TEMA 17: LOS CLOROPLASTOS
COLOR DE LOS VEGETALES
COLOR DE LOS VEGETALES
COLOR DE LOS VEGETALES
COLOR DE LOS VEGETALES
17.1.- CLOROPLASTO • • • • • • • •
Doble membrana. Semiautónomo. Energético y anabólico Teoría endosimbiótica. Célula eucariota: VEGETAL. Número dependiendo actividad. Visibles al óptico. 3-9 µm Forma variable: lenticularovoide. • Distribución cercana al núcleo y pared celular. • Movimiento por fototactismo.
ORIGEN DEL CLOROPLASTO
17.2.- ULTRAESTRUCTURA
17.2.- ULTRAESTRUCTURA
17.2.- ULTRAESTRUCTURA
7
6
17.2.- ULTRAESTRUCTURA
17.2.-MODELOS DE TILACOIDES
DE LA GRANA
INTERGRANA
17.3.-ESQUEMA DE FUNCIONES Fase fotoquímica acíclica
Transporte
7 Dogma central
6
Fase fotoquímica cíclica
Ciclo de Calvin Fase Biosintética
15.2.-TIPOS DE NUTRICIÓN 1.- Según la forma de captar el carbono (materia orgánica): • •
Autótrofos: A partir de la materia inorgánica y del CO2 de la atmósfera. Heterótrofos: A partir de otra materia orgánica
2.- Según la forma de obtener la energía: Fotosintéticos: Fotones de luz Quimiosintéticos: Reacciones químicas
17.4.- TIPOS NUTRICIÓN AUTÓTROFA • NUTRICIÓN AUTÓTROFA • FOTOSÍNTESIS
• OXIGÉNICA
• QUIMIOSÍNTESIS
• ANOXIGÉNICA
17.5.- FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA • FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA • FASE FOTOQUÍMICA O LUMINOSA
• FASE ACÍCLICA
• FASE BIOSINTÉTICA U OBSCURA: CICLO DE CALVIN
• FASE CÍCLICA
17.5.- FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA • Proceso anabólico realizado por cianobacterias, algas y plantas que se produce en los cloroplastos en estos últimos. • La energía existente en los fotones de luz es transformada en energía química (ATP). • La fuente de protones y electrones es el agua. • Los protones del agua reducen al NADP y el oxígeno como gas residual es eliminado. • Con el ATP y el NADPH + H+ se produce materia orgánica (Glucosa) de la que dependemos todos los demás seres heterótrofos. • Químicamente es el procesos contrario a la respiración celular de la glucosa
17.5.- FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA
17.5.- FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA • Anabolismo autótrofo ≠ Anabolismo heterótrofo • • • • • • • • •
Síntesis materia orgánica simple reducida C6H12O6 Dos fases: Fotoquímica y Biosintética. FOTOQUÍMICA Ó CLARA: Dos formas de realizarse: Acíclicamente y cíclicamente. Necesidad de clorofila que se asocia a proteínas y otros pigmentos formando los Fotosistemas I y II (P700 y P680) formado por complejo antena y centro de reacción Necesidad de agua que es el primer donador de protones Producción de O2 Se produce ATP El último aceptor de electrones y protones va a ser el NADP que se reduce a NADPH + H+
17.5.- FOTOSÍNTESIS ANOXIGÉNICA • Realizada por bacterias purpúreas o verdes del azufre. • Los pigmentos son la bacterioclorofila y carotenoides • La fuente de protones nunca es el agua, sino el SH2 o el H2. • Por tanto, Nunca se va a producir oxígeno • Sólo existe el Fotosistema II (P 680) y sólo la fase cíclica. • Primer donador y último aceptor siempre clorofila
17.5.FOTOFOSFORILACIÓN FOTOFOSFORILACIÓN CÍCLICA CÍCLICA Plastoquinona
TILACOIDES INTERGRANA Plastocianina Fotosistema I
