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fotosíntesis, Apuntes de Biología

Asignatura: .., Profesor: ana ana, Carrera: Biología, Universidad: UCM

Tipo: Apuntes

2014/2015

Subido el 30/06/2015

mayo28
mayo28 🇪🇸

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13.2. INTRODUCCIÓN A LA FOTOSÍNTESIS
La fotosíntesis es un conjunto de reacciones metabólicas complejas en las que inter-
vienen numerosas moléculas y que tienen lugar en el cloroplasto de la célula vegetal
o en los repliegues de la membrana plasmática de las bacterias fotosintéticas. Este
proceso ha tenido y tiene consecuencias de gran importancia para la vida en nuestro
planeta; podemos decir que casi todo el oxígeno que existe en la atmósfera es de ori-
gen fotosintético. Por esta causa, y debido a la complejidad que presenta el proceso,
te proponemos un esquema general y la estructura de la clorofila.
Como contenidos de ampliación y para que puedas entender los espectros de absor-
ción de diferentes pigmentos fotosintéticos, ampliamos la estructura del β-caroteno y
el espectro visible de la luz.
Unidad 13. El anabolismo. La fotosíntesis y la quimiosíntesis
EL ANABOLISMO. LA FOTOSÍNTESIS
Y LA QUIMIOSÍNTESIS
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13.2. INTRODUCCIÓN A LA FOTOSÍNTESIS

La fotosíntesis es un conjunto de reacciones metabólicas complejas en las que inter-

vienen numerosas moléculas y que tienen lugar en el cloroplasto de la célula vegetal

o en los repliegues de la membrana plasmática de las bacterias fotosintéticas. Este

proceso ha tenido y tiene consecuencias de gran importancia para la vida en nuestro

planeta; podemos decir que casi todo el oxígeno que existe en la atmósfera es de ori-

gen fotosintético. Por esta causa, y debido a la complejidad que presenta el proceso,

te proponemos un esquema general y la estructura de la clorofila.

Como contenidos de ampliación y para que puedas entender los espectros de absor-

ción de diferentes pigmentos fotosintéticos, ampliamos la estructura del β-caroteno y

el espectro visible de la luz.

EL ANABOLISMO. LA FOTOSÍNTESIS

Y LA QUIMIOSÍNTESIS

Ecuación general de la fotosíntesis

En la fase lumínica se produce la conversión de la energía que proviene de la luz en

energía química. En la segunda fase, la energía obtenida se emplea en la formación

de moléculas orgánicas. En la primera fase se produce la fotolisis del agua y se des-

prende oxígeno. En la segunda, se consume dióxido de carbono.

H 2 O
O 2
ADP + D
ATP
NAP+
NAPPH

Ciclo de Calvin

Cloroplasto

FASE LUMÍNICA FASE OSCURA

Glucosa

CO 2

A NADP^ Al aire

H 2 O

O 2

ADP + Pi

ATP

NADP+

NADPH

Ciclo de Calvin

FASE LUMÍNICA FASE OSCURA

Glucosa

CO 2

2H 2 O

Clorofila

Al pigmento

(clorofila)

4e_^ + 4H

+ O 2

Luz

Luz

Pigmentos fotosintéticos β-caroteno

En las siguientes ilustraciones puedes observar la estructura de este pigmento, lo

que te permitirá compararlo con la clorofila y así poder entender su comportamien-

to ante la luz.

Los carotenoides pueden ser pigmentos rojos, amarillos o naranjas. En una hoja, es-

tos colores quedan ocultos por la clorofila, que es más abundante. Sin embargo, en

otoño, pueden dominar debido a que las hojas dejan de fabricar clorofila.

H 3 C CH (^3)

CH 3 CH (^3)

CH 3 CH (^3)

H 3 C CH (^3)

H 3 C

CH (^3)

Caroteno

Espectro de absorción de algunos pigmentos fotosintéticos

Cuando un pigmento absorbe luz, los electrones de las moléculas pasan a un estado

excitado (pasan a niveles energéticos superiores). En la mayoría de los casos los

electrones vuelven a su estado inicial, cediendo energía que es capaz de ser absor-

bida por una molécula vecina (que excita a sus electrones) o puede disiparse en

forma de calor o emitirse de nuevo en una longitud de onda superior.

En algunos casos la energía absorbida activa una reacción química. La energía absor-

bida por el pigmento lanza un electrón de su molécula, que entonces se oxida y es

captado por otra molécula que se reduce. El que esta reacción se produzca depende

de la estructura de un determinado pigmento y de su asociación con las moléculas

vecinas. La clorofila puede convertir la energía de la luz en energía química por un

simple proceso de oxidación-reducción cuando se encuentra asociada a determina-

das proteínas, y en una membrana especializada, en este caso los tilacoides.

En la gráfica se muestra el espectro de absorción de los diferentes

pigmentos fotosintéticos. En ella se observa que cada pigmento absorbe

energía a diferentes longitudes de onda. Las dos clorofilas absorben las

longitudes de onda correspondientes a la luz violeta, azul, naranja y

roja. En cambio, los carotenoides absorben longitudes de onda violeta,

azul y verde.

ne–

ne–^ nivel de Ei*

ne–

E

12 nm (1 km) 10

6

Ondas de Radio

Clorofila a Clorofila b Carotenos Xantofilas

Verde azulado Verde amarillento Naranja Amarillo

Rayos X Rayos Gamma

IR UV

Visible

600 nm 700 nm rojo

COLOR DE LOS PIGMENTOS FOTOSINTET

600 nm 500 nm 400 nm violeta

550 n 150 nm

nm 1nm 10

  • 6 nm 10 l - 4 nm
C
  • Niveles energía

hd

Energía

Electrón excitado

100

60

80

40

20

400 500 600 700

0

Clorofila a

Clorofila b

Carotenoides

Longitud de onda, nm

Espectro de absorci

ó

n estimado, porcentaje