2. • Luz se transforma en energía química
(compuesto orgánico)
• Ocurre en el cloroplasto
• Requiere pigmentos fotosintéticos
• Plantas, algas, bacterias fotosintéticas
• CO2 se convierte en carbohidrato
5. Luz
◦ Compuesta de fotones
Luz visible es una porción
pequeña del espectro
electromagnético
◦ La energía viaja en ondas
◦ Onda corta más energía que onda
larga
6. Fotosíntesis es un proceso
redox
◦ Se captura la energía solar y se
transforma en carbohidrato
◦ Hidrógenos del agua reducen el
carbono
◦ Oxígeno del agua se oxida
7. TV and
radio
waves
Micro-waves
Infrared
Visible
UV
X-rays
Gamma
rays
Color
spectrum
of visible
light
One wavelength
Longer wavelength
Red
Orange
Yellow
Green
Blue
Violet
760 nm
700 nm
600 nm
500 nm
400 nm
380 nm
Electromagnetic
spectrum Shorter wavelength
12. (b) 10μm
Thylakoids Outer membrane
Inner
membrane
Intermembrane
space
Thylakoid
membrane
Stroma Granum
(stack of
thylakoids)
Thylakoid
(c) lumen
13. Clorofila
◦ Pigmento fotosintético -principal
◦ Clorofila a, clorofila b, carotenoides,
se encuentran en las membranas
tilacoides de los cloroplastos
14. Fotosistemas I y II
◦ Dos tipos de unidades fotosintéticas
◦ Cada fotosistema incluye
Moléculas de clorofila
Complejos de antenas
◦ Centro de reacción del Fotosistema I
P700 pico de absorción en 700 nm
◦ Centro de reacción Fotosistema II
P680 pico de reabsorción en 680 nm
15. Primary
electron
acceptor
Photon
Thylakoid
Chloroplast
Photosystem
Antenna
complexes
Reaction
center
e–
16. Estimated absorption (%)
Chlorophyll b
Chlorophyll a
Wavelength (nm)
(a)
Relative rate of photosynthesis
Wavelength (nm)
(b)
18. Fases de fotosíntesis
◦ Dependiente de luz
tilacoides
Los electrones energizados por la luz se
convierten en ATP
◦ Fijación de carbono
estroma
Compuestos productos de la fase
dependiente se requieren para la
formación de carbohidrato
21. La luz es absorbida por la clorofila
Clorofila excitada-nivel energético alto
Libera electrones altos en energía, se ioniza,
queda con carga positiva-Fotoionización
Electrones pasan cadena transporte
Se degradan energéticamente
cíclica
no cíclica
La clorofila se neutraliza
22. Transporte de electrones
cíclica
◦ Electrones del fotosistema I regresan
al fotosistema I
◦ Se genera ATP por quimiosmosis
◦ No NADPH, no O2
23. Light-dependent reactions Carbon fixation reactions
ATP
ADP
NADPH
NADP+
Light
reactions
Calvin
cycle
H2O O2
CO2
Chloroplast
Carbohydrates
24. Light-dependent reactions
(in thylakoids)
Carbon fixation reactions
(in stroma)
ATP
ADP
NADPH
NADP+
Light
reactions
Calvin
cycle
H2O O2 CO2
Chloroplast
Carbohydrates
25. Transporte de electrones no
cíclica
◦ Se forma ATP y NADPH
◦ Electrones energizados por luz son
aceptados por NADP+
◦ Una serie de reacciones redox
◦ Electrones que provienen de P680
son reemplazados por los que
provienen del H2O
◦ Ocurre fotolisis
27. Oxidation- reduction potential (volts) (relative energy level)
Primary
electron
acceptor
Primary
electron
acceptor
NADPH
NADP+
ATP
H2O
O2
ADP
1
2
Photosystem II(P680)
Production
of ATP by
chemiosmosis
H+
Ferredoxin
Plastiquinone
Cytochrome
complex
Plastocyanin
1/2 + 2 H+
Pi
A0
A1
FeSx
FeSB
FeSA
(from medium)
Photosystem I(P700)
Electron
transport
chain
Electron
transport
chain
2e-
2 e
29. Síntesis de ATP y transporte de
electrones
◦ Electrones se mueven en cadena de
electrones
◦ Protones (H+) se mueven de la
estroma hacia el lumen del tilacoide,
creando un gradiente de protones
34. Light-dependent reactions Carbon fixation reactions
ATP
ADP
NADPH
NADP+
Light
reactions
Calvin
cycle
H2O O2
CO2
Chloroplast
Carbohydrates
35. Fijación del Carbono
◦ Se forma carbohidrato a partir de
CO2 , ATP, y NADPH
12 NADPH + 18 ATP + 6 CO2 →
C6H12O6 + 12 NADP + + 18 ADP + 18 Pi + 6 H2O
36. Fases del ciclo de Calvin
◦ capturar CO2
◦ reducción del carbono
◦ regeneración de RuBP
38. CO 2 molecules are
captured by RuBP,
resulting in an unstable
intermediate that is
immediately broken
apart into 2 PGA
12 molecules of
phosphoglycerate
(PGA)
12 ATP
12 ADP
PGA is phosphorylated
by ATP and reduced by
NADPH. Removal of a
phosphate results in
formation of G3P.
1
Through a series of
reactions G3P is
rearranged into new
RuBP molecules or
another sugar
6 ADP
ATP
P P
6 molecules of ribulose
phosphate (RP)
Glucose and other
carbohydrate synthesis
6 molecules of
ribulose bisphosphate
(RuBP)
2 molecules
of glyceraldehyde-3-
phosphate (G3P)
CALVIN
CYCLE
Carbon
reduction
phase
RuBP
regeneration
phase
CO2 uptake
phase
12 NADPH
6 molecules of CO2
10 molecules
of G3P
P
P
P
P
P
P
12 molecules
of glyceraldehyde-3-
phosphate (G3P)
3
2
12 NADP+