17.5.- FASE FOTOQUÍMICA • FORMA CÍCLICA: • Existe demasiado NADPH+ + H+ • No existe suficiente poder reductor oxidado (NADP) • Existe suficiente luz.: Exceso de fotones • No interviene el agua. No se produce O 2 • Sólo interviene el Fotosistema I (P 700) • Sólo se produce fotofosforilación : ATP
17.5.- FOTOFOSFORILACIÓN CÍCLICA • Fotones Complejo antena
Fd
Complejo antena Fotosistema I P(700)
17.5.- FOTOSISTEMA
PROTEINAS
FOTOSISTEMA
17.5.- FASE ACÍCLICA • Necesidad de los Fotosistemas I y II • Necesidad de agua que sufre fotolisis, desprendiéndose O2 y protones y electrones • Protones y electrones que sufrirán una cadena de transporte en la membrana tilacoidal, produciéndose ATP: FOTOFOSFORILACIÓN • El último aceptor de electrones y protones va a ser el NADP que se reduce a NADPH + H+
• Por tanto, se producirá: – ATP – O2 – NADPH + H+
FASE FOTOQUÍMICA:ACÍCLICA ACÍCLICA FOTOFOSFORILACIÓN
17.5.- FASE ACĂ?CLICA
Complejo antena
MELVIN CALVIN : FASE BIOSINTÉTICA PREMIO NOBEL 1961
17.5.- FASE BIOSINTÉTICA • No necesita fotones de luz • Ocurre en el estroma • Más conocida como Ciclo de Calvin • Se necesita el ATP y el NADPH + H+ de la fase anterior. • Además se necesita RUBISCO; Ribulosa 1-5 DP • CO2 u otra materia inorgánica oxidada. Cuatro fases: Fijación del CO y Formación del 1,3 DPGico 2 Reducción del CO o Formación del 1,3 DPGH 2 Regeneración de la Ribulosa 1-5 Difosfato Formación de Glucosa
17.5.- FASE BIOSINTÉTICA
gluconeogénesis
glucosa
17.5.- FASE BIOSINTÉTICA
ANIMACIÓN DEL CICLO DE CALVIN
ECUACIÓN GLOBAL
ECUACIÓN GLOBAL
ECUACIÓN GLOBAL
ECUACIÓN GLOBAL
17.6.- FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS 1. TEMPERATURA: DESNATURALIZACIÓN 2. CONCENTRACIÓN DE CO2 3. 4. 5. 6. 7.
INTENSIDAD LUMINOSA TIEMPO DE ILUMINACIÓN COLOR DE LA LUZ: AZUL Y ROJA AGUA OXÍGENO
17.7.- TIPOS NUTRICIÓN AUTÓTROFA • NUTRICIÓN AUTÓTROFA • FOTOSÍNTESIS
• OXIGÉNICA
• QUIMIOSÍNTESIS
• ANOXIGÉNICA
17.7.- QUIMIOSÍNTESIS • Tipo de nutrición autótrofa típica de algunas bacterias en lugares muy especiales. • A partir de materia inorgánica (CO2 ó CH4) se obtiene materia orgánica (Glucosa). • La fuente de energía no es la luz sino otras reacciones asociadas de oxido-reducción en los que se parte de SH2 ó (Fe+2) ó NH3 ó NO2 . • Tendríamos las bacterias del azufre, las del hierro o las nitrificantes, muy importantes en los... • Ciclos biogeoquímicos del Nitrógeno, del Azufre...
15.2.- 17.7.- QUIMIOSÍNTESIS
17.7.- QUIMIOSÍNTESIS
17.7.- QUIMIOSÍNTESIS
17.7.- QUIMIOSÍNTESIS
17.7.- OTROS PROCESOS ANABÓLICOS • GLUCONEOGÉNESIS HETERÓTROFA: – Síntesis de glucosa a partir de productos orgánicos más simples no glucídicos: láctico, pirúvico, glicerina, alanina... – Ocurre en el citosol de células hepáticas. – Hay células que tienen superavit de glucosa y otras que no pueden vivir sin glucosa: cerebro, eritrocitos, riñón, testículos
• GLUCOGENOGÉNESIS:ALMACEN ORDENADO – Síntesis de glucógeno a partir de glucosas fosforiladas por UTP (implica gasto de energía). – La insulina activa el proceso en el hígado y el glucagon la inhibe. – Equilibrio en hepatocitos y miocitos entre glucogenogénesis y glucogenolisis
FACTORES DE LA FOTOSÍNTESIS Factores reguladores de la Fotosíntesis • TEMPERATURA
FACTORES DE LA FOTOSÍNTESIS FACTORES REGULADORES DE LA FOTOSÍNTESIS INTENSIDAD DE LA LUZ
FACTORES DE LA FOTOSÍNTESIS FACTORES REGULADORES DE LA FOTOSÍNTESIS CONCENTRACIÓN DE C02