La fotosíntesis

Es la conversión de energía luminosa en energía química (ATP), que puede utilizarse para la síntesis de materia orgánica. La fotosíntesis es posible gracias a la existencia de unas moléculas especiales, llamadas pigmentos fotosintéticos, capaces de captar la energía luminosa.

La energía solar constituye no solamente la fuerza energética inmediata para las plantas verdes y otros autótrofos fotosintéticos, sino también la fuente energética para casi tiodos los organismos heterótrofos, mediante la actuación de las cadenas alimenticias de la biosfera. Además la energía solar capturada por el proceso de la fotosíntesis es la fuente de cerca del 90% de toda la energía empleada por el hombre para satisfacer las demandas de calor, de luz y de potencia.

La fotosíntesis en plantas superiores se presenta habitualmente por la ecuación:

luz

6CO2 + 6H2O ________ C6H12O6 + 6CO2

glucosa

Este proceso global puede resolverse en dos fases. La primera es la captación de la energía luminosa por los pigmentos que absorben la luz convirtiéndola en la energía química del ATP y de ciertos agentes reductores, especialmente el NADPH.

La ecuación general para la primera fase de la fotosíntesis es la siguiente:

luz

H2O +NADP + Pi + ADP ________ O2 +NADPH + H + ATP

FASE DEPENDIENTE DE LA LUZ

Consiste en la transformación de la energía lumínica en energía química (bajo la forma de moléculas de ATP) y en la obtención de un agente reductor de alta energía (la coenzima reducida NADPH).

       Dentro de esta fase luminosa, ocurren cuatro sucesos importantes:

C)Fotoreduccón del NADP. Este capta los electrones desprendidos de la clorofila y los protones provenientes del agua, la cual forma NADPH (el cual es utilizado en la etapa independiente de la luz).

D)Fotofosforilación del ADP. Formación del ATP a partir del ADP + P + Energía Liberada en el salto de electrones de la oxidación de las moléculas de clorofila.

    Estos procesos se producen mediante la interacción de dos fotosistemas: El 1 y el 2.

a) El fotosistema 1 capta la luz, cuya longitud de onda sea menor o igual a 700nm     (nanómetros). Actúan moléculas de clorofila A que absorben máximamente a 700nm y se llaman P700. 

  b) El fotosistema 2 reacciona con moléculas de clorofila B que absorben en un máximo de 680nm y son llamados P680.

    Dentro de esta Fase Luminosa o Dependiente de la Luz se presentan dos formas de electrones: Transporte Acíclico y Transporte Cíclico.

Transporte Acíclico o Fotofosforilación No Cíclica:

En esta reacción, participan los dos fotosistemas y comienza cuando se energiza la molécula P700 (perteneciente al fotosistema 1) con la absorción de luz. La molécula P700 transfiere dos electrones a un aceptor llamado NADP+ (es positivo, ya que se encuentra oxidado), estos electrones se unen a los protones del NADP y forma hidrógeno, el cual queda como NADPH. En el fotosistema 1 no podrán emitirse más electrones, sin importar cuanto se excite, sólo se podrá obtener electrones desde el NADP para transformarlo al NADPH a través del fotosistema 2. El fotosistema 1 y 2 son activados por fotones de energía luminosa y cede dos electrones a un aceptor primario de electrones.

    Estos electrones van pasando por una cadena de aceptores de fácil oxidación y reducción (redox). A medida que se van transfiriendo, van perdiendo energía, en la cual parte de la energía es usada para la síntesis de ATP por quimiosmosis. Al final de este proceso la clorofila A en el centro de reacción del fotosistema 2 carece de electrones, los cuales son sustituidos con electrones provenientes del agua. Cuando la molécula P680 absorbe energía luminosa, ejerce atracción sobre los electrones de la molécula de agua. Esta molécula se fotoliza, o sea, usa el hidrógeno para formar NADPH y liberar el producto oxígeno (O2).

