5.Fotosintesis

7/17/2019 5.Fotosintesis

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Cloroplastos



Fotosíntesis



Fotosíntesis! Plantas y animales necesitan

energía para vivir:"

A diferencia de los animales,las plantas pueden generar su

propia energía mediante el

proceso de fotosíntesis

"

Las plantas son productoras

(Autotrofos)

" Los animales sonconsumidores (Heterotrofos)



Fotosíntesis:

“Generación de vida a

partir de Luz y Aire”

Integra múltiples procesos fundamentalespara la vida desde el nivel celular, hasta el

nivel global



La fotosíntesis en resumen

! Plantas usan energía del sol

" Para figar energía en ATP

" Para hacer azúcares (carbohidratos)

! glucosa, sucrosa, celulosa, almidón

sol

ATP

Azúcares



Requisitos para la fotosíntesis

!

Fábrica para almacenar energía ysintetizar carbohidratos

" Cloroplastos

! Combustibles

"

Luz solar

"

CO2

" Agua

!

Facilitación

" Enzimas

H2OCarbohidratos

ATP enzimas

CO2

Sol



La fotosíntesis en resumen

!

Dos procesos separados"

Reacciones de captura deenergía (fase clara) !

Toman energía del sol

!

La utilizan para sintetizar ATP

"

Reacciones de elaboración deazúcares (fase oscura) !

Utilizan la energía almacenada en elATP

!

Toman CO2 del aire y agua del suelo!

Crean azúcares que luego seemplean para crear tejidos oalmacenar energía

Sol

ATP

Azúcares

H2O +

CO2



H2O

Fotosíntesis

Reacciones defijación de enegía

Reacciones desíntesis de

carbohidratos

ATP ADP

CO2

Azúcares

Sol

Utilizado

inmediatamente para

elaborar carbohidratos



Fotosíntesis

! Fase clara

"

Reacciones que dependen de la luz " Convierten energía lumínica y energía química

!

Producen ATP & NADPH

!

Ciclo de Calvin " Reacciones independientes de la luz

" Elaboran carbohidratos

!

Utilizan energía química (ATP & NADPH) para

reducir el CO2 y sintetizar C6H12O6



Fotosíntesis

RuBisCo (Ribulosa Bifosfato

Carboxilasa)

La enzima que alimenta al

mundo!

Captura el CO2 y cataliza su

transformación en carbohidratos

RuBi

sCO



La fotosíntesis ocurre en las hojas (casi siempre!)



La fotosíntesis ocurre en las hojas (casi siempre!)

Estoma

abierto

Estoma

cerrado

CO2

H2O

La fotosíntesis (la productividad de las plantas

y los ecosistemas) depende de la capacidad

de las plantas para mantener el entre la

captura de carbono y la pérdida de agua



¿Porqué nos interesa el C y la fotosíntesis?

El cuerpo humano está

contiene hasta un 16%

de C (por masa)

Es el segundo elemento

más abundante en el

cuerpo

De dónde viene el

carbono?

43% O2

16% C

7% H

Elemento constitutivo fundamental del cuerpo




Proceso fundamental que determina la productividad

de los ecosistemas (naturales y agrícolas)




“Regla del 10%”: solo el 10% dela productividad en un nivel

trófico pasa efectivamente alsiguiente nivel trófico

El tamaño de las redes tróficas

depende de la productividad enla base los productores

Provisión de alimentos a nivel

mundial

Proceso fundamental que determina la productividad

de los ecosistemas (naturales y agrícolas)




Rol fundamental en el ciclo global del Carbono y

cambio climático



Fotosíntesis

Descripción básica del proceso (en que consiste ydónde ocurre

Cuáles son las dos fases y que generan (RuBisCo)

Cuáles son los limitantes al proceso de la fotosíntesis

Porqué nos interesa la fotosíntesis





Plant structure

!

Chloroplasts" double membrane

" stroma

!

fluid-filled interior

" thylakoid sacs

" grana stacks

! Thylakoid membrane

contains

"

chlorophyll molecules

"

electron transport chain

" ATP synthase

outer membrane inner membrane

thylakoid granum

stroma



Pigments of photosynthesis

!

Chlorophylls & other pigments

" embedded in thylakoid membrane

"

arranged in a photosystem

!

Collection of pigment molecules

embedded in a protein



Light Reactions of Photosynthesis

Photosystem II

Photosystem I



ETC of Photosynthesis

!

ETC uses light energy to produce" ATP & NADPH

!

go to Calvin cycle

! PS II absorbs light

" excited electron passes from chlorophyll to

primary electron acceptor

"

need to replace electron in chlorophyll

" enzyme extracts electrons from H2O &supplies them to chlorophyll

! splits H2O

! O combines with another O to form O2

! O2 released to atmosphere

! and we breathe easier!




!


!

go to Calvin cycle

! PS II absorbs light



"

Electron passes down ETC

" Each time electron is passed, releases a little E

"

E is used to pump H+

from stroma intothylakoid

"

H+ diffuse down conc. gradient back intostroma

"

Pass through ATP Synthase, allowing it to

make ATP




!


!

go to Calvin cycle

! PS I absorbs light



"

need to replace electron in chlorophyll

" Electron comes from ETC of PSII

" Excited electron passes to electroncarrier molecule

! NADPH

! Sent to Calvin Cycle in the stroma



split H2O

Light Reactions of Photosynthesis

O

ATP

to Calvin Cycle

H+H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

sun sun



From Light reactions to Calvin

cycle!

Calvin cycle" chloroplast stroma

! Need products of light reactions to

drive synthesis reactions"

ATP

" NADPH

stroma

thylakoid





RuBisCo

!

Enzyme which fixes carbon from air" ribulose bisphosphate carboxylase

"

the most important enzyme in the world!

!

it makes life out of air!"

definitely the most abundant enzyme



Photosynthesis summary

!

Light reactions "

produced ATP

" produced NADPH

" consumed H2O

" produced O2 as byproduct

!

Calvin cycle

" consumed CO2

" produced G3P (sugar)

"

regenerated ADP

" regenerated NADP



Light Reactions

O2

H2O

Energy BuildingReactions

ATP

! produces ATP

!

produces NADPH! releases O2 as a

waste product

sunlight

H2O ATP O2lightenergy ++ + NADPH

NADPH



Calvin Cycle

sugars

CO2

SugarBuilding

Reactions

ADP

! builds sugars

!

uses ATP &NADPH

! recycles ADP

& NADP!

back to makemore ATP &NADPH ATP

NADPH

NADP

CO2 C6H12O6 ++ + NADP ATP + NADPH ADP



H2O

Energy cycle

Photosynthesis

Cellular Respiration

sun

glucose O2 CO2

plants

animals, plants

ATP

CO2 H2O C6H12O6 O2

light

energy+ ++

CO2 H2O C6H12O6 O2

ATPenergy+ ++

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