Gu a carbono con respuestas


Economía del carbono

1) Bajo condiciones de alta irradiancia y niveles de CO2 limitantes, la proporción de energía lumínica absorbida que se reirradia en otra longitud de onda o se transforma en calor es alta. Aumentando el nivel de CO2 atmosférico aumenta el aprovechamiento de la energía absorbida. Sugiera una explicación detallada a esta observación.

Respuesta: Bajo condiciones de altairradiancia y niveles de CO2 limitantes el ATP y NADPH producidos en la cadena de transporte electrónico fotosintético no se utilizan plenamente en la formación de fotoasimilados en el ciclo de Calvin. Esto trae aparejado la acumulación de ATP y NADPH y la falta de ADP, Pi y NADP. A su vez esto genera que los componentes de la cadena de transporte electrónico fotosintético se encuentren totalmentereducidos. Por lo tanto, una buena parte de la radiación absorbida por el aparato fotosintético no está canalizada hacia la formación de energía química. Existen mecanismos de desacoplamiento del transporte de la energía excitónica y de desacoplamiento del transporte de electrones que evitan que la energía en exceso se canalice hacia la formación de especies reactivas del oxígeno. Estos mecanismosdisipan la energía absorbida mediante la emisión de fluorescencia y la emisión de calor.

2) Cuando se alcaliniza (aumenta el pH) una solución en la que se suspenden cloroplastos intactos recientemente extraídos de hojas de espinaca, estas organelas son capaces de sintetizar ATP en la oscuridad. Este efecto es más evidente si primero se incuban los cloroplastos (en oscuridad) en una solución depH 5 antes de pasarlos a la solución alcalinizada. Sugiera una explicación a este resultado.

Respuesta: La síntesis de ATP se lleva a cabo por la enzima ATP-sintasa que está ubicada en las membranas tilacoides, y la energía necesaria para ello proviene de la existencia de una diferencia en la concentración de protones (Δ[H+]) a ambos lados de esta membrana, siendo la [H+] mayor en el lumendebido a que es ahí donde ocurre la lisis del agua y hacia donde se bombean los H+ durante la transferencia de electrones. Esto genera fuerza protón motríz que es utilizada en la síntesis de ATP.

Cuando se alcaliniza el medio de incubación de los cloroplastos se acentúa el Δ[H+]. Este gradiente de H+ tiende a ser disipado cuando pasan a través de los canales de la ATP-sintasa, y durante este pasajeesta misma enzima-canal une Pi + ADP y produce ATP en el estroma. El gradiente protón-motríz provee la energía para la síntesis de ATP, y cuanto mayor es este gradiente, mayor es la producción de ATP.

Al incubar los cloroplastos previamente en una solución ácida (pH 5), se acidifica aún más el lumen de los tilacoides, y esto contribuye a acentuar el Δ[H+]. Esto es posible porque la membranaexterna del cloroplasto es muy permeable, mientras que la membrana tilacoides tiene una permeabilidad muy baja; los H+ se acumulan en el lumen durante la incubación a pH ácido, y al transferirlos al nuevo medio alcalino, el pH se iguala rápidamente con el del estroma pero no con el del lumen.
















3) Explique cómo funciona y qué relevancia tiene el mecanismo por el cual cambia ladistribución de la antena del fotosistema II dentro de los tilacoides debido a cambios en el ambiente lumínico.

Respuesta:
El fotosistema II (Fs II) se ubica predominantemente en las lamelas grana, mientras que el Fs I es más abundante el las lamelas estromáticas. Las proteínas antena LHC II (del Inglés: Ligth-Harvesting Complex II), se encuentran asociadas al Fs II, salvo en situaciones en las que laenergía que llega al FsII, excede la que recibe el Fs I. Cuando esto sucede, la plastoquinona se acumula en forma reducida, ya que el Fs I, por medio de la plastocianina y el citocromo b6 f, no puede oxidarla a suficiente velocidad. La acumulación de plastoquinona reducida produce la activación de una enzima kinasa, que cataliza la fosforilación de LHC II y modifica su estructura. Cuando las...