Tema 5 - Fotosíntesi (2013)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Pompeu Fabra (UPF)
Grado Biología Humana - 2º curso
Asignatura Fisiologia Vegetal
Año del apunte 2013
Páginas 3
Fecha de subida 10/04/2015
Descargas 3
Subido por

Vista previa del texto

TEMA 5: FOTOSÍNTESI Procés metabòlic típic de les plantes (metabolisme primari). Procés redox on hi ha l’aigua que s’oxida i un compost que es redueix que són les molècules orgàniques que es formen.
Els cloroplasts Estructura i funcions.
Es troben en les parts verdes de les plantes. Delimitats per una doble membrana i tenen un petit DNA propi que codifica per proteïnes específiques de la fotosíntesi. Té clorofil·la. Tamany entre 5-10micres. Nombre molt variable, la majoria d’angiospermes en tenen al voltant de 20-50 cloroplasts. Contenen els pigments i el mecanisme per dur a terme la fotosíntesis.
Estructura: - Membrana externa: poc selectiva i permeable. No té clorofil·les, només té carotenoides.
- Membrana interna: té clorofil·les i carotenoides. És una membrana molt més selectiva. Filtra. És impermeable a ions, nucleòtids i a intermediaris del cicle de Calvin. Això assegura que tots els intermediaris que es formin en la fotosíntesis es quedin dins i no difonguin fora. Està connectada a tot un sistema membranal: Lamel·les o tilacoides.
- Lamel·les: Hi ha un tipus que son una mena de sacs apilats un damunt de l’altra: lamel·les de grana i per altra banda hi ha un altre tipus de sàculs que connecten les piles que son els tilacoides o lamel·les d’estroma. Els sacs tenen un espai en el seu interior i tenen els pigments i els diferents fotosistemes que captaran la llum.
La composició de les diferents lamel·les seran diferents. En les lamel·les de grana estan implicades en la absorció de la llum. Trobem el fotosistema II i la proporció entre clorofil·la a i b es igual. En la lamel·la d’estroma la proporció de clorofil·la a i b és de 4 a 1 i té el fotosistema I.
Tenim diferents espais: - Espai intermembrana extern (composició molt similar al citosol).
- Espai entre la membrana interna i els tilacoides: Estroma, que té una composició aquosa però diferent del citosol.
Finalment hi ha un espai dins dels tilacoides: lòcul. És una reserva de protons, per tant el seu pH serà àcid. Això serà important pel procés de la fotosíntesi.
Localització Són més abundants en les cèl·lules del mesòfil [mesòfil en palissada (més proper a la radiació solar i per tant té més cloroplasts) i mesòfil lacunar (cells amb molts més espais intracel·lulars)] de la fulla.
Concepte i significació de la fotosíntesis Es desprèn un component molt important que és O2. Essencial per la vida del planeta. Intervé en la capa d’ozó. És l’O2 que respirem. L’energia prové de la llum.
Es formen algunes molècules intermitges ATP, que acumula energia química i NADH+H que acumula el poder reductor.
Fases de la fotosíntesi 1. Fase lluminosa. Fase de fotoabsorció.
2. Fase fosca o fase de fotoassimilació: reaccions independents de la llum. Tenen relació amb la reducció del CO2 per formar matèria orgànica. Tot i això, la llum és important perquè es reguladora de molts dels enzims que hi intervenen.
Fotosíntesi i llum Amb la fotosíntesi únicament no es sustenta la vida d’una planta. Necessiten fer el procés de respiració. Les plantes són organismes autòtrofs, però que un cop s’ha format la matèria orgànica necessiten consumir-la per obtenir energia: procés de respiració. A partir de matèria orgànica es forma CO2 i aigua, obtenint-se energia.
Té lloc a les mitocòndries.
La llum que es biològicament activa està dins de l’espectre de llum visible des de els 300 als 800 nanòmetres i està formada per ones electromagnètiques. Aquestes ones electromagnètiques estan formades per fotons, paquets indivisibles. Cada un d’aquests fotons té una energia que es calcula: E = h · v, sent la freqüència d’una ona v = c/λ. Per tant, l’energia d’un fotó es inversament proporcional a la seva longitud d’ona.
La llei de Stark Einstein, diu que cada molècula només pot captar la llum d’UN fotó. Els fotons s’absorbeixen d’un en un i cada fotó només pot excitar un electró. No tots els pigments poden absorbir el mateix tipus de llum.
El fotó de llum serveix perquè un dels electrons de la molècula passi a un òrbita superior. Això vol dir que l’energia del fotó que ha absorbit l’é ha de ser igual a la del salt. L’electró passa a un orbital més extern. A aquest nivell superior, la molècula està excitada. Com no és estable, torna al seu orbital desprenent energia, aquesta però és inferior a l’energia que ha necessitat per saltar a l’orbital extern.
Pigments fotosintètics - El principal pigment fotosintètic és la clorofil·la (s’assembla molt a l’hemoglobina) té un anell porfirínic que en el seu centre té un àtom de magnesi, aquest anell porfirínic es capaç d’absorbir tota la llum menys la verda que es la que rebota i la que veiem. El cap es polar i esta esterificat amb un alcohol: cua de fitol. Li dona a la molècula una part hidròfoba (lipòfila) que li permet anclar-se a la membrana. A més a més hi han dos tipus de clorofil·la. Que sigui a o b només depèn del radical de l’anell porfirínic: si el radical és metil = clorofil·la a, aldehid = b. Clorofil·la a pigment fotosintètic principal, la b no té capacitat d’engegar la fotosíntesi (pigment accessori).
- A més a més tenim els carotenoides (coloració de vermells a grocs). Hi ha una cadena central lineal amb dobles enllaços conjugats. Això li permet absorbir la llum.
A cada un dels extrems dels carotenoides es troben uns anells. Si l’anell no té oxigen parlem de carotens, en canvi si els anells tenen oxigen parlem de xantofil·les. Intervenen en el procés de captació de llum però també són pigments accessoris. També protegeixen l’aparell fotosintètic de l’excés de llum. Dissipen la llum que va arribant per altres vies.
- A part tenim les ficobilines, que són pigments accessoris que es troben en les algues cianofícies que donen una coloració vermellosa. (no es propi de les plantes superiors).
Excitació dels pigments i funció de l’antena col·lectora Conjunts de pigments que s’agrupen (també hi intervenen proteïnes) i es coneixen amb el nom de fotosistemes.
Quan a un pigment determinat li arriba una radiació un dels seus electrons passa a un estat energètic superior. Quan l’electró torna en el seu estat fonamental desprèn energia, però aquesta no es de la mateixa magnitud que la inicial. La pot perdre en forma d’energia calorífica i lumínica. L’energia que torna arriba com energia d’estímul, perquè servirà per excitar un electró d’un pigment contigu. D’aquesta forma l’energia del fotó que ha arribat al primer lloc va passant de pigment a pigment fins arribar a la clorofil·la a (que està al centre) que és l’única que pot aconseguir separar l’electró de la seva molècula.
Ca · A ! (energia) ! Ca* · A ! Ca+ · AL’antena col·lectora (agrupació de pigments i proteïnes que recol·lecten l’energia de la llum) canalitza la llum fins al centre de reacció on es troben les molècules de clorofil·la a que perden un dels seus electrons donant lloc a un catió i un anió a partir dels quals es podran donar diverses reaccions químiques.
...