Colegio San Ignacio de Loyola María Eugenia Ochoa B Ciencias Naturales Noveno 2014

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1 Colegio San Ignacio de Loyola María Eugenia Ochoa B Ciencias Naturales Noveno 2014

2 Fotosíntesis QCA- BIOLOGÍA PHOTO SYNTHESIS LUZ FORMAR COMPUESTOS FORMAR MOLECULAS COMPLEJAS A PARTIR DE MOLECULAS SIMPLES Capacidad de las plantas de transformar energía lumínica en energía química 6CO H2O + Energía lumínica C6H12O6 + 6O2 + 6H2O MOLECULAS INORGÁNICAS MOLECULAS ORGÁNICAS H2O Y CO2 GLUCOSA

3 IMPORTANCIA

4 Flujo de energía dentro de un ecosistema Light energy ECOSYSTEM CO 2 + H 2 O Photosynthesis in chloroplasts Cellular respiration in mitochondria Organic molecules + O 2 ATP powers most cellular work Heat energy

5 LOCALIZACION DEL PROCESO Órgano fotosintético Orgánulos fotosintético

6 FASE OSCURA : TILACOIDES CLOROFILA FASE LUMINICA

7 Fotosíntesis Las cientos de reacciones que tienen lugar durante la fotosíntesis se pueden dividir en dos grupos: 1. Reacciones dependientes de la luz (FASE LUMÍNICA): membrana tilacoides 2. Reacciones independientes de la luz (FASE OSCURA): estroma, los productos de las reacciones de luz son utilizados para formar enlaces covalentes carbono-carbono (C-C), de los carbohidratos.

8 Reacciones fotosintéticas Reacciones Lumínicas (dependientes de la luz) Ocurren en las membranas tilacoidales Rompen moléculas de agua Liberan oxígeno Usan ADP Producen ATP Producen NADPH Usan NADP + Reacciones Oscuras (independientes de la luz) (Ciclo de Calvin) Ocurren en el estroma Forman azúcar Utilizan CO 2 Usan ATP Producen ADP Producen NADP + Usan NADPH

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10 Los cloroplastos contienen diferentes tipos de moléculas que aprovechan las diferentes longitudes de onda de la luz: Molécula Absorbe Emite Clorofila Violeta, Azul, Roja Verde Carotenoides Azul, verde Amarilla, Naranja, Roja Ficocianinas Verde y amarilla Azul, Violeta

11 organización de la membrana tilacoidal LIGHT H 2 O CO 2 LIGHT REACTOR NADP + ADP ATP NADPH CALVIN CYCLE STROMA (Low H + concentration) O 2 Photosystem II 2 H + [CH 2 O] (sugar) Cytochrome complex Light Photosystem I Fd NADP + reductase 3 NADP + + 2H + Pq Pc NADPH + H + THYLAKOID SPACE (High H + concentration) H 2 O O 2 +2 H + 2 H + To Calvin cycle STROMA (Low H + concentration) Thylakoid membrane ATP synthase ADP P H + ATP

12 F. Oscura 2e- 2e- 2e- ATP ESTROMA NADPH2 2e- 2e- P680 2e- 2e- P700

13 *El ATP y el NADPH producidos durante la fase lumínica (fase exergónica) se disuelven en el estroma para potencializar los procesos que ocurren en la fase oscura (fase endergónica). *En la fase oscura se produce glucosa a partir de dióxido de carbono y agua. *

14 FASE OSCURA La ruta completa de asimilación del CO 2 fue descrita por Calvin y col. Posee tres fases: *Fijación del CO 2 (carboxilación de ribulosa bifosfato) *Reducción del carbono (con aporte de energia y poder reductor) *Regeneración de la Ribulosa bifosfato (requiere aporte de ATP)

