Enzimas Fotosíntesis y sus efectos Digestión Respiración celular METABOLISMO Enzimas Fotosíntesis y sus efectos Digestión Respiración celular

Tipos de Organismos Heterótrofos organismos que se alimentan de otros. Autótrofos organismos que fabrican su propio alimento. Un autótrofo fabrica sus propias moléculas a partir de energía del exterior Si esta energía es luz → foto-autótrofos

Fotoautótrofos Plantas Algas rojas y pardas Algunos protistas Algunos procariotas

FOTOSÍNTESIS FOTO: LUZ SÍNTESIS: PRODUCIR MOLÉCULAS A PARTIR DE SUSTANCIAS SIMPLES.

FOTOSÍNTESIS Se produce una pequeña cantidad de energía, que la célula puede utilizar para reacciones metabólicas 6CO2 + 6H2O + Luz solar  C6H12O6 + 6O2

Fotosíntesis  cloroplastos (toda la planta, hoja) Algunas orquídeas presentan cloroplastos en las raíces La hoja tiene aberturas por donde entra CO2 y sale O2 Estomas Lenticelas: aberturas análogas en los tallos Las venas de la hoja llevan H2O y transportan los azúcares producto de la fotosíntesis.

ESTOMAS LENTICELAS

Cloroplasto

En procariotas no hay cloroplastos, la clorofila se encuentra en la membrana celular (tilacoides).

Fotosíntesis Consta de: 1. Reacciones dependientes de la luz (lumínicas) convierte energía solar en energía química 2. Reacciones independientes de la luz (oscuras) incorpora CO2 en moléculas orgánicas para producir azúcares (Ciclo de Calvin)

1. Reacciones dependientes de la luz Ocurren en la grana (membrana de los tilacoides) La energía de la luz es atrapada por pigmentos: clorofilas, xantofilas, carotenoides ….. Esta energía se utiliza para convertir: ADP  ATP (producto final) 18 ATP NADP+ NADPH (Nicotinamida adenina dinucleótido fosfato) El H2O dona los H+ a los NADP+ y origina O2 Aquí se está almacenando energía mientras que en la respiración se está liberando. Se está almacenando energía en el azúcar 14

FOTOFOSFORILACIÓN

FOSFORILACIÓN

2. Reacciones Independientes de la luz Ocurren en el estroma del cloroplasto Utiliza energía ATP (9) + NADPH producidos en reacciones luminosas para producir glucosa Incorpora CO2 en el ciclo  C6H12O6 Estas reacciones se dan en el llamado ciclo de Calvin-Benson

Reacciones independientes de la luz Fijación de carbono Regeneración de RuBP Síntesis de G3P

Resumen de los procesos químicos de la fotosíntesis

Los carbohidratos fabricados son trasladados por las venas a lugares en la planta donde no se hace fotosíntesis (raíz). 50% del material formado en la fotosíntesis se consume en la respiración celular. Esta energía se utiliza en la fabricación de celulosa. Hay un exceso de productos que se almacena en forma de polisacáridos como almidón y sacarosa.

Gránulos de almidón en cloroplastos

Efectos de la fotosíntesis Entonces… Efectos de la fotosíntesis 23

Oxidación de Hierro y Uranio ¿Cómo sobrevivieron las primeras bacterias si el O2 es venenoso? Cianobacterias fueron responsables por el desarrollo de la fotosíntesis

O2 se combinó con iones de Fe que había en el agua Oxido de hierro se precipitó eliminando el O2 del agua ↑ producción de O2, ↑ número de bacterias (2.5 x 109 años) Comenzó un proceso de precipitación de oxido de hierro  actualmente se usa (1.8 – 2.2 x 109 años) Lo mismo pasó con el uranio en agua dulce Oxido de uranio: materia prima para bombas atómicas y reactores

Luego…. O2 pasa del agua a la atmósfera (veneno en el ambiente) Organismos se esconden (bacterias en el fango) Respiración aparece, utiliza el O2 Endosimbiosis: bacteria respiratoria + Thermoplasma célula eucariota: 1.8 – 2.5 x 109 años origen de la mitocondria

Fijación de Nitrógeno (N2) Cianobacterias tienen heterocistos Fija N2 atmosférico (combinar con otros elementos) Proceso anaeróbico: sin clorofila paredes gruesas (evitan la entrada de O2 de células adyacentes) Función análoga a la de la Rhizobium ()

Fijación de Nitrógeno Leguminosas (alfalfa, frijol y soya) adquieren bacterias fijadoras de N2 (Rhizobium ) que forman nódulos en sus raíces

Fijación de Nitróeno: SIMBIOSIS Bacterias (Rhizobium) Plantas (leguminosas) Aporta compuestos nitrogenados a la planta Produce LEGHEMOGLOBINA Color rojo Reduce [O2] → actúan nitrogenasas (enzimas) Sin bacterias no producen leghemoglobina

RESUMEN DE FOTOSINTESIS Reacciones dependientes de la luz (tilacoides) H2O O2 Portadores energizados (18ATP, NAPDH) Glucosa CO2 +H2O (9ATP, NAPDH) Independientes de la luz (estromas) Portadores agotados (ADP, NAPD+) RESUMEN DE FOTOSINTESIS Portadores agotados (ADP, NAPD+)