Tema fisiología

Tema 8

Utilización de la energía
luminosa en la fotosíntesis

Objetivo
Comprender cómo se lleva a cabo la
transformación de energía luminosa
en energía química o de enlace

Contenido
Introducción
 Absorción, transmisión y conversión de
la energía luminosa en energía química
 Transporte electrónico fotosintético:
producción de NADPH y ATP
 Protección del aparato fotosintético
Introducción

 Los

fotosistemas son capaces
de
absorber
la
luz,
transmitirla y convertirla en
una energía no radiante,
estable y acumulable, como
es la energía química.

Absorción y conversión
de la energía luminosa

http://www.etsmre.upv.es/varios/biologia/Temas/tema_11

CAROTENOIDES
CLOROFILA b

COMPLEJO
ANTENA

CLOROFILA a

Molécula donadora

FOTOSISTEMA

e–
e–
e
e–

–

Clorofilas *

CENTRO DEREACCIÓN

Molécula aceptora
Los complejos antena o complejos
recolectores de luz presentes en los
cloroplastos funcionan como un
embudo; colectan los fotones y
transfieren la energía hasta los
centros de reacción.

La antena es un mosaico de clorofilas que se
transmiten la energía de excitación al azar, hasta
contactar con la antena intrínseca de cada centro
de reacción y las clorofilas centrales P, quehacen
de sumidero por tener un nivel energético de
excitación más bajo.
El EFECTO COOPERATIVO logrado con el
acoplamiento excitónico de múltiples clorofilas en
las antenas permite disponer de 200 clorofilas por
fotosistema, que absorben hasta 2000 fotones por
segundo.

El EFECTO COOPERATIVO logrado con
el acoplamiento excitónico de múltiples
clorofilas en las antenas permite disponer
de 200clorofilas por fotosistema, que
absorben hasta 2000 fotones por segundo.

Transporte electrónico
fotosintético

Aceptor primario
CADENA DE TRANSPORTE

E’o (V)
-1.0

2 e-

Fd

Aceptor primario

2 e-

-0.5

Pq

Complejo de
citocromos
Pc (donador
primario)

2 e-

0.0

NADP+
reductasa
NADP+ + H+

NADPH

2 e2 fotones

FOTOSISTEMA I

2 fotones
+0.5

P-700
FOTOSISTEMA II
+1.0

P-680
2e
2H+ + ½O2 

–

H2ODonador primario

Pq: plastoquinona
Pc: plastocianina
Fd: ferredoxina

Clusters sulfoférricos



Con la absorción de la energía de un
excitón, cada uno de los dos fotosistemas
hace de bomba que impulsa el flujo
electrónico al originar un salto contra
gradiente de potencial redox. El resto de
las transferencias redox que se produce
a continuación irán
a favor de
gradiente de potencial.



Elprimer donador de e- de esta cadena es el H2O que
se oxida en el lumen, y el último aceptor es el NADP +
que se reduce en el estroma cercano al tilacoide.



Estequiométricamente la reacción se puede escribir
como:
2 H2O + 2 NADP+



O2 + 2 NADPH + 2 H+

Esta reacción global supone un flujo de paso o
intercambio de 4 e- entre los dos reactantes que está
acoplado a un intercambio transversallumen-estroma
de 8 H+ en total.

Primera QH2 oxidada
Q
QH2

Q*
e-

Cyt b

El Ciclo de las Quinonas y el complejo
Citocromo b6f

eFeS

Cyt f

PC

2H+
Segunda QH2 oxidada
2H+
Q
QH2

QH2
Cyt b
eeFeS

Cyt f

PC

2H+
Complejo Citocromo b6f

La Fuerza Protón motriz. La energía liberada por las
reacciones de oxidación se emplea para bombear
protones de un lado a otro de la membrana (del
lumen al estroma enel caso de la membrana
tilacoidal). Los protones pueden volver a atravesar la
membrana a través de un complejo enzimático
denominado ATP sintasa, que aprovecha dicho flujo
electrónico para sintetizar ATP.

Aclarando dudas…


Sintasa: Cataliza reacciones de condensación en las cuales
NO participa un nucleósido trifosfato (como ATP ó GTP).
Ejemplo típico es la citrato sintasa, que está en elciclo de
Krebs.






En el caso de la ATP-sintasa, la fuente de energía
es el gradiente de protones. El ATP es el producto
de la reacción.
En bacterias y plantas, existe la glutamato sintasa,
que utiliza como fuente de energía el NADPH
(como no utiliza ATP ó GTP es una sintasa).

Sintetasa: Cataliza reacciones de condensación  que usan
ATP o GTP como fuente de energía. Por ejemplo, la...