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Durante la fotofosforilación no cíclica, ¿cómo se convierte NADP + en NADPH?

Durante la fotofosforilación no cíclica, ¿cómo se convierte NADP + en NADPH?


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Sé que NADP + se reduce para formar NADPH, pero ¿qué se está donando exactamente? ¿Son dos electrones individuales (de la fotólisis o las moléculas de clorofila) y un ión de hidrógeno (protón)? Si este es el caso, durante el ciclo de Calvin, ¿las moléculas de NADPH donan los mismos dos electrones individuales y el protón de hidrógeno de las reacciones dependientes de la luz para volver a convertirse en NADP +? Gracias.


Específicamente durante la fotofosforilación no cíclica, sé que la clorofila ya tiene moléculas de NADP + preexistentes, el agua se rompe para liberar 2 átomos de hidrógeno y 1 átomo de oxígeno (dos moléculas de agua se descomponen para formar oxígeno gaseoso que respiramos), esos 2 átomos de hidrógeno se obtienen enviado hacia abajo y a lo largo de la Cadena de Transporte de Electrones a través de la energía solar y luego creo que uno va a una proteína llamada ATP sintasa y el otro va al fotoselemento 1. Después del fotoselemento 1, el hidrógeno se une a moléculas de NADP + flotantes libres a partir de NADPH cargado. Esta debería ser la esencia de todo, pero también recomendaría escuchar las aportaciones de otra persona.


Notas breves sobre la fotofosforilación cíclica

Aquí solo participa PS I. La energía luminosa absorbida por el complejo de captación de luz se transfiere por resonancia inductiva a P700. El P700 puede aceptar energía luminosa solo de una longitud de onda superior a 680 nm. El electrón excitado de PQ700 es aceptado primero por un aceptor desconocido (x) que a su vez transfiere su electrón a FRS (sustancia reductora de ferredoxina) y luego a ferredoxina. Esto hace que la ferredoxina libere uno de sus propios electrones (ricos en energía), que se desplaza a través de la cadena formada por Cyt b6, Cyt f, plastocianina y finalmente vuelve a P700. El P700 ahora regresa al estado fundamental y ahora está listo para recibir una unidad más de energía radinat.

El electorno liberado de la clorofila (P700) se devuelve en una cadena continua, es decir, viaja de forma cíclica, de ahí el nombre de transporte cíclico de electrones o fotofosforilación cíclica.

Síntesis de ATP durante la fotofosforilación cíclica:

El electrón expulsado de P700 tiene una energía de 0,42 v que se reduce a 0,417 cuando alcanza la ferredoxina. Aquí los electrones pasan por 3 pasos de migración descendente (Cyt b6, Cyt f y Pi) antes de regresar a P700. La brecha potencial entre Ferredoxina y P700 (estado fundamental) es de aproximadamente un voltio, que es suficiente para reproducir al menos dos moléculas de ATP. Las moléculas de ATP se forman en dos estados & # 8211 a) entre ferredoxina y Cyt b6 yb) entre Cyt b6 y Cytf.

En la fotofosforilación cíclica el agua no participa, por lo que no hay evolución de O2 tampoco hay formación de molécula de NADPH reducida (porque no hay donante de hidrógeno). Además, PS II no está involucrado en una etapa.

Ramriez et al (1968) opinan que la fotofosforilación cíclica es de ocurrencia limitada en las plantas y una alta tasa de reacción cíclica puede incluso retardar el CO2 la fijación como NADPH no estará disponible. Argumentan que la reacción cíclica no está involucrada en la ruta principal de síntesis de carbohidratos, ya que solo puede proporcionar una parte del requerimiento de ATP para CO2 fijación. Describe la fotofosforilación no cíclica.

Esta es la vía principal de reacción de la luz que involucra tanto a PS I como a PS II La fotofosforilación no cíclica también se denomina transporte de electrones del esquema & # 8216Z & # 8217 debido a la forma en zigzag del viaje de electrones. Se lleva a cabo de la siguiente manera.

a) La energía radiante es atrapada por PS I (P700) que expulsa uno si es un jectrón y es atrapada por X, FRS y finalmente pasa a ferredoxina. La rei ferredoxina ahora transfiere sus electrones a NADPH. NADPH se reduce PS I, sin embargo, permanece en el estado excitado ya que no ha recuperado su electrón.

b) Mientras tanto, PS II absorbe energía luminosa (680 nm) y expulsa uno de sus propios electrones, que queda atrapado por un aceptor de quinona desconocido (Q). Desde Q- el electrón se mueve cuesta abajo a cyt b6, plastoquina, cyt f, plastocianina (PC) y finalmente a PS I. PS I, que está en un estado excitado, ahora regresa al estado fundamental ya que tiene un electrón de PS II .

¿Cómo vuelve PS II al estado fundamental ahora que ha enviado su electrón para llenar el & # 8216hole & # 8217 en PS I? Porque a menos que la PS II vuelva al estado normal, el sistema no puede seguir funcionando. La respuesta está en la disociación de moléculas de agua. El agua la divide en iones H + y OH, ¿cuál es el mecanismo de esta división del agua? Algunos fisiólogos lo llaman fotólisis del agua, otros no están seguros del mecanismo, pero afirman que los iones Mn + y CI son esenciales para la descomposición del agua.

En cualquier caso, el PS II excitado vuelve al estado normal al obtener un electrón de los iones OH del agua. Según Salisbury y Ross (1986), el PS II excitado vuelve al estado fundamental atrayendo un electrón de una proteína Mn- adyacente, que a su vez obtiene un electrón del OH- del agua. Los iones H + liberados por el agua son aceptados por NADPH para convertirse en NADPH H. Así se forma un NADPH reducido.