Transporte cíclico o fotofosforilación cíclica:

Es la reacción fotodependiente más sencilla, ya que sólo participa el fotosistema 1y su mecanismo es cíclico, ya que los electrones excitados de la molécula P700 del Centro de Reacción vuelven a su origen. Los electrones se transfieren en una cadena de transporte de electrones dentro de la membrana tilacoidal. Al igual que en el fotofosforilación no cíclica, los electrones van pasando de un aceptor a otro y van perdiendo energía, la cual una parte es utilizada para bombear protones a través de la membrana tilacoidal. Por cada dos electrones que entran en la fotofosforilación cíclica se sintetiza una molécula de ATP por quimiosmosis.

CONCLUSIONES

La fotosíntesis es seguramente el proceso bioquímico más importante de la Biosfera por varios motivos:

Se puede concluir que la diversidad de la vida existente en la Tierra depende principalmente de la fotosíntesis.

INTRODUCCIÓN

La fotosíntesis es uno de los procesos metabólicos de los que se valen las células para obtener energía.

Es un proceso complejo, mediante el cual los seres vivos poseedores de clorofila y otros pigmentos, captan energía luminosa procedente del sol y la transforman en energía química (ATP) y en compuestos reductores (NADPH), y con ellos transforman el agua y el CO2 en compuestos orgánicos reducidos (glucosa y otros), liberando oxígeno:

La energía captada en la fotosíntesis y el poder reductor adquirido en el proceso, hacen posible la reducción y la asimilación de los bioelementos necesarios, como nitrógeno y azufre, además de carbono, para formar materia viva.

La radiación luminosa llega a la tierra en forma de"pequeños paquetes", conocidos como cuantos o fotones. Los seres fotosintéticos captan la luz mediante diversos pigmentos fotosensibles, entre los que destacan por su abundancia las clorofilas y carotenos.

Al absorber los pigmentos la luz, electrones de sus moléculas adquieren niveles energéticos superiores, cuando vuelven a su nivel inicial liberan la energía que sirve para activar una reacción química: una molécula de pigmento se oxida al perder un electrón que es recogido por otra sustancia, que se reduce. Así la clorofila puede transformar la energía luminosa en energía química..

En la fotosíntesis se diferencian dos etapas, con dos tipos de reacciones:

En este trabajo se explicará la primera de ellas: La fase dependiente de la luz.

BIBLIOGRAFÍA

Sitio de internet: www.lafacu.com/biología/fotosíntesis/default/htm.

Bioquímica. Lehninger. Ed.Omega. Segunda edición.

Bioquímica. Bohinski. Ed.Addison-Wesley iberoamericana. Quinta Edición.

CLOROPLASTOS: SITIO CELULAR DE LA FOTOSÍNTESIS.

El cloroplasto, un organelo especializado, está presente en las células foliares de las plantas superiores y en las algas fotosintéticas, Excepto las llamadas cianobacterias. En 1954 se demostró que los cloroplastos aislados pueden realizar el proceso de la fotosíntesis completo, es decir; producir y fijar CO2. A partir de entonces no se ha cesado el estudio de las estructuras, orígenes duplicación y diferenciación de los cloroplastos.

Ultraestructura de los cloroplastos.

Las dimensiones, la forma y el número de los cloroplastos varían ampliamente entre las células fotosintéticas. En las plantas superiores pueden ser cilindricos y son de dos a cinco veces más grandes que las mitocondrias. De hecho, entre los organelos definidos de las células superiores, los cloroplastos solo estan superados en dimensiones por el núcleo. La característica más notoria es que los cloroplastos, como las mitocondrias poseen un fino nivel estructural interno único y altamente organizado. Las ordenadas series de cuerpos electrodensos que se aprecian en todo el interior se interpretan como pilas de cuerpos membranosos aplanados a los que se denomina laminillas o discos tilacoides. Cada pila recibe el nombre de grana y en cada célula existen de 40 a 80 de ellas. El número de discos tilacoides apilados en cada grana es muy variable. Los tilacoides son resultado de plegamientos de la membrana interna del cloroplasto que entraron profundamente en él.

La mayor parte de las enzimas y coenzimas encargadas de la asimilación de CO2 en forma de materia orgánica que se encuentran en la porción soluble del cloroplasto.

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LOS MOCHIS

ING. BIOQUÍMICA

FOTOSÍNTESIS: Fase dependiente de la luz.

Alumnas:

IV Semestre

4 de junio de 2001