TEMA 3. PLANTES I LLUM (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Fisiologia Vegetal
Año del apunte 2014
Páginas 5
Fecha de subida 22/10/2014
Descargas 27
Subido por

Descripción

Professora: Roser Toldrà

Vista previa del texto

TEMA 3: PLANTES I LLUM Fotosíntesi: reaccions que fan les planters verdes il·luminades per sintetitzar la seva pròpia matèria orgànica.
La fotosíntesi és una de les reaccions més complexes de la fisiologia. Transforma l’energia lumínica en química (que es troba en els enllaços energètics entre àtoms i molècules) i que es pot emmagatzemar. També transforma la matèria inorgànica (CO2) a matèria orgànica (hidrats de carboni) que serveix pel desenvolupament i el creixement de la planta. Per tot això la fotosíntesi és un procés fotoautotròfic.
La equació general és: CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2 (s’allibera a l’atmosfera).
Aquest procés només es pot donar en plantes verdes en presència de llum. La primera molècula orgànica que es crea és la glucosa.
El CO2 s’aconsegueix del medi ambient.
L’aigua ja està sempre en la planta.
La llum prové del sol.
Aquest procés només el poden fer les plantes verdes, perquè són les úniques que poden agafar l’energia de la llum del sol i fer-la servir per sintetitzar matèria orgànica. Això és gràcies als pigments verds, que es troben als cloroplasts.
CLOROPLAST És l’òrgan contenidor de la clorofil·la. És un orgànul que es troba dins la cèl·lula amb forma lenticular (forma de llentia). Sobretot es troba a les zones amb més capacitat fotosintètica (mesòfil de les fulles), però en realitat es troben per tota la planta.
En les plantes angiospermes, hi ha entre 15 i 20 cloroplasts per cada cèl·lula.
Els cloroplasts tenen dues membranes: una interna (que no té contacte amb el citosol) i una externa (que té contacte amb el citosol). Tots els processos es fan a nivell de la membrana interna o més cap a l’interior.
La matriu del cloroplast s’anomena estroma. Dins hi ha un altre sistema de membranes, que s’anomenen lamel·les, i que s’organitzen en tilacoides. Els tilacoides poden ser: - Allargats (tilacoides d’estroma).
Petits, arrodonits i agrupats en piles. Aquestes piles s’anomenen granes. Dins les granes hi ha un altres espai aïllat.
Per tant, els cloroplasts tenen molts espais separats i aïllats de la resta: 1. Entre les dues membranes.
2. Estroma.
3. Dins les granes o tilacoides (lumen).
Les funcions del cloroplast, totes les reaccions que ha de dur a terme, es reparteixen entre aquests tres espais.
Els pigments verds estan dins el lumen (dins els tilacoides). En l’estroma es troben quasi tots els enzims i vies metabòliques. Duen a terme síntesi de lípids, terpens, aminoàcids...
La fotosíntesi comença dins els tilacoides i acaba amb la síntesi de les biomolècules orgàniques a l’estroma. Els tilacoides es formen per invaginació de la membrana.
PLASTS Els cloroplasts només són un tipus dins la família dels plasts. Aquests orgànuls bàsicament el que fan és emmagatzemar substàncies. Els cloroplasts concretament emmagatzemen clorofil·la.
- Cloroplasts: emmagatzemen clorofil·la.
Cromoplasts: emmagatzemen altres pigments que no són verds.
Leucoplasts: té altres substàncies que no són pigments.
 Amiloplasts: emmagatzemen midó.
 Oleoplasts: emmagatzemen olis.
 Proteinoplasts: emmagatzemen proteïnes.
El proplast no s’especialitza si no aconsegueix que li arribi llum. El proplast previ a la seva diferenciació no té cap funció en la cèl·lula.
PIGMENTS Perquè les plantes puguin captar la llum del sol necessiten unes molècules que facin de “lector” d’aquesta llum, uns receptors. Aquests són els pigments verds, juntament amb altres que capten la llum i la transformen en energia per la planta.
Si una determinada llum arribés a la planta però aquesta no tingués els receptors necessaris per poder “llegir-la”, la planta no obtindria l’energia d’aquella llum. En les plantes, els pigments que permeten que pugui captar l’energia de la llum són els pigments de clorofil·la.
