Fotosíntesis Es comúnmente definido como el conjunto de procesos a través de los cuales los vegetales, algas y algunas bacterias sintetizan compuestos orgánicos a partir de materiales inorgánicos, mediante la acción de la luz del sol. Ecuación no equilibrada de la fotosíntesis CO2 + 2H2A → (CH2) + H2O + H2A

Cloroplastos Compartimento membranoso en el que se lleva a cabo el proceso de la fotosíntesis Membrana externa Espacio intermembranal Lamela del estroma Membrana interna Tilacoides Estroma Grana

La fotosíntesis es un proceso que ocurre en dos fases: Dependiente de la luz y en la que se da el proceso de fotofosforilación y El independiente de la luz, en el que el ATP y el NADPH sintetizado se usa para la producción de azúcar

Las reacciones de la fase luminosa y de la fase oscura ocurren en compartimentos diferentes Fase dependiente de luz o luminosa. Ocurre en la membrana del TILACOIDE (reacciones redox) Fase independiente de la luz u oscura. Sucede en el ESTROMA (fijación de CO2) hv ATP+NADPH Carbohidratos CO2

Reacciones de oxido-reducción en el tilacoide. Robert Hill comprobó en 1937 que los cloroplastos eran capaces de producir oxígeno sin la presencia de CO2 de acuerdo a la siguiente ecuación: 2H2O luz 2AH2 + O2 En donde A es aceptor de hidrógeno. Años más tarde se encontró que el aceptor natural es el NADP+. Hill uso diferentes aceptores de e-

¿cómo comprobó Hill que el oxígeno provenía del agua? Rompió las células vegetales y se quedo con una fracción que contiene cloroplastos. Adicionó a los cloroplastos [Fe(CN)6 ]3--que después llamo aceptor de electrones- Ilumino la suspensión y obtuvo: O2 y [Fe(CN)6 ]4-. Entonces demostró que existían reacciones de oxido-reducción, quedaba claro que el H2O se oxidaba y que el ferricianuro se reducía.

Reacción de Hill Reacción fotoquímica en la que los electrones provenientes de la fotólisis del agua producen la reducción natural (NADP+) o artificial (2,6-diclorofenilindofenol, sales férricas, etc.) Existen una gran cantidad de estos reactivos de Hill o aceptores artificiales de electrones.

Los cloroplastos presentan una gran cantidad de clorofilas Molécula altamente hidrofóbica Presenta un Mg2+

Espectro de absorción de diferentes pigmentos de plantas

El espectro electromagnético

¿Cómo la luz se transforma en poder reductor? La luz incide en la clorofila En realidad la energía del electrón es conducida desde unas clorofilas hasta un par de clorofilas especial. Las primeras clorofilas forman parte del llamado sistema cosechador de la luz (300 clorofilas/e-).

Centro de reacción fotosintético 2Chl 2Feofitinas (clorofilas sin Mg2+) Quinona A Fe Quinona B

Cadena transportadora de electrones cíclica

Cadena de electrones No cíclica. Esquema Z de transporte de electrones

La clorofila al pasar al estado excitado pierde un electrón e inicia la cadena transportadora de electrones PSII (P680) cadena transportadora de e- PSI (P700)

En el fotosistema II se lleva a cabo la fotolisis del agua y produce O2 El complejo proteico que contiene a los cromofóros está dispuesto en la membrana mitocondrial de tal manera que la quinona b fluya directamente a la parte hidrofóbica de la membrana

Paso de electrones de la quinona al citocromo b6f

Comparación entre fotofosforilación y la fosforilación oxidativa Lugar donde se localiza Primer donador de los electrones Reducción de la quinona Presencia de b6f o bc1 Último aceptor de los electrones Formación de gradiente de pH

Los dos fotosistemas estan conectados por la cadena transportadora de e- y produce el e- y protones para la síntesis de ATP

Fotosistema I recibe los e- del citocromo y produce NADPH