proveedores de nitrógeno como
fertilizante.
El oxígeno atmosférico se debe a ellas.
También se debe a ellas el origen de las plantas:
TEORÍA ENDOSIMIBIONTE.
ASPECTO ENERGÉTICO
La energía lumínica proveniente del sol (o fuente
artificial de luz) se transforma en energía química,
contenida en la glucosa (y las demás moléculas
orgánicas que se producen a partir de ésta).
El proceso NO es 100% eficiente, ya que no toda la
energía lumínica que llega a las hojas es utilizada para
producir glucosa. Recordemos la 2ª ley de la
termodinámica en relación a esto.
La energía química contenida en las moléculas
orgánicas es la que los otros organismos
(heterótrofos) adquieren al comer y ser comidos. De
este modo la energía fluye
entre los distintos
eslabones de una cadena alimenticia.
ES UN PROCESO ENDERGÓNICO: CONSUME ENERGÍA
+
Reactivos
(baja energía
química)
+
OH
O
O
CH
2
OH
O O
O OC
O
HH
Fuente
de
energía
lumínica
Productos
(alta energía
química)
EL ESPECTRO DE LUZ VISIBLE
La luz visible
(blanca) está
compuesta por
radiaciones de
diferentes
longitudes de
onda (colores).
© Curtis et. al., 2009
PIGMENTOS FOTOSINTÉTICOS
Los pigmentos son moléculas
orgánicas complejas capaces de:
Absorber o atrapar ciertas
longitudes de onda.
Reflejar otras longitudes de
onda (será el color que
percibimos para ese
pigmento).
Transmitir (dejar pasar) otras
longitudes de onda.
Pigmentos fotosintéticos más
comunes:
Clorofilas a y b
Carontenos
Se encuentran en los
tilacoides y se agrupan
formando fotosistemas.
Clorofila
http://www.euita.upv.es/varios
/biologia/temas/tema_11.htm
ESPECTROS DE ABSORCIÓN
Clorofilas a y b:
• absorben violeta,
azul, rojo y naranja
• reflejan verde
Carotenos:
• absorben azul y
verde
• reflejan amarillo,
naranja y rojo
© Curtis et. al., 2009
REACCIONES DE OXIDO-REDUCCIÓN
Siempre que una molécula se oxida otra se reduce, y viceversa. Por
eso son necesarias las coenzimas NADP.
En la fotosíntesis el dióxido de carbono se reduce a glucosa, y el
agua se oxida a oxígeno.
En la etapa dependiente de la luz se produce “poder reductor” que
será utilizado luego para fijar el CO
2
en el Ciclo de Calvin.
Cuando el compuesto AH
2
se oxida,
transfiriendo dos H, la coenzima NAD
+
se reduce a NADH + H
+
En otro momento el NADH + H
+
cede
los dos H y reduce al compuesto BH
2
,
al mismo tiempo que se oxida a NAD
+
© Sadava et. al. - 2009
COENZIMAS NECESARIAS
Nicotinamida Adenina
Dinucleótido Fosfato
Estas moléculas son
necesarias para que ciertas
enzimas puedan actuar y
además son capaces de tomar
electrones y protones (e
-
y H
+
),
es decir reducirse, y luego
oxidarse (ceder e
-
y H
+
).
© Curtis et. al., 2009
ETAPAS DE LA FOTOSÍNTESIS
1) Etapa dependiente de la luz o fotoquímica
• Lugar: tilacoides
• La energía luminosa necesaria en esta etapa:
• Rompe moléculas de agua: FOTÓLISIS
• Se forman moléculas de O
2
, que se libera al medio.
• Los electrones liberados reemplazan a los perdidos por la
clorofila.
• Los protones o H
+
se usan para producir ATP y NADPH
(el NADP se reduce al tomar protones y electrones).
• Es absorbida por la clorofila, la cual se excita perdiendo
electrones que son transportados por una serie de
moléculas transportadoras de electrones. Esto genera un
gradiente de H
+
que permitirá la síntesis de ATP
(la energía lumínica fue transformada a energía química
contenida en el ATP, que luego será utilizado para producir
glucosa)
ETAPAS DE LA FOTOSÍNTESIS
2) Etapa independiente de la luz o bioquímica
• Lugar: estroma
• Los productos de la primer etapa, ATP y NADPH son
utilizados para FIJAR EL CO
2
y de este modo producir
glucosa.
• La serie de reacciones químicas que ocurren parten de una
molécula ya presente en el estroma (ribulosa bifosfato).
Como dicha molécula se vuelve a obtener a esta vía
metabólica se la llama Ciclo
de Calvin.
• El proceso es mediado por enzimas.
• La glucosa inmediatamente es almacenada en forma de
almidón.
• A partir de la glucosa la célula vegetal produce todas las
moléculas orgánicas que necesita.
Para ello también utiliza iones inorgánicos absorbidos del
medio externo (fosfatos, nitratos, magnesio, etc.).
Memb
interna
Memb
externa
Cloroplasto
Tilacoide
Espacio
intermebrana
Estroma
Grana
La clorofila en el cloroplasto está
contenida en la membrana de los
tilacoides. En estas membranas
ocurrirá la etapa lumínica. La
etapa oscura/bioquímica ocurre en
el estroma del cloroplasto.
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