FOTOSÍNTESIS

FOTOSÍNTESIS
2012
Bioq. Luciano Fusco .
FOTOSÍNTESIS
Ciclo del Carbono en la
Naturaleza.
RESPIRACIÓN
1
GLUCÓLISIS
Ciclo de Krebs
FOSFORILACIÓN
OXIDATIVA
En el CLOROPLASTO se produce
la FOTOSÍNTESIS
la cual consta de dos etapas,
etapas, de localización
y requerimiento energético diferentes:
ETAPA LUMINOSA
ETAPA OSCURA
2
Célula Vegetal
ETAPA
LUMINOSA
(membranas
tilacoides)
ETAPA
OSCURA
(estroma)
3
4
Parte I
Etapa Luminosa
ETAPA LUMINOSA
5
ETAPA
LUMINOSA
ETAPA LUMINOSA
(membranas tilacoides)
tilacoides)
•
Fotosistema I
•
Fotosistema II
•
Complejo del Citocromo b6f
• ATP sintasa
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FOTOSISTEMAS
Unidades funcionales de la etapa
luminosa de la FOTOSÍNTESIS, son
complejos multiproteicos formados
por::
por
COMPLEJO ANTENA: 200 – 300
moléculas de pigmentos
CENTRO DE REACCIÓN moléculas de
proteínas transferidoras de e- y 2
moléculas de clorofila a: PAR ESPECIAL
Fotosistemas
PS II
PS I
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Fotosistemas
Pigmentos
fotosintéticos
Principal antena del PSII
Pigmentos fotosintéticos
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Clorofilas antena y Par
especial
Fotosistema II
Complejo multiproteico que atraviesa la
membrana
Se localiza en las granas (casi no queda
expuesto al estroma)
Par especial: Clf a Abs
MAX
680 nm: P680
Función: oxidar el agua (fotólisis de del
agua) y reducir la plastoquinona
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Plastoquinona:
molécula de naturaleza terpenoide (lipídica)
Q + 2 e-(del PSII) + 2 H+(estroma) → QH2
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PS II
PS II
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Reacción global PS II
(LUMEN)
2 H2O → O2 + 4
4H
H+ + 4 e-
2 Q + 4H
4H+ + 4 e- → 2 QH
QH2 (Memb )
__________________________________
2 H2O + 2 Q → O2 + 2 QH
QH2
Complejo del Citocromo b6f
Permite el flujo de e- del PSII al PSI
Cataliza la transferencia de electrones
desde la QH2 a la plastocianina
Dirige el flujo de protones hacia el lumen
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Cb6f
•
Citocromo b6
• Citocromo f
• Proteína de
Rieske
• Proteína IV
Anillo HEMO
Reacciones en el Cb6f
2H+
estroma
Q
QH2
lumen
2H+
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Reacción global Cb6f
QH2 → Q + 2 H+ + 2 e2 PC (Cu++) + 2 e- → 2 PC (Cu+)
__________________________________
QH2 + 2 PC (Cu++) → 2 Q + 2 PC (Cu+) + 2 H+
Los H+ provenientes del
estroma ingresan al lumen
Fotosistema I
Complejo multiproteico que atraviesa la
membrana
Se localiza en las lamelas del estroma
Par especial: Clfa Abs MAX 700 nm
nm:: P700
Función: oxidar la plastocianina y formar
NADPH.
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NADP+
FNR
NADPH
FNR: ferredoxina NADP reductasa
Reacción global PSI
2 PC (Cu+) → 2 PC (Cu++) + 2 eNADP+ + 2 e- → NADPH + H+
__________________________________
2 PC (Cu+) + NADP+ → 2 PC (Cu++) + NADPH + H+
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lumen
ATP sintasa
estroma
Enzima que atraviesa la membrana
Se localiza en las lamelas del estroma
Función: sintetizar ATP a partir del
gradiente de H+ entre el lumen y el
estroma (FOTOFOSFORILACIÓN)
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ATP sintasa
Teoría
Quimiosmótica::
Quimiosmótica
obtención de
energía a partir de
flujo espontáneo
de protones
• Funciona a la inversa de una Bomba
• Pertenece al grupo de las
ATPasas clase F
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ATP sintasa
Teoría
Quimiosmótica::
Quimiosmótica
obtención de
energía a partir de
flujo espontáneo
de protones
• Funciona a la inversa de una Bomba
• Pertenece al grupo de las
ATPasas clase F
Reacción global de la
ETAPA LUMINOSA
2 H2O + 2 Q → O2 + 2 QH
QH2
2 [ QH
QH2 + 2 PC (Cu++) → 2 Q + 2 PC (Cu+) + 2 H+]
2 [2 PC (Cu+) + NADP+ → 2 PC (Cu++) + NADPH + H+]
ADP + P → ATP
2 H2O + NADP+ + ADP + P → O2 + 2NADPH + 2 H+ + ATP
La FOTÓLISIS del AGUA suministra los e- para la
formación de NAD
NADPH y los H para la síntesis del ATP
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Reacción global de la ETAPA
LUMINOSA
2 H2O + NADP+ + ADP + P → O2 + 2NADPH + 2 H+ + ATP
La FOTOLISIS del AGUA
suministra los e- para la
formación de NAPH y los H
para la síntesis del ATP
Flujo electrónico
cíclico
(FOTOFOSFORILACIÓN
CÍCLICA)
• No Genera ATP
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Parte II
Etapa Oscura
Ciclo de Calvin
Ciclo oscuro (Ciclo de Calvin
Benson: reducción fotosintética
del carbono)
Se produce en el estroma del
cloroplasto
se utilizan el ATP y el NADPH formados
en la etapa lumínica
se incorpora el CO2 proveniente de la
atmósfera
Se sintetizan los carbohidratos
(monosacáridos y almidón)
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Ciclo oscuro
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Fijación de CO2
Rubisco
Rubisco: ribulosa 1,5-bifosfato carboxilasa oxigenasa
Fosforilación y
reducción de
triosas
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Destino 1 de la
triosas:
Síntesis de
hexosas (dentro del
cloroplasto)
Gliceraldehído 3P ↔
1,3-dihidroxicetona 3P
P
Gliceraldehído 3P + 1,3 dihidroxicetona 3P → Fructosa-1,6 biP → Fructosa 6P →
→ Glucosa 6P ↔
Glucosa 1P → → ALMIDÓN
Destino 2 de la
triosas:
Síntesis de sacarosa
(en el citoplasma celular)
Gliceraldehído 3P y
1,3-dihidroxicetona 3P son
transportados al citoplasma
En el citoplasma:
G 3P + 1,3 DHC 3P → Fructosa-1,6 biP → Fructosa 6P
↓
↓
SACAROSA
Glucosa 1P
UTP + Glc1P → UDP-Glc + Pi
UDP-Glc + Fru-6P → UDP + SACAROSA 6P
SACAROSA 6P + H2O → SACAROSA + Pi
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Síntesis de carbohidratos en el cloroplasto
Destino 3 de la
triosas:
Regeneración de la
ribulosa 1,5 biP
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Destino 3 de la triosas:
Regeneración de la ribulosa 1,5 biP
Reacción global de la etapa oscura
Reacción global de la
FOTOSÍNTESIS
6 CO2 + 6 H2O + 18 ATP
→
C6 H12O6 + 6 O2 + 18 ADP
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