Cuestionario de fotosíntesis PDF

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Breve repaso acerca de las fases de la fotosíntesis y de pigmentos fotosintéticos. ...

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Bioquímica Celular y de los Tejidos I Flores Garza Marcel Equipo 3

Grupo 2451 11 de mayo de 2020

Cuestionario de fotosíntesis 1. ¿Qué es la fotosíntesis? Es el proceso mediante el cual la energía lumínica se convierte en energía química en forma de azúcares. Es un proceso catalizado por la luz solar, el cual genera moléculas de glucosa, a partir de agua y dióxido de carbono, y que libera oxígeno molecular como subproducto. 2. Estructura y función de los cloroplastos Los cloroplastos son uno de los organelos celulares, presente en organismos fotosintéticos (en su mayoría plantas) el cual tiene como función convertir la energía lumínica energía química. En las subunidades llamadas tilacoides, es donde ocurre la fotosíntesis, ayudado de pigmentos, los cuales pueden ser la clorofila para las plantas verdes, carotenoides para plantas de color amarillo y antocianinas para las plantas rojas. Los tilacoides se encuentran acomodados en pilas llamadas granas. Cabe mencionar, que, como las mitocondrias, los cloroplastos poseen su propio ADN. 3. Reacción general de la fotosíntesis La reacción general consiste en que por cada seis moléculas de dióxido de carbono y seis de agua, con ayuda de la energía solar se convierte en una molécula de glucosa y seis moléculas de oxígeno molecular.

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4. Reacción de la fase luminosa Esta es la primera fase de la fotosíntesis, la cual depende directamente de la presencia de la luz, para así obtener energía química en forma de ATP y NADPH, a partir de la disociación de moléculas de agua y así obtener oxígeno e hidrógeno. Este proceso químico se realiza en la cadena transportadora del cloroplasto, en los fotosistemas formados por el complejo clorofila-proteína, que se encuentran en la membrana de los tilacoides, ubicados al interior de los cloroplastos.

5. Reacción de la fase oscura

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La fase oscura, biosintética o asimilatoria de la fotosíntesis es un conjunto de reacciones independientes de la luz, que pueden ocurrir tanto de día como de noche, que convierten el dióxido de carbono y otros compuestos en glucosa. Estas reacciones, a diferencia de las reacciones lumínicas (fase luminosa o fase clara), no requieren la luz para producirse (de ahí el nombre de reacciones oscuras). Estas reacciones toman los productos de la fase luminosa (principalmente el ATP y NADPH) y realizan más procesos químicos sobre ellos. Las reacciones oscuras son dos: la fijación del carbono y el Ciclo de Calvin. La fase oscura o fase de fijación o asimilación del carbono no puede realizarse sin energía solar, debido a que está regulada por ella indirectamente, dado que algunas enzimas implicadas en el proceso de asimilación del carbono son dependientes de la luz, y no se produce el proceso en ausencia de ella. Esta segunda fase también es dependiente de la temperatura y más lenta. La fijación del carbono es el primer paso de las reacciones oscuras. El carbono proveniente del CO2 es "fijado" dentro de un gran carbohidrato.

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El ciclo de Calvin es el proceso mediante el cual el dióxido de carbono se incorpora a la ribulosa 1,5-bisfosfato que acaba rindiendo una molécula neta de glucosa, que la planta usa como energía (respiración mitocondrial) y como fuente de carbono, y de la cual depende la mayor parte de la vida en la Tierra. Esta es la segunda fase de la fotosíntesis, donde se almacena la energía en moléculas orgánicas como la glucosa. Las reacciones del ciclo de Calvin también se conocen como reacciones independientes de la luz. 6. Pigmentos que participan en el proceso de la fotosíntesis • Clorofila La clorofila es el pigmento principal en las plantas; es una clorina que absorbe longitudes de onda amarillas y azules de la luz mientras que refleja verde. Es la presencia y abundancia relativa de clorofila la que da a las plantas su color verde. Todas las plantas terrestres y las algas verdes poseen dos formas de este pigmento: clorofila a y la clorofila b. Los organismos fotosintéticos como las diatomeas contienen clorofila c en lugar de b, mientras que las algas rojas sólo poseen clorofila a. Todas las clorofilas sirven como el medio principal que utilizan las plantas para interceptar la luz con el fin de impulsar la fotosíntesis. •

