Chapter 9: Photosintesis

Question 0

Explique la relación entre el largo de onda y su energía.

Answer 0

Radiación de menor largo de onda – Tienen mayor energía

– Rompe enlaces de moléculas biológicas

– Se miden en nm

Question 1

Describe las propiedades físicas de la luz:

Answer 1

Espectro electromagnético – Rango amplio de radiación

• Toda la radiación en espectro viaja como ondas

Question 2

Estructura del cloroplasto

Answer 2

Membrana externa Membrana interna Estroma

1 µm

Espacio Intermembranoso

Membrana tilacoide Grana (grupo de tilacoides) Lumen tilacoide

Question 3

Describa lo que le sucede a un electrón de una molécula biológica como clorofila cuando absorbe un fotón de energía de luz.

Answer 3

Clorofila a

– Pigmento fotosintético principal

– Absorbe luz de regiones azul y rojo de espectro de luz visible

– Refleja color verde brillante

– Inicia reacciones dependientes de luz

Question 4

¿Qué largos de onda de luz son más efectivos en fotosíntesis?

Answer 4

De las regiones azul y rojo.

Question 5

Describa la fotosíntesis como un proceso redox.

Answer 5

Ecuación resumida de fotosíntesis

clorofila, enzimas

6CO2 + 12H2O —> —> —> C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

luz

Question 6

Reacciones dependiente de la luz:

Answer 6

Convierten energía lumínica en energía química

• Clorofila absorbe energía lumínica – Electrón se mueve a estado energético más alto
• Electrón es transferido a molécula aceptadora (NADP)
• Electrón que salió de clorofila es sustituido por electrón de H2O
• Se forma O2, ATP , NADPH

Question 7

Reacciones de fijación de carbono

Answer 7

• El ATP y NADPH producidos en reacciones dependientes de luz se usan para producir compuesto orgánico.

Question 8

Indique los componentes de un fotosistema y su función.

Answer 8

• Consisten de múltiples complejos de antenas y un centro reactivo – Sus centros reactivos difieren en espectro de absorción
• Fotosistema I (P700) tiene 2 moléculas de clorofila que absorben luz de 700 nm
• Fotosistema II (P680) tiene 2 moléculas de clorofila que absorben luz de 680 nm

Question 9

Describa el flujo de electrones a través de los fotosistemas I y II en la ruta no cíclica de transporte de electrones y los productos que genera:

Answer 9

Molécula de pigmento del fotosistema I absorbe un fotón de luz

• La energía absorbida pasa de una molécula a otra hasta llegar al centro reactivo donde excita electrón de molécula P700
• Electrón es transferido a aceptador primario de electrones que lo pasa a cadena de transporte de electrones hasta llegar a ferredoxina la que dona el electrón a NADP
• El electrón que salió de P700 se sustituye con uno que sale del Fotosistema II

Question 10

Compare la ruta cíclica y no cíclica de electrones e indique la relación entre estos componentes de las reacciones de luz.

Answer 10

A. Transporte no cíclico de electrones • Coenzima NADP+ se reduce a NADPH

• Fotólisis de agua- luz provoca se rompa molécula

H2O → 2 protones (H+) + 2 electrones + O

– B. Transporte cíclico de electrones • Origen más antiguo

• No se forma NADPH ni O2
• Ayuda a mantener proporción de ATP a NADPH
• Conversión de energía radiante a energía química mediante ambos.

Question 11

Resuma las reacciones dependientes de luz e indique dónde ocurren.

Answer 11

• Tilacoides contienen múltiples complejos de antenas con centros reactivos

– Complejos de antenas • Grupos de moléculas de clorofila (aprox. 250) y pigmentos accesorios unidos a proteínas

• Moléculas de antena absorben luz y la transfieren a centro reactivo

– Centro reactivo • Dos moléculas de clorofila a, proteínas y componentes de la cadena de transferencia de electrones

Question 12

Transporte cíclico de electrones:

Answer 12

Transporte cíclico de electrones

• Participa sólo FS I (con centro reactivo P700)
• Transporte cíclico de electrones
• Fotosistema I absorbe fotón de luz

– Electrones excitados salen de P700

– Los electrones pasan a un aceptador

– Pasan por cadena de transporte de electrones • Energía liberada se usa para formar ATP

– Electrones regresan a molécula P700

• Sólo produce ATP (no NADPH, ni O2)

Question 13

Transporte no cíclico de electrones:

Answer 13

• Molécula de pigmento del fotosistema II absorbe un fotón de luz
• La energía es transferida al centro reactivo donde excita electrón de molécula P680
• Electrón energizado es transferido a aceptador primario de electrones que lo pasa a cadena de transporte de electrones hasta que es donado a P700 en FSI
• Electrón que salió FSII es sustituido por un electrón que era parte de H2O
• Fotólisis de agua – H2O → 2 protones (H+) + 2 electrones + O
• El oxígeno se une a otro para formar O2

Question 14

Explique cómo se establece el gradiente de protones a través de la membrana del tilacoide y cómo funciona en síntesis de ATP:

Answer 14

• Cadena de transporte de electrones ayuda a mantener gradiente de electrones y de H+
• El gradiente es – Eléctrico- por la diferencia entre cargas + y -– Químico- por alta concentración H+ dentro tilacoide
• Los H + sólo pueden pasar a través proteína ATP sintetasa. – Enzima cataliza la reacción • ADP + Pi + Energía → ATP

Question 15

• 1ra Fase: Se atrapa CO2:

Answer 15

– CO2 es aceptado por ribulosa bifosfatada (RuBP)(5C)

– Reacción catalizada por ribulosa bifosfato carboxilasa / oxigenasa (rubisco)

– Se forma compuesto de 6C que se rompe en dos de 3C

• 2 Fosfogliceratos (PGA)

Question 16

• 2da Fase: Reducción del CO2:

Answer 16

– Se reduce el CO2 con energía del ATP y del NADPH

– Se convierte PGA en G3P

– Salen dos G3P que forman glucosa o fructosa

Question 17

• 3ra Fase: Se regenera RuBP

Answer 17

– Secuencia de diez reacciones convierten 10 G3P en el ciclo en 5 RuBP

Question 18

¿En qué forma dependen las reacciones de fijación de carbono de las reacciones dependientes de luz?

Answer 18

Reacciones de fijación de carbono

• Reacciones de síntesis de compuesto orgánico – Ocurren en estroma
• Se conocen como – Reacciones de fijación del CO2

– Ciclo de Calvin

– Ruta C3

• Primer compuesto orgánico en formarse (G3P) tiene 3 carbonos
• Se divide en tres fases

– Se atrapa CO2

– Se reduce el carbono

– Se regenera RuBP

Question 19

Describa el rol del ATP y NADPH en el ciclo de Calvin:

Answer 19

2da fase del ciclo de calvin.

Question 20

¿Qué es fotorespiración; cuáles son sus consecuencias?

Answer 20

• Proceso que ocurre cuando hay poco CO2 y alta concentración de oxígeno

– En días calientes estomas se cierran

– Fotosíntesis usa todo el CO2 disponible y produce O2

• O2 compite con CO2 por sitio activo de Rubisco
• Compuestos intermedios de C.Calvin se degradan a CO2 y H2O
• Nombre se debe a que • Ocurre en presencia de luz
• Requiere O2 y produce CO2 + agua
• Reduce eficiencia fotosintética

– No produce ATP

– Remueve compuestos del Ciclo Calvin

Question 21

¿Qué son plantas C3, C4 y CAM?

Answer 21

• Ruta C3
– Ciclo Calvin ocurre en mesófilo
– Células de vaina no son fotosintéticas

• Ruta C4
– Fijación CO2 ocurre en células del mesófilo
– Se forma oxalacetato
– es transferido a células de la vaina donde ocurre ciclo de Calvin

Ruta del metabolismo de ácido crasuláceo (CAM)
• Similar a ruta C3 excepto que
– Fijación de CO2 ocurre de noche en células del mesófilo
– Ciclo de Calvin ocurre de día en las mismas células

Question 22

Contraste fotoautótrofos y quimioautótrofos en términos de su fuente de energía y carbono.

Answer 22

• Fotoautótrofos

– Usan energía lumínica para fijar carbono

• Quimioautótrofos

– Obtienen energía de degradación de compuestos inorgánicos para fijar carbono

• Quimioheterótrofos

– Obtienen energía y carbono de otros organismos

• Fotoheterótrofos

– Absorben energía lumínica pero no fijan carbono

Question 23

Establezca la importancia de fotosíntesis para las plantas y para otros organismos.

Answer 23

Para los autótrofos es el medio en el cual producen su energía, para los heterótrofos necesitan de esa fotosíntesis para sintetizar proteínas y producir ATP, NADH, etc. (función del organismo)