L’espectre electromagnètic visible engloba les radiacions electromagnètiques que l’ull humà es capaç de captar i veure. Van dels 390 nm a 810 nm de longitud d’ona. Segons la longitud d’ona, hi ha diferents tipus de llum que arriben a la planta, no només dins l’espectre electromagnètic visible.
A part dels receptors que té la planta per rebre la llum visible, pot ser que també en tingui que captin les radiacions electromagnètiques fora de l’espectre electromagnètic visible.
La planta té un conjunt de receptors que li permeten escombrar tota la franja de la llum visible: - Carotens.
Clorofil·la a.
Clorofil·la b (el pic d’absorció és en una longitud d’ona més gran que la a).
Ficoeritrina.
Ficocianina.
Com reben els pigments l’energia i com la transmeten a la planta? Hi ha un canvi d’energia. La llum excita els electrons dels pigments, que passen a tenir nivells superiors als normals d’energia. En aquest estat els electrons són inestables, acaben tornant als nivells d’energia originals, al seu estat fonamental. Quan tornen a aquest estat alliberen l’energia que havien agafat, ja sigui en forma de llum o de calor, que la planta pot utilitzar per sintetitzar matèria.
Els responsables d’excitar els electrons són els fotons, són els donadors d’energia. Cada fotó té una energia associada que depèn de la seva longitud d’ona, com més petita és aquesta, major és l’energia que porta. La clorofil·la a és el pigment que té el pic d’absorció en la longitud d’ona més petita, per tant és el que capta més energia, i és el pigment responsable de començar el procés de la fotosíntesi. Els altres pigments, per molt que puguin captar altres tipus de llum, no són fotosintètics.
L’energia d’un fotó depèn de la longitud d’ona segons la següent fórmula: E= h.υ= h. c/λ On h és la constant de Planck.
En les plantes podem trobar tres tipus de pigments diferents: - - Clorofil·la: absorbeix totes les longituds d’ona menys la verda, per això és de color verd.
És una estructura cíclica formada per quatre anells pirròlics units al mig per un àtom de magnesi. L’anell número 4 té penjada una estructura de vint carbonis amb molts enllaços dobles.
La clorofil·la, en la membrana del tilacoide insereix la cua de vint carbonis, de manera que els anells queden nedant dins el lumen. Els anells són els encarregats de captar la llum.
Les clorofil·les també poden tenir un cinquè anell no pirròlic, i segons els radicals que tingui aquest anell parlarem de clorofil·la a, b, c o d.
En plantes superiors només trobem les clorofil·les a i b, en feofícies, diatomees i rodòfits podem trobar les clorofil·les c i d.
Carotens i xantofil·les: juntament amb les ficobilines, són pigments antena, no són fotosintètics encara que absorbeixin alguna llum. Els carotens són de color taronja, i les xantofil·les de color groc. Els carotens són cadenes de quaranta carbonis amb dobles enllaços alterns, sense oxigen i amb gran capacitat d’absorció lumínica. Les xantofil·les són cadenes semblants a les dels carotens però també tenen oxigen.
Tant carotens com xantofil·les són liposolubles, i es troben dins les membranes tilacoidals.
- Ficobilines: les de color vermell són les ficoeritrines, i les de color blau les ficocianines.
Tenen quatre anells pirròlics però en estructura lineal (no es tanquen com en la clorofil·la). Són hidrosolubles, es troben en el lumen.
FUNCIONS DEL CLOROPLAST - Absorbir llum i emmagatzemar pigments (sobretot clorofil·la).
Transferir energia a la planta a través dels pigments.
Conservar l’energia captada, que entra per la cadena de transport d’electrons i s’acaba “guardant” en enllaços de compostos orgànics d’alta energia.
S’hi donen processos multienzimàtics.
El cloroplast és un orgànul amb ADN propi, però de dotació parcial. Això vol dir que l’ADN per si sol no pot fer funcionar el cloroplast autònomament, sinó que ha de cooperar amb l’ADN nuclear. L’ADN del cloroplast participa en la síntesi d’algunes proteïnes estructurals, enzims...
...