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16 Ocurre en tres fases: 1. Fijación del carbono 2. Reducción 3. Regeneración del CO 2 REGENERACIÓN DEL CO2 Estroma cloroplasto RUBISCO 1. Atmosfera (3 CO2) FIJACIÓN DEL CARBONO GLICERALDEHIDO 3 FOSFATO (C3) ACIDO 3 FOSFOGLICERI CO REDUCCION REDUCCION

17 Resumen del Proceso fotosintético Light reaction H 2 O Calvin cycle CO 2 Light NADP + ADP + P 1 RuBP 3-Phosphoglycerate Cloroplasto Fotosistema II Cadena Transportadora de electrones Fotosistema I O 2 ATP NADPH Light reactions: Ocuure en las membranes de los tilacoides Convierte energía solar en energái química de ATP y NADPH Rompe H 2 O y la convierte en O 2 para la atmósfera G3P almidón Aminoacid o Acid.graso Sucrose s (export) Calvin cycle reactions: ocurre en el estroma Usa ATP y NADPH para convertir CO 2 en azucar G3P produce ADP, fosfato inorgánico y NADP+ en las reacciones lumínicas

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19 * Las reacciones iniciales para la degradación de la glucosa se denominan glucolisis, y permiten que la glucosa se convierta en dos moléculas de piruvato, con ganancia neta de dos moléculas de ATP. La respiración celular es una reacción exergónica, donde parte de la energía contenida en las moléculas de alimento es utilizada por la célula para sintetizar ATP Cuando la glucosa se degrada una proporción significativa de la energía contenida en la molécula vuelve a empaquetarse en los enlaces fosfato de las moléculas de ATP. La primera fase en la degradación de la glucosa es la glucólisis que se efectúa en el citoplasma de la célula. La segunda fase es la respiración aeróbica, que requiere oxígeno y, en las células eucarióticas, tiene lugar en las mitocondrias. La respiración aerobica comprende el ciclo de Krebs y el transporte de electrones acoplado al proceso de fosforilación oxidativa. En las células eucariotas estas reacciones tienen lugar dentro de las mitocondrias; en las procariotas se llevan acabo en estructuras respiratorias de la membrana plasmática.

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21 En condiciones anaeróbicas, el proceso de fermentación transforma al ácido pirúvico producido por la glucólisis en etanol o en ácido láctico.

22 Ciclo de Krebs Llamado también ciclo de ácido cítrico. Es cuando el acetil-coa entra en una serie de reacciones y se completa la degradación de la glucosa. El acetil-coa se une a un compuesto de cuatro carbonos (ácido oxaloacético) para formar un compuesto de seis carbonos (ácido cítrico). En estas reacciones, el ácido cítrico vuelve a formarse en ácido oxaloacético. En algunos puntos se libera CO2, se genera NADH (o FADH2, transportador semejante de hidrógeno) y se produce ATP. Y el ciclo empieza de nuevo.

23 El ciclo de ácido cítrico puede degradar otras sustancias además del acetilcoa. Algunas de las sustancias producidas por la degradación de lípidos y proteínas pueden entrar en las reacciones del ciclo de ácido cítrico, y se obtiene energía. El CO2 que se forma en el ciclo de ácido cítrico es un producto de desperdicio que se elimina. La cadena de transporte de electrones Durante cada ciclo de ácido cítrico se libera ATP pero la mayor cantidad de energía la llevan el NADH y el FADH2, y los electrones que se asociaron para formar el NADH y el FADH2. Estos electrones sufren una serie de transferencias entre compuestos portadores de electrones, que se encuentran en las crestas de las mitocondrias. A la serie de portadores de electrones se conoce como la cadena de transporte de electrones.

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25 Perdida de electrones Oxidación Ganancia de electrones Reducción Durante las reacciones químicas un átomo puede ceder o recibir electrones, si los dona, se dice que se oxida; si los gana, se dice que se reduce. Las sustancias pueden actuar como oxidantes o como reductores. El oxígeno molecular, por ser muy electronegativo, es un fuerte oxidante, mientras que el carbono (de baja electronegatividad) es un reductor fuerte.

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