El sistema de transporte de electrones o fotofosforilación se denomina no cíclico porque el PS I excitado vuelve al estado normal al obtener un electrón del PS II, mientras que el PS II excitado vuelve al estado fundamental al recibir un electrón del agua. Por tanto, el movimiento del electrón no es cíclico.

Síntesis de ATP durante la fotofosforilación no cíclica:

El electrón (+0,8 v) liberado por PS II es aceptado por una quinona desde donde la migración cuesta abajo comienza a alcanzar PS I a través de Cyt b6, Cyt f y PC. Una molécula de ATP se sintetiza cuando el electrón viaja entre PQ y Cyt f. Liberación de oxígeno y formación de NADPH + + h +: cuatro moléculas de agua se dividen por cada turno de fotofosforilación no cíclica. Esto es necesario (ver figura 4.9) para proporcionar cuatro electrones al PS II excitado para devolverlo al estado fundamental. De manera similar, se requieren cuatro iones H + para reducir 2 moléculas de NADPH. Estas reacciones tienen lugar de la siguiente manera.

(Se requieren cuatro electrones para reducir 2 moléculas de NADPH y estos provienen del PSI excitado a través de ferredoxina)


Proceso de reacción a la luz

La reacción a la luz es la primera etapa del proceso de fotosíntesis en la que la energía solar se convierte en energía química en forma de ATP y NADPH. Los complejos de proteínas y las moléculas de pigmento ayudan en la producción de NADPH y ATP.

El proceso de reacción de la luz se da a continuación:

  • En las reacciones a la luz, la energía de la luz solar es absorbida por el pigmento clorofila y se convierte en energía química en forma de moléculas portadoras de carga de electrones como NADPH y ATP.
  • La energía de la luz se utiliza tanto en el Fotosistema I como en el II, presente dentro de las membranas tilacoides de los cloroplastos.
  • Las moléculas de carbohidratos se obtienen del dióxido de carbono del uso de la energía química acumulada durante las reacciones.
  • La energía de la luz tiende a dividirse en el agua y luego extrae los electrones del fotosistema II, luego los electrones se mueven del PSII a b6f (citocromo) al fotosistema I (PSI) y se reducen en forma de energía.
  • Los electrones se vuelven a energizar en los Fotosistemas I y los electrones de alta energía reducen el NADP + a NADPH.
  • En el proceso de fotofosforilación no cíclica, el citocromo utiliza la energía electrónica del fotosistema II para bombear los iones de hidrógeno desde la luz al estroma más tarde, esta energía permite que la ATP sintasa se una al tercer grupo fosfato de la molécula de ADP, que luego forma el ATP.
  • En el proceso de fotofosforilación cíclica, el citocromo b6f utiliza energía electrónica de los Fotosistemas I y II para crear una cantidad de ATP y detiene la producción de NADPH, manteniendo así las cantidades adecuadas de ATP y NADPH.

Por lo tanto, las reacciones de luz aprovechan la energía de la luz para impulsar el transporte de electrones y el bombeo del protón, para convertir la energía de la luz en la forma ATP biológicamente útil y produce una fuente utilizable de reducción de la potencia NADPH.


8.2 - Fotosíntesis

  • doble membrana
  • grano de almidón
  • grana
  • tilacoide
  • membrana interna & # 8211 ubicación de la reacción dependiente de la luz
  • estroma & # 8211 ubicación de la reacción independiente de la luz, incluido el ciclo de Calvin. A menudo contienen grandes granos de almidón y gotitas de aceite, productos de la fotosíntesis.

8.2.2 & # 8211 Indique que la fotosíntesis consiste en dependientes e independientes de la luz
reacciones

Reacciones dependientes de la luz
En estas reacciones, la energía que se encuentra en los fotones de la luz del sol se utiliza para producir ATP para las reacciones independientes de la luz. Esta energía está atrapada por el pigmento. clorofila en el membranas tilacoides. Luego se usa para romper los enlaces en una molécula de agua, dividiéndola en iones O2 y H +, llamados fotólisis. Mientras que el oxígeno se libera como producto de desecho, el aceptor de hidrógeno, NADP +, absorbe el hidrógeno. La energía de la luz se utiliza para convertir ADP y fosfato en ATP, un proceso llamado fotofosforilación.

Reacciones independientes de la luz

Mientras que las reacciones dependientes de la luz utilizan energía luminosa, las reacciones independientes de la luz utilizan la energía química almacenada en ATP y NADPH + H +. Estos tienen lugar en el estroma. El carbono de la atmósfera que se encuentra en el CO2 se fija en forma de azúcares. Aunque estas reacciones no dependen directamente de la presencia de luz para que ocurran, los productos de las reacciones dependientes de la luz aún deben estar disponibles.

8.2.3 & # 8211 Explicar las reacciones dependientes de la luz

En el reacciones dependientes de la luz, la energía luminosa del sol se convierte en energía química. Esta queda atrapada en la clorofila, que se agrupa en estructuras llamadas fotosistemas. los fotosistemas se encuentran en las membranas tilacoides del grana.

Hay varios tipos de clorofila que se encuentran en cada fotosistema, cada uno de los cuales absorbe una longitud de onda de luz diferente. Clorofila A está en el centro del fotosistema. Cuando la luz golpea la clorofila, los electrones están excitados y perdido en oxidación.

El ATP se produce en un proceso cíclico cuando el la relación de NADPH + H + a NADP + es alta. Esto ocurre cuando la luz no es un factor limitante para la reacción. El fotosistema 1 no genera NADPH + H +, pero envía electrones a la bomba de protones. El fotosistema 1 es oxidado por la luz entrante, liberando un

El fotosistema 1 es oxidado por la luz entrante, liberando un electrón excitado para reducir la bomba de protones de la membrana. Los protones, en forma de H +, se bombean al espacio tilacoide. Esto crea una gradiente de concentración necesarios para la posterior producción de ATP. Los electrones vuelven al fotosistema 1 para reducirlo.

La energía luminosa del sol queda atrapada en la clorofila y se produce ATP. La coenzima NADP + se reduce para formar NADPH + H +. El primer fotosistema, el fotosistema dos [PS2] es capaz de absorber luz con una longitud de onda de 680 nm, por lo que se denomina P680. El segundo fotosistema, el fotosistema uno [PS1] se activa con longitudes de onda de 700 nm y se denomina P700.

La luz es absorbida primero por el clorofila A en PS2. Esta energía luego se convierte en energía química por liberando electrones en oxidación.

Los electrones de PS2 luego pasan a lo largo de la membrana tilacoide en una serie de reacciones redox. Las bombas de proteína se reducen a bombear Iones H + en el espacio tilacoide.

En PS1, se absorbe una frecuencia de luz diferente. El fotosistema se oxida para liberar electrones.

Los electrones pasan de PS1 a ferrodoxinas, que reducen NADP + a NADPH + H +. El NADPH permanece en el estroma para ser utilizado en las reacciones independientes de la luz.

El fotosistema 1 es reducido por los electrones de PS2.

A continuación, se reduce el fotosistema 2 para que pueda absorber más luz. Cuando el agua se divide mediante fotólisis, se le dan electrones al fotosistema. Esta es la fuente de iones H + y el O2 residual.

Dado que hay una alta concentración de iones H + en el lumen tilacoide, pueden difundirse de nuevo al estroma a través del poro en la ATP sintasa. Este proceso impulsa la fosforilación de ADP a
ATP. Durante estas reacciones redox en las reacciones dependientes de la luz, los niveles de energía de los electrones cambian.

8.2.4 & # 8211 Explicar la fotofosforilación en términos de quimiosmosis

Una alta concentración de iones H + se acumula en el espacio tilacoide debido a bombeo de protones. Esto da como resultado un gradiente de protones, lo que hace que los protones se bombeen a través de la membrana a través del ATPasa moléculas. Esto impulsa el mecanismo motor de la estructura, reduciendo ADP a ATP. Es como el proceso que se usa en la respiración.

Los electrones excitados se mueven para llenar la vacante en el centro de reacción de PS2, luego en PS1. Se utilizan para reducir NADP +, en fotofosforilación no cíclica, en la que la vía de reacción es lineal.

8.2.5 & # 8211 Explicar las reacciones independientes de la luz

El CO2 en el aire se fija para formar carbohidratos. Esto se hace utilizando la energía atrapada de la luz solar en las reacciones dependientes de la luz en forma de ATP y NADPH. Estas reacciones tienen lugar en el estroma.

Durante fijación de CO2, el dióxido de carbono es atrapado por RuBP para formar dos moléculas de glicerato-3-fosfato.

los GP luego se reduce a TP en el paso de reducción, utilizando ATP y NADPH + H + para proporcionar la energía. En el

En el paso de síntesis de producto, TP se utiliza para fabricar moléculas orgánicas como fosfato de glucosa, azúcar, almidón, lípidos, aminoácidos, etc.

A esto le sigue el regeneración del paso del aceptador, donde algunos TP se convierte de nuevo en RuBP. Esto permite fijar más CO2 de la atmósfera. El bifosfato de ribulosa es un aceptor de 5 carbonos. La fijación del carbono en sí es catalizada por la

El bifosfato de ribulosa es un aceptor de 5 carbonos. La fijación del carbono en sí es catalizada por la enzima. RuBisCo [ribulosa bifosfato carboxilasa], y es la proteína más común en las hojas de las plantas verdes.

8.2.6 & # 8211 Explicar la relación entre la estructura del cloroplasto y su función.

8.2.7 & # 8211 Explicar la relación entre el espectro de acción y el espectro de absorción de pigmentos fotosintéticos en plantas verdes.

La clorofila absorbe mejor la luz roja y azul. La luz verde, por otro lado, se refleja, lo que hace que las plantas parezcan verdes.

La tasa de fotosíntesis es más alta en azul y rojo, y más baja en amarillo y verde debido a la longitud de onda óptima para la clorofila.

8.2.8 & # 8211 Explicar el concepto de factores limitantes en la fotosíntesis, con referencia a la intensidad de la luz, la temperatura y la concentración de dióxido de carbono.

En un momento dado, solo uno de estos factores será el que limite la tasa de fotosíntesis.

La luz es esencial para la fotosíntesis, sin embargo alcanza un punto de compensación cuando la cantidad de oxígeno que se produce es la misma que se consume en la respiración. Como resultado, la relación alcanza un meseta a altas intensidades.

La energía lumínica ayuda a la producción de iones H + a partir de agua y ATP. Por otro lado, cuando no hay luz, la planta solo puede respirar. Demasiada luz puede dañar la clorofila.

A medida que aumenta la temperatura circundante, la tasa de fotosíntesis aumenta, y cada planta alcanza un óptimo temperatura donde la tasa cae abruptamente. Las enzimas de las reacciones son sensibles a la temperatura.

Concentración de dióxido de carbono

A medida que aumenta la concentración de CO2, la tasa de fotosíntesis aumenta, antes de que mesetas. Cada planta tiene un óptimo concentración.

Cuando el CO2 es el factor limitante, el NADPH simplemente se acumula en el estroma, deteniendo el funcionamiento de los fotosistemas. El ATP se forma a través de cíclico fotofosforilación.


La diferencia entre fotofosforilación cíclica y no cíclica

La mayoría de los materiales orgánicos requeridos por los organismos se crean a partir de los productos de la fotosíntesis. La fotosíntesis implica la conversión de energía luminosa en energía que puede ser utilizada por la célula, sobre todo energía química. En plantas y algas, la fotosíntesis ocurre en un orgánulo llamado cloroplasto, que contiene una membrana externa, una membrana interna y una membrana tilacoide (https://en.wikipedia.org/wiki/Chloroplast).

La fotosíntesis se puede dividir en dos partes principales: (1) las reacciones fotosintéticas de transferencia de electrones ("reacciones de luz") y (2) las reacciones de fijación de carbono ("reacciones oscuras"). Las "reacciones a la luz" involucran la luz solar que energiza electrones en el pigmento fotosintético clorofila, que luego viajan a lo largo de una cadena de transporte de electrones en la membrana tilacoide, lo que resulta en la formación de ATP y NADPH. Las "reacciones oscuras" implican la producción de compuestos orgánicos a partir de CO2 utilizando el ATP y NADPH producidos por las "reacciones de luz" y no se discutirán más en este artículo.

La fotosíntesis implica el uso de dos fotosistemas (fotosistema I y fotosistema II) para aprovechar la energía de la luz utilizando electrones para producir ATP y NADPH, que luego la célula puede usar como energía química para producir compuestos orgánicos. Los fotosistemas son grandes complejos de proteínas que se especializan en recolectar energía luminosa y convertirla en energía química. Los fotosistemas constan de dos partes: un complejo de antenas y un centro de reacción fotoquímica. El complejo de antenas es importante para capturar la energía luminosa y transmitir esa energía al centro de reacción fotoquímica, que luego convierte la energía en formas utilizables para la célula.

Primero, la luz excita un electrón dentro de una molécula de clorofila en el complejo de antena. Se trata de un fotón de luz que hace que un electrón se mueva a un orbital de mayor energía. Cuando se excita un electrón en una molécula de clorofila, es inestable en el orbital de mayor energía, y la energía se transfiere rápidamente de una molécula de clorofila a otra por transferencia de energía de resonancia hasta que alcanza las moléculas de clorofila en un área conocida como el centro de reacción fotoquímica. Desde aquí, los electrones excitados pasan a una cadena de aceptores de electrones. La energía luminosa provoca la transferencia de electrones de un donante de electrones débil (que tiene una fuerte afinidad por los electrones) a un donante de electrones fuerte en su forma reducida (que lleva un electrón de alta energía). Los donantes de electrones específicos usados ​​por un organismo o fotosistema dado pueden variar y se discutirán más adelante para los fotosistemas I y II en plantas.

En las plantas, la fotosíntesis da como resultado la producción de ATP y NADPH mediante un proceso de dos pasos conocido como fotofosforilación no cíclica. El primer paso de la fotofosforilación no cíclica implica el fotosistema II. Los electrones de alta energía (causados ​​por la energía de la luz) de las moléculas de clorofila en el centro de reacción del fotosistema II se transfieren a las moléculas de quinona (donantes de electrones fuertes). El fotosistema II utiliza agua como un donante de electrones débil para reemplazar las deficiencias de electrones causadas por la transferencia de electrones de alta energía de las moléculas de clorofila a las moléculas de quinona. Esto se logra mediante una enzima que divide el agua que permite que los electrones se eliminen de las moléculas de agua para reemplazar los electrones transferidos desde la molécula de clorofila. Cuando se eliminan 4 electrones de dos moléculas de H2O (correspondientes a 4 fotones), se libera O2. Las moléculas de quinona reducidas luego pasan los electrones de alta energía a una bomba de protones (H +) conocida como citocromo. B6-F complejo. El citocromo B6-F El complejo bombea H + al espacio tilacoide, creando un gradiente de concentración a través de la membrana tilacoide.

Este gradiente de protones impulsa la síntesis de ATP por la enzima ATP sintasa (también llamada ATPasa F0F1). La ATP sintasa proporciona un medio para que los iones H + viajen a través de la membrana tilacoide, hacia abajo en su gradiente de concentración. El movimiento de los iones H + hacia abajo en su gradiente de concentración impulsa la formación de ATP a partir de ADP y Pi (fosfato inorgánico) por la ATP sintasa. La ATP sintasa se encuentra en bacterias, arqueas, plantas, algas y células animales y tiene un papel tanto en la respiración como en la fotosíntesis (https://en.wikipedia.org/wiki/ATP_synthase).

La transferencia final de electrones del fotosistema II es la transferencia de electrones a una molécula de clorofila deficiente en electrones en el centro de reacción del fotosistema I. Un electrón excitado (causado por la energía de la luz) de la molécula de clorofila en el centro de reacción del fotosistema I se transfiere a un molécula llamada ferredoxina. A partir de ahí, el electrón se transfiere a NADP + para crear NADPH.

Fotofosforilación no cíclica produce 1 molécula de ATP y 1 molécula de NADPH por par de electrones, sin embargo, la fijación de carbono requiere 1,5 moléculas de ATP por molécula de NADPH. Para abordar este problema y producir más moléculas de ATP, algunas especies de plantas utilizan un proceso conocido como fotofosforilación cíclica. La fotofosforilación cíclica implica solo el fotosistema I, no el fotosistema II, y no forma NADPH ni O2. En la fosforilación cíclica, los electrones de alta energía del fotosistema I se transfieren al citocromo. B6-F complejo en lugar de ser transferido a NADP +. Los electrones pierden energía a medida que pasan a través del citocromo. B6-F complejo de nuevo a la clorofila del fotosistema I y H + se bombea a través de la membrana tilacoide como resultado. Esto aumenta la concentración de H + en el espacio tilacoide, que impulsa la producción de ATP por la ATP sintasa.

El nivel de fotofosforilación cíclica versus no cíclica que ocurre en una célula fotosintética determinada se regula en función de las necesidades de la célula. De esta manera, la célula puede controlar cuánta energía luminosa convierte en potencia reductora (alimentada por NADPH) y cuánta se convierte en enlaces fosfato de alta energía (ATP).


11.3: Fotofosforilación: Anoxigenica y Oxigenica

Fotofosforilación es el proceso de transferir la energía de la luz a los productos químicos, en particular al ATP. Es probable que las raíces evolutivas de la fotofosforilación se encuentren en el mundo anaeróbico, hace entre 3.000 y 1.500 millones de años, cuando la vida era abundante en ausencia de oxígeno molecular. La fotofosforilación probablemente evolucionó relativamente poco después de las cadenas de transporte de electrones (ETC) y Respiración anaerobica comenzó a proporcionar diversidad metabólica. El primer paso del proceso implica la absorción de un fotón por una molécula de pigmento. La energía de la luz se transfiere al pigmento y promueve los electrones (e -) a un estado de energía cuántica superior, algo que los biólogos denominan & quot; estado de excitación & quot. Nótese el uso del antropomorfismo aquí, los electrones no están & quot; excitados & quot; en el sentido clásico y no están de repente saltando por todas partes o celebrando su promoción. Simplemente se encuentran en un estado cuántico de mayor energía. En este estado, se dice coloquialmente que los electrones están & quot; energizados & quot ;. Mientras está en el estado & quotexcited & quot, el pigmento ahora tiene un potencial de reducción mucho menor y puede donar los electrones & quoteexcited & quot a otros portadores con mayores potenciales de reducción. Estos aceptores de electrones pueden, a su vez, convertirse en donantes de otras moléculas con mayores potenciales de reducción y, al hacerlo, formar una cadena de transporte de electrones.

A medida que los electrones pasan de un portador de electrones a otro a través de reacciones rojo / ox, estas transferencias exergónicas se pueden acoplar al transporte (o bombeo) endergónico de protones a través de una membrana para crear un gradiente electroquímico. Este gradiente electroquímico genera una fuerza motriz de protones cuyo impulso exergónico para alcanzar el equilibrio puede acoplarse a la producción endergónica de ATP, a través de la ATP sintasa. Como veremos con más detalle, los electrones involucrados en esta cadena de transporte de electrones pueden tener uno de dos destinos: (1) pueden regresar a su fuente inicial en un proceso llamado fotofosforilación cíclica o (2) pueden depositarse en un pariente cercano de NAD + llamado NADP +. Si los electrones se depositan nuevamente en el pigmento original en un proceso cíclico, todo el proceso puede comenzar de nuevo. Sin embargo, si el electrón se deposita en NADP + para formar NADPH (** nota de acceso directo y mdashwe no mencionamos explícitamente ningún protón, pero asumimos que se entiende que también están involucrados **), el pigmento original debe recuperar un electrón de otro lugar . Este electrón debe provenir de una fuente con un potencial de reducción menor que el pigmento oxidado y dependiendo del sistema existen diferentes fuentes posibles, entre ellas H2O, compuestos reducidos de azufre como SH2 e incluso S 0 elemental.

¿Qué sucede cuando un compuesto absorbe un fotón de luz?

Cuando un compuesto absorbe un fotón de luz, se dice que el compuesto deja su estado fundamental y se & quot; excitado & quot.

Figura 1. Un diagrama que muestra lo que le sucede a una molécula que absorbe un fotón de luz. Atribución: Marc T. Facciotti (obra original)

¿Cuáles son los destinos del electrón & quotexcited & quot? Hay cuatro resultados posibles, que se muestran esquemáticamente en la figura siguiente. Estas opciones son:

  1. El e - puede relajarse a un estado cuántico más bajo, transfiriendo energía en forma de calor.
  2. El e - puede relajarse a un estado cuántico más bajo y transferir energía a un proceso de fotón de luz y mdasha conocido como fluorescencia.
  3. La energía se puede transferir por resonancia a una molécula vecina cuando e - regresa a un estado cuántico inferior.
  4. La energía puede cambiar el potencial de reducción de modo que la molécula pueda convertirse en un donante electrónico. La vinculación de este donante electrónico excitado con un aceptador electrónico adecuado puede conducir a una transferencia de electrones exergónica. En otras palabras, el estado excitado puede estar involucrado en reacciones rojo / buey.

Figura 2. ¿Qué le puede pasar a la energía absorbida por una molécula?

A medida que el electrón excitado se desintegra de nuevo a su estado de menor energía, la energía se puede transferir de diversas formas. Si bien muchos de los llamados pigmentos auxiliares o de antena absorben energía luminosa y la transfieren a algo conocido como centro de reacción (mediante los mecanismos representados en la opción III en la Figura 2), es lo que sucede en el centro de reacción lo que más nos preocupa (opción IV en la figura anterior). Aquí, una molécula de clorofila o bacterioclorofila absorbe la energía de un fotón y se excita un electrón. Esta transferencia de energía es suficiente para permitir que el centro de reacción done el electrón en una reacción rojo / ox a una segunda molécula. Esto inicia las reacciones de transporte de electrones. El resultado es un centro de reacción oxidado que ahora debe reducirse para poder comenzar de nuevo el proceso. Cómo sucede esto es la base del flujo de electrones en la fotofosforilación y se describirá en detalle a continuación.

Sistemas de fotofosforilación simple: fotofosforilación anoxigénica

Al principio de la evolución de la fotofosforilación, estas reacciones evolucionaron en entornos anaeróbicos donde había muy poco oxígeno molecular disponible. Dos conjuntos de reacciones evolucionaron en estas condiciones, ambas directamente de cadenas respiratorias anaeróbicas como se describió anteriormente. Estos se conocen como reacciones de luz porque requieren la activación de un electrón (un electrón & quot; excitado & quot;) a partir de la absorción de un fotón de luz por un pigmento del centro de reacción, como la bacterioclorofila. Las reacciones a la luz se clasifican como cíclico o como no cíclico fotofosforilación, dependiendo del estado final de los electrones eliminados de los pigmentos del centro de reacción. Si los electrones regresan al centro de reacción del pigmento original, como la bacterioclorofila, esto es fotofosforilación cíclica, los electrones hacen un circuito completo y se muestra en un diagrama en la Figura 4. Si los electrones se usan para reducir NADP + a NADPH, los electrones se eliminan de la vía y terminan en NADPH. Este proceso se denomina no cíclico, ya que los electrones ya no forman parte del circuito. En este caso, el centro de reacción debe volver a reducirse antes de que el proceso pueda volver a ocurrir. Por lo tanto, se requiere una fuente de electrones externa para la fotofosforilación no cíclica. En estos sistemas formas reducidas de azufre, como H2S, que se puede usar como donante de electrones y está diagramado en la Figura 5. Para ayudarlo a comprender mejor las similitudes de la fotofosforilación con la respiración, se proporcionó una torre rojo / buey que contiene muchos compuestos de uso común relacionados con la fotofosforilación.


Cadena de transporte de electrones (con diagrama) | Fotosíntesis

La función principal en la fotosíntesis es elevar un electrón a un nivel de energía más alto en la clorofila. Luego, el electrón se transfiere a un aceptor. Es como si hubiera un agujero en la clorofila que invita al llenado. Este agujero está tapado por electrones del agua. En consecuencia, las clorofilas se convirtieron a su estado fundamental original.

Como se observará en la figura 13-19 durante la reacción de PSII, los electrones del agua se elevan de 0,8 a 0,0 voltios por transferencia de energía. La clorofila excitada recibe los electrones del agua y luego los transfiere al centro de reacción de la clorofila.

Luego, estos electrones pasan a algún aceptor de electrones. La feofitina (Phe) es uno de los compuestos aceptores de este tipo. Los componentes de transporte de electrones del fotosistema I se muestran en la figura 13-20, 22.

Los dos fotosistemas parecen funcionar en una secuencia conectada. Esto se conoce como el esquema Z y la década de 1960 lo elaboró.

Se pueden mencionar las siguientes evidencias de la existencia del esquema Z:

1. La ocurrencia de dos reacciones de luz separadas.

2. Ambos citocromo bƒƒ y la plastoquinona (PQ) se oxidan con luz roja lejana y se reducen con luz de longitud de onda más corta. En PSII, DCMU inhibe la evolución de oxígeno y también inhibe la reducción del citocromo ƒ por luz de longitud de onda más corta.

3. Incluso en presencia de DCMU, la fotorreducción de NADP + puede reemplazarse mediante un donante de electrones artificial.

Componentes de la cadena de transporte de electrones:

Se cree que el PSII contiene una proteína de manganeso (Y) que posiblemente cataliza las primeras etapas de O2 evolución. Cuatrocientas moléculas de chl contienen 5-8 átomos de manganeso, y se requieren alrededor de 4 átomos de Mn para O completo2 evolución.

Los iones cloruro posiblemente estén asociados con el lado oxidante del PSII. Los cloroplastos empobrecidos en iones Cl & # 8211 pierden la capacidad de utilizar H2O como donante de electrones.

Plastocianina (una proteína de cobre E0 = 370 mv).

Aproximadamente una molécula está presente por cada 400 moléculas de chl.

También se designa como P690, P680 o P682. Es el centro de reacción del fotosistema II. Se considera como una molécula de Chla en PSII que atrapa fotones recolectados por antena de moléculas de clorofila. También existe como un complejo con Z y Q.

Una vez que los electrones se transfieren a Pheo, los electrones a 0.0 voltios pasan a lo largo de una cadena portadora en forma descendente (20-1982). Por lo tanto, se pierde energía en esta secuencia de movimiento descendente. También hay formación de ATP a partir de ADP en una reacción acoplada.

Luego, los electrones del citocromo 559 pasan a la plastoquinona o viceversa, luego pasan al citocromo. ƒ y luego a plastocianina. Estos electrones son aceptados por P 700 a + 0,4 voltios. En la vía PSI, el P 700 arroja electrones que son aceptados por una sustancia de alto potencial y luego pasan a la sustancia reductora de ferredoxina.

Luego, los electrones se transfieren a la ferredoxina y luego a la enzima ferredoxina NADP reductasa. El último paso implica la reducción de NADP + a NADPH conservando la energía química. Como se observará en la figura 13-22, 23 es evidente que durante la transferencia de electrones y protones de H2O, los oxidantes y reductores iniciales pasan por varios pasos dando lugar a la formación de NADPH y ATP.

Tanto el NADPH como el ATP se utilizan en la reducción de dióxido de carbono a carbohidratos en las reacciones termoquímicas posteriores de la fase calvin de la fotosíntesis. Lo más probable es que la energía para la síntesis de ATP se distribuya entre los citados. B559 o plastoquinona y cit. ƒ.

Existe un grupo de quinonas en los cloroplastos y estos son las naftoquinonas (vitamina K) y las tocoferolquinonas (vitamina E). Algunas plastoquinonas (plastoquinona (PQ E0 = + 0,113 V) y plastoquinonas A (PQA). Acepta electrones de Q. 3 (3,4-diclorofenil) -1, bloques de di-metilurea (DCMU), sistema de transporte de electrones entre Q y PQA.

Es un citocromo de tipo c que tiene máximos de absorción en el rango de 550-555 nm. Está presente casi una molécula por cada 400 moléculas de Chi. Lleva un solo electrón y está asociado con PSI.

Proteína de hierro y azufre (E & # 8217 = 290 mV):

Este se encuentra entre la plastoquinona y el citocromo f.

Es el centro de reacción de PSI y es la forma modificada de Chla que existe como dímero. Aproximadamente una molécula por cada 400 moléculas de Chi están presentes. Lleva un solo electrón.

Es el principal aceptor de electrones en PSI. Se desconoce la naturaleza química precisa de este compuesto, pero tiene un potencial más negativo que la ferredoxina y posiblemente tan bajo como 600-700 mV. Dos compuestos de Fe-S designados como B y A se consideran intermedios entre X y ferredoxina.

Ferredoxina (FD) (E & # 8217 = & # 8211 430 mV):

Es una proteína que contiene hierro y azufre y no hem. Aquí el hierro no está asociado con el hemo y es de bajo peso molecular. La feredoxina de las plantas superiores contiene solo dos átomos de hierro. El hierro se reduce y se oxida aceptando y donando el electrón respectivamente. Lleva electrones individuales.

Flavoproteína Ferredoxina-NADP + Oxido-Reductasa (E & # 8217 = -380 mV):

Esta enzima reduce NADP + a NADPH. También actúa como transhidrogenésico (NADPH2 NAD + → NADP + + NADPH2) y una diaforasa. Contiene una molécula de FAD.

Citocromo b6:

En estas proteínas, el hierro está asociado con el hemo. Su potencial redox es cercano a cero. Sus propiedades espectroscópicas también son similares al citocromo b de las mitocondrias.

Nicotinamida adenina dinucieotida fosfato (NADP):

Es el aceptor terminal del transporte de electrones fotosintéticos en el esquema Z. En la vía RPP, NADPH2 dona electrones a 1, 3 — difosfoglicerato. NADP + no atraviesa la envoltura del cloroplasto.

Anteriormente, el NADP se consideraba el aceptor principal. Estudios recientes han demostrado que la ferredoxina tiene un potencial redox de casi 0,42 voltios como aceptor. Estudios posteriores han indicado que los compuestos X y Z preceden a la ferredoxina y son reductanos fuertes.

En los cloroplastos se encuentran tres proteínas que contienen hierro llamadas citocromos. Contienen hierro como Fe ++ o Fe +++ como parte del grupo protésico hem. Estos son citocromos wt b6 y wt b3

Citocromo: (E0& # 8216 = + 4.055 V). Puede estar fuera de la cadena.

Citocromo b 559 (E ’- 370 mV) Es una forma de alto potencial de wt b6.

Requisito cuántico del esquema Z:

El esquema Z requiere la entrada de un fotón por cada electrón movido a través de cada fotosistema.

Por lo tanto, se requerirán 8 fotones por O2 evolucionado.

Proceso de fosforilación fotosintética:

Existen dos vías separadas y alternas de transferencia de electrones desde la molécula de clorofila. Son fotofosforilación cíclica y no cíclica (cuadro 13-3). En el primero, el electrón liberado por la molécula de clorofila no regresa a él.

En este proceso, el agua se divide en iones de hidrógeno, oxígeno y ATP y NADPH.2 son producidos. La última vía comprende el retorno del electrón finalmente a la propia molécula de clorofila que actúa como aceptor de electrones. En este proceso, solo se produce ATP sin división de agua ni evolución de O2 ocurre (Fig. 13-24). La tabla 13-3 muestra la comparación de dos sistemas de fotofosforilación.


El ATP y el hidrógeno derivados de la fotólisis del agua se utilizan para fijar el dióxido de carbono y formar moléculas orgánicas.

La fotosíntesis se puede medir de muchas formas, ya que implica la producción de oxígeno, la absorción de dióxido de carbono y un aumento de la biomasa. Por ejemplo, las plantas acuáticas liberan burbujas de oxígeno durante la fotosíntesis, por lo que pueden recolectarse y medirse. La absorción de dióxido de carbono es más difícil de medir, por lo que generalmente se realiza de forma indirecta. Cuando el dióxido de carbono se absorbe del agua, el pH del agua aumenta y, por lo tanto, se puede medir con indicadores de pH o medidores de pH. Finalmente, la fotosíntesis se puede medir mediante un aumento de la biomasa. Si se cosechan lotes de plantas en una serie de momentos y se calcula la biomasa de estos lotes, la tasa de aumento de la biomasa da una medida indirecta de la tasa de fotosíntesis en las plantas.


¿Por qué hay fotofosforilación cíclica y no cíclica en la fotosíntesis? (Un nivel)

La fotofosforilación no cíclica es un proceso lineal que involucra a toda la cadena de transporte de electrones. Los productos de la fotofosforilación no cíclica son ATP (generado por una acumulación de H + dentro del lumen de los tilacoides, que luego impulsan la ATP sintasa) y NADPH (generado usando la proteína NADPH reductasa al final de la cadena de transporte de electrones, donde un e- reduce NADP +). Este proceso requiere tanto PSII como PSI para mantener el e- en un estado excitado.
La fotofosforilación cíclica involucra una sección de la cadena de transporte de electrones. No produce NADPH ya que la e- no alcanza la NADPH reductasa. En cambio, el camino del e- regresa al complejo de citocromo y ciclos a través de PSI solamente. El complejo de citocromo utiliza e- para bombear H + hacia la luz del tilacoide y ayuda a construir el gradiente de H + que impulsa la ATP sintasa. Las células pueden cambiar a fotofosforilación cíclica cuando el la concentración de NADPH es demasiado alta (No se requiere NADPH) o es Las demandas de ATP son particularmente altas, O / Y esto puede ayudar a proteger la célula para que no se dañe demasiado por la luz ("fotoprotectora") y ayudar a repararla.


1er PUC Biología Fotosíntesis en plantas superiores Preguntas y respuestas del libro de texto NCERT

Pregunta 1.
Al observar una planta externamente, ¿puede saber si una planta es C3 o C4? ¿Porque y como?
Respuesta:
Por lo general, las plantas que crecen en condiciones secas usan C4 caminos. No se puede decir de manera concluyente si la planta es una C3 o C4 Al observar la apariencia externa, se pueden hacer algunas conjeturas al observar la estructura carnosa de la hoja.

Pregunta 2.
Al observar qué estructura interna de una planta puede saber si una planta es C3 o C4? Explicar.
Respuesta:
Las células particularmente grandes alrededor de los haces vasculares de la C4 las plantas de la vía se denominan células de la vaina del haz, y se dice que las hojas que tienen tal anatomía tienen una anatomía & # 8216Kranz1. & # 8216Kranz & # 8217 significa & # 8216wreath & # 8217 y es un reflejo de la disposición de las celdas. Las células de la vaina del haz pueden formar varias capas alrededor de los haces vasculares, se caracterizan por tener un gran número de cloroplastos, paredes gruesas impermeables al intercambio gaseoso y ausencia de espacios intercelulares.

Pregunta 3.
Aunque muy pocas celdas en una C4 plantas llevan a cabo la vía biosintética & # 8211 de Calvin, pero son altamente productivas. ¿Puedes discutir por qué?
Respuesta:
C4 Las plantas fijan químicamente el dióxido de carbono en las células del mesófilo agregándolo a la molécula de tres carbonos fosfoenolpiruvato, una reacción catalizada por una enzima llamada PEP carboxilasa y que crea el ácido orgánico de cuatro carbonos, el ácido oxaloacético. El ácido oxaloacético o malato sintetizado por este proceso luego se transloca a células de la vaina del haz especializadas donde se encuentran la enzima, rubisco y otras enzimas del ciclo de Calvin y donde el CO2 liberado por descarboxilación de los ácidos de cuatro carbonos se fija mediante la actividad de rubisco al azúcar de tres carbonos 3 & # 8211 ácidos fosfoglicéricos.

Pregunta 4.
RuBisCO es una enzima que actúa tanto como carboxilasa como oxigenasa. ¿Por qué cree que RuBIsCO lleva a cabo más carboxilación en C4 plantas?
Respuesta:
RuBisCo tiene una afinidad mucho mayor por el CO2 que para O2. Es la concentración relativa de O2 y compañía2 eso determina cuál de los dos se unirá a la enzima. C ª3 planta un poco de O2 se une a RuBisCo y, por lo tanto, CO2 la fijación se reduce.

C ª4 la fotorrespiración de las plantas no ocurre. Esto se debe a que tienen un mecanismo que aumenta la concentración de CO2 en el sitio de la enzima. Esto ocurre cuando el C4 El ácido del mesófilo se descompone en las células del haz para liberar CO2 . Esto da como resultado un aumento de la concentración intracelular de CO2. A su vez, esto asegura que el RuBisCo funcione como una carboxilasa minimizando la actividad oxigenasa.

Pregunta 5.
Supongamos que hay plantas que tienen una alta concentración de clorofila b pero carecen de clorofila a, ¿llevaría a cabo la fotosíntesis? Entonces, ¿por qué las plantas tienen clorofila by otros pigmentos accesorios?
Respuesta:
Aunque la clorofila es el principal pigmento responsable de atrapar la luz, otros pigmentos tilacoides como la clorofila b, las xantofilas y los carotenoides, que se denominan pigmentos accesorios, también absorben la luz y transfieren la energía a la & # 8216 clorofila a & # 8217.

De hecho, no solo permiten utilizar una gama más amplia de longitudes de onda de luz entrante para la fotosíntesis, sino que también protegen a la & # 8216clorofila a & # 8217 de la fotooxidación. Los complejos de clorofila-proteína del centro de reacción son capaces de absorber directamente la luz y realizar eventos de separación de carga sin otros pigmentos de clorofila, pero la sección transversal de absorción es pequeña.

Pregunta 6.
¿Por qué el color de una hoja se mantiene en la oscuridad con frecuencia amarillo o verde pálido? ¿Qué pigmento crees que es más estable?
Respuesta:
Dado que las hojas requieren luz para realizar la fotosíntesis, el color de una hoja que se mantiene en la oscuridad cambia de un tono verde más oscuro a uno más claro. A veces, también se vuelve amarillo. La producción del pigmento de clorofila esencial para la fotosíntesis es directamente proporcional a la cantidad de luz disponible. En ausencia de luz, la producción de moléculas de & # 8216clorofila & # 8211a ‘se detiene y se rompen lentamente. Esto cambia el color de la hoja gradualmente a verde claro. Durante este proceso, la xantofila y los pigmentos cartenoides se vuelven predominantes, lo que hace que la hoja se vuelva amarilla. Estos pigmentos son más estables ya que la luz no es esencial para su producción. Siempre están presentes en las plantas.

Pregunta 7.
Mire las