FOTOSINTESIS: FASE OSCURA
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Ing. Yuri Calle
UNIVERSIDAD SAN PEDRO
cloroplasto
FASE ILUMINICA
FASE IIINDEPENDIENTE DE LUZ
FASES DE LA FOTOSINTESIS
LA FASE INDEMPENDIENTE DE LA LUZ
Conocida como la fase de Calvin – Benson. Es independiente de la luz, no requiere luz solarEs una etapa complementaria de la etapa luminosa
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HISTORIA :
• Melvin Calvin y Andrew Benson describieron las reacciones de la fase oscura, conocida también como Ciclo de Calvin y Benson, (Premio Nobel de Química en 1961.
Metanol caliente para matar rapidamente las algase inicio de la extracción de los prouctos solubles de la fotosíntesis
14CO2 inyectado como H2
14CO3
Fase no lumínica• Fase independiente de luz o Fase oscura (ciclo de
Calvin):Se efectúa en el estroma de los cloroplastos, donde se usa el ATP y el NADPH para convertir el CO2 en glucosa
• Incorporación del CO2 se conoce como fijación del Carbono
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Fase fotoquímicaFase Bioquímica
FOTOSINTESIS
H2O CO2
O2 C6H12O6
FASE FOTOQUIMICA
FASE BIOQIMICA
Luz adsorbidapor pigmentos
CLOROFILA
Como se realizala “Fotolisis”del agua ?
CLOROPLASTO
ATP yNADPH+H+
ADPNADPADP
Ciclo de Calvin
Energía
Utilización de la Energía y su ciclo
+
+
Ciclo de Calvin - Benson
1. Fijación de una molécula de carbono: Un azúcar de 5 carbonos, la ribulosa difosfato (RuDP) se une al CO2, formando una mol. de 6 carbonos, que se rompe en 2 mol. de 3 carbonos (3-Fosfoglicérico o PGA). Esta reacción está catalizada por la enzima RuDP carboxilasa oxigenasa (RuBisCO)
2. Síntesis del Fosfogliceraldehído (PGAL): El ATP devuelve la energía y el NADPH2 cede los hidrógenos al 3-Fosfoglicérico, formando el PGAL.
3. Por cada seis vueltas del ciclo se forma una glucosa fosforilada4. Formación de compuestos orgánicos: El PGAL puede dar origen a
la Glucosa, Fructosa, Almidón, también puede formar grasas y aminoácidos para formar proteínas.
La ruta completa de asimilación del CO2 fue descrita por Calvin y col.
Posee tres fases: • Fijación del CO2 (carboxilación de ribulosa bifosfato)
• Reducción del carbono (con aporte de energia y poder reductor)
• Regeneración de la Ribulosa bifosfato (requiere aporte de ATP)
FASE OSCURA
MECANISMOS DE ASIMILACION DEL CO2 EN C3 y C4
• PLANTAS C3: Presentan el 3-PGA como primer compuesto formado con el CO2 fijado (triosa fosfato: 3C) (ver Ciclo de Calvin).
• PLANTAS C4: acido málico como primer compuesto formado con el CO2 fijado (4 carbonos: 4C). Dos carboxilaciones y dos enzimas: PEP carboxilasa y Rubisco
Fosforilación
Enzima Catalizadora
RuBisCO
Reducción
Oxidación
PGAL
PGA
I Fase Fijación del C
II Fase Reducción
12 ATP
12 ADP + 12 Pi
RuBP
Fosforilación
FOSFORILADA (unida a un Pi o grupo fosfato)
Se pierde otro Pi
III Fase de Regeneración
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REGENERACIÓN DEL RECEPTOR
DEL CO2
FIJACIÓN DEL CO2
REDUCCIÓN
Fotosistema I
Fotosistema II Fotosistema I
e-
e-
e-
H2O
O2
H+
H+
+ Fotón
e-
e-ADP+Pi ATP
Fotón
e-
Fotón
e-
ADP+Pi
ATP
e-
e-
NADP+
H+
H++ +H
+
NADPH
Cadena de
transporte
electrónico
Cadena de
transporte
electrónico
FLUJO DE ELECTRONES NO CÍCLICO
FLUJO DE ELECTRONES CÍCLICO
3 x CO2
P
1 x gliceraldehido 3-fosfato
+H+
6 x NADPH
3 x ATP
6 X ATP3 x ADP
6 x ADP
6 x Pi
6 x NADP
GLUCOSA Y OTROS
COMPUESTOS
ORGÁNICOS
FASE OSCURA - CICLO DE CALVIN
6 x 1,3-bifosfoglicerato
PP
6 x gliceraldehido 3-fosfato
P
6 x 3-fosfoglicerato
P
3 x ribulosa 1,5 bifosfato
P P
5 x gliceraldehido 3-fosfato
P
FASE LUMINICA
PGAL es base para formar otras biomoléculas
METABOLISMO
C4
FACTORES QUE AFECTAN LA FOTOSINTESIS
EXTERNOS
5. Disponibilidad de agua
4.- Concentración de O2
3.- Concentración de CO2
2.- Temperatura
1.- Intensidad de luz
Unidades de medida de la Radiación Fotosintéticamente Activa
FACTORES…. Intensidad de luz
Radiación Fotosintéticamente Activa (RFA)
Es la cantidad de radiacion solar del rango de longitudes de onda que son capaces de producir actividad fotosintetica en las plantas y otros organismos fotosintéticos.
Este rango es el comprendido entre los 400 y los 700 namómetros (nm) y se corresponde con el espectro visible.
• microEinsteins/m2/s• micromoles de fotones/m2/s.
Las plantas C4(adaptadas a climas secos y cálidos) manifiestan un mayor rendimiento que las plantas C3, y nunca alcanzan la saturación lumínica.
Efecto de la intensidad lumínica sobre las plantas C3 y C4
C3: 15-25
TEMPERATURA OPTIMA
C4: 30-47
Temperatura
Concentración de CO2FACTORES….
Concentración de CO2FACTORES….
Concentración de CO2 y O2
CONCENTRACION DE OXIGENOFACTORES…..
Disponibilidad de aguaa) Retarda expansión celularb) Cierre de estomasc) Resistencia interna a la difusión de CO2d) Actividad enzimática, integridad del protoplasma.
FACTORES….
FACTORES INTERNOS
1. Mecanismo de asimilación del CO2
2. Área foliar
3. Edad de la planta y de la hoja
4. Estado nutricional5. Transporte de hidratos de carbono
Mecanismo de asimilación del CO2
Tasa máxima de fotosíntesis neta(mg de CO2 / dm2 hoja/ hora)
C-3: 15 – 35C-4: 40 – 80CAM: 1 - 18
FACTORES INTERNOS
FACTORES INTERNOS
EDAD DE LA HOJA
Estado nutricional• La fotosíntesis produce 90 – 95% de la masa seca
• -N disminuye la tasa de asimilación de CO2 al disminuir la
concentración de clorofila
• Mg control de la actividad de enzimas carboxilasas
• Mg, K, Mn, Cu, Fe, S son cofactores en el proceso de
fotosíntesis
FACTORES INTERNOS
Transporte de hidratos de carbono• Eliminación de órganos de consumo disminuyen la tasa e
fotosíntesis en hojas cercanas, Mamones o parasitas
• Retirar mazorcas de maíz produce:
– disminuye 25% la fotosíntesis, a los 7 días
– disminuye 75% la fotosíntesis, a los 11 días.
FACTORES INTERNOS
FOTOSÍNTESIS
Ok……………
GRACIAS………………
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