Carotenoide

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Los carotenoides son pigmentos de color rojo, naranja o amarillo. Funcionan como pigmentos accesorios en las plantas, ayudando a impulsar la fotosíntesis mediante la recopilación de las longitudes de onda de luz no absorbida fácilmente por la clorofila. Los carotenoides más conocidos son el caroteno (un pigmento anaranjado que se encuentra en las zanahorias), luteína (un pigmento amarillo que se encuentra en frutas y verduras), y el licopeno (pigmento rojo responsable del color de los tomates). Se ha demostrado que los carotenoides actúan como antioxidantes y promueven la visión saludable en los seres humanos.

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Antocianinas Las antocianinas (literalmente "flor azul") son pigmentos flavonoides hidrosolubles que pueden tomar un color desde rojo a azul, dependiendo del pH al que se encuentren. Se encuentran en todos los tejidos de las plantas superiores, proporcionando color en hojas, tallo, raíces, flores y frutos, aunque no siempre en cantidades suficientes para ser notables. Las antocianinas son más visibles en los pétalos de las flores, en los que pueden llegar a suponer hasta un 30% del peso seco del tejido. Éstos también son los responsables del color púrpura que se observa en la parte inferior de las plantas de sombra tropicales como Tradescantia zebrina; en estas plantas, la antocianina capta la luz que ha pasado a través de la hoja y la refleja de vuelta hacia las regiones que llevan clorofila, con el fin de maximizar el uso de la luz disponible.

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Betalaínas Las betalaínas son pigmentos rojos o amarillos. Al igual que las antocianinas son solubles en agua, pero a diferencia de las antocianinas que son sintetizados a partir de tirosina. Esta clase de pigmentos se encuentra sólo en las plantas del orden Caryophyllales (incluyendo cactus y amaranto), y nunca se presenta en plantas que contengan antocianinas. Las betalaínas son responsables del color rojo intenso de la remolacha, y se utilizan comercialmente como agentes colorantes de alimentos.

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7. Fotosistemas 1 y 2

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8. Fotosíntesis en plantas C3 y C4 Las plantas que utilizan sólo el ciclo de Calvin para la fijación del dióxido de carbono del aire se conocen como plantas C3. En el primer paso del ciclo el CO2 reacciona con la RuBP para producir dos moléculas del ácido de 3 carbonos, 3-fosfoglicérico (3-PGA). Este es el origen de la denominación C3 o C3 en la literatura del ciclo y de las plantas que utilizan este ciclo. El proceso completo desde la captura de la energía luminosa hasta la producción de azúcar se produce dentro del cloroplasto. La energía de la luz es capturada por el proceso de transporte de electrones no cíclico, el cual, utiliza las membranas de los tilacoides para el transporte de electrones requerido. Alrededor del 85% de las especies de plantas son C 3. Se incluyen los granos de cereales: trigo, arroz, cebada, avena. Los cacahuetes, algodón, remolacha azucarera, el tabaco, las espinacas, la soja, y la mayoría de los árboles son plantas C3. La mayoría de las hierbas de césped como el centeno y la festuca son plantas C3. Las plantas C4 inicialmente fijan dióxido de carbono (CO2) a bajas concentraciones en las células mesófilas en forma de compuestos de 4 carbonos, usando la energía liberada de la hidrólisis de 1 ATP por cada dióxido de carbono (CO2) fijado. El dióxido de carbono es liberado después en las células de la vaina del haz de las hojas, donde tienen lugar las reacciones del ciclo de Calvin-Benson. El proceso consiste en la captación del dióxido de carbono en las células del mesófilo de la planta, pero el CO2, en vez de utilizarse inmediatamente en el ciclo de Calvin, reacciona con el fosfoenolpiruvato (PEP) gracias a la catálisis de la enzima fosfoenolpiruvato carboxilasa Es una adaptación para plantas que viven en climas cálidos y áridos semejantes a Almería, España. Las plantas C4 inicialmente fijan el CO2 en las células mesófilas en forma de compuestos de 4 carbonos y después liberan el CO2 en las células de la vaina del haz de la hoja. Hay un requerimiento adicional de ATP por cada dióxido de carbono utilizado en esta ruta.

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