Tema 8a

Tema 8
La luz y el aparato
fotosintético

Objetivo
Conocer la estructura
del aparato fotosintético
en plantas

Contenido







Introducción
Energía luminosa y pigmentos
Estructura del aparato fotosintético vegetal
Elementos del aparato fotosintético en los
tilacoides
Genética y origen del aparato fotosintético
vegetal

Introducción

“Muy probablemente las plantas extraen del aire y através de sus hojas alguna parte de su alimento,
(preguntándose): ¿Y no podría también la luz
penetrar a través de las extensas superficies de las
hojas y las flores y contribuir en mucho a
embellecer los principios de los vegetales? Las hojas,
en cierta medida, sustituirán en las plantas el motor
que en los animales permite la circulación de la
sangre; y además servirán de acceso a la parte de sualimento que la planta extrae del aire”.
Stephen Hales (1677-1761)
Teddington (UK)



La mitad de la biomasa vegetal es
sintetizada por ecosistemas terrestres
(cultivos agrícolas, bosques, sabanas,
matorrales…) y la otra mitad es
producida en capas superiores de lagos y
océanos por ecosistemas acuáticos
(fitoplancton y macrófitas).

Energía luminosa y
pigmentos

Espectro electromagnéticohttp://www.etsmre.upv.es/varios/biologia/Temas/te

Rango de longitud de onda
(nm)

Longitud de onda
representativa

<400

254

11.8 x 1014

Violeta

400-425

410

7.31 x 1014

Azul

425-490

460

6.52 x 1014

Verde

490-560

520

5.77 x 1014

Amarillo

560-585

570

5.26 x 1014

Anaranjado

585-640

620

4.84 x 1014

Rojo

640-740

680

4.41 x 1014

>740

1400

2.14 x 1014

Color

UltravioletaInfrarrojo

ν=c/λ

c=2.9979 x 108 m.s-1

Frecuencia (hertzios)

Energía
(KJ/mol)

471
292
260
230
210
193
176
85

E=h.c/λ

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Las moléculas cambian su estado
cuando absorben o emiten energía


La utilización de la energía de un fotón para
impulsar una transformación física o química
conlleva la interacción con una molécula que
lo absorba. Su energíase suma a la de la
molécula y al exceso de energía tras la
absorción se denomina energía de excitación
o excitón.



El resultado de la absorción (A) de un fotón por una molécula
supone la transición desde su estado fundamental (So) de mínima
energía a uno de sus estados excitados (S1, S2, …etc.) de mayor
contenido energético.



La transición que resulta útil para promover transformacionesquímicas es un cambio en la configuración de los electrones de
valencia ya que intervienen en los enlaces químicos.



El estado excitado es muy inestable tendiendo rápidamente la
molécula a volver al estado fundamental.



De todas las opciones, la cesión o transferencia de la energía de
excitación (excitones) a otra molécula que esté suficientemente
próxima es la clave para el funcionamiento delas antenas
fotosintéticas.

Electrón

Núcleo
–

Estado
fundamental
de energía
Fotón de una de
una dada absorbido
por un electrón

Electrón
excitado
Estado
excitado
de energía

–
–

–

–

–

–

–

–
–

–

–
–
–

–

–

–
–

–

–

–

–
–

–

–
–

–

–
–

–

–
–

–

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Pérdida de Energía
por Fluorescencia
––

Electrón en un estado
excitado
–

–

––

–

–

Fotón emitido
de mayor 

–
–

–

–
–
–

–

–

–
–

–

–

–

–
–

–

Electrón en el estado
fundamental

–
–

–

–
–

–

–
–

–

La energía absorbida se pierde en forma de luz de λ
mayor. El electrón vuelve a su estado normal.

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Pérdida de
Energía por
Transferencia
de Excitón

Átomo B

Electrón en
el estado
fundamental en
otro átomo
cercanoElectrón en un estado
excitado

E

Electrón en un estado
excitado en el átomo B
Electrón en
el estado
fundamental en
el átomo A

Átomo A

La energía absorbida se se cede a
otro átomo de una molécula
cercana. En la primera molécula el
electrón vuelve a su estado
fundamental mientras que en la
segunda queda en un estado
excitado.

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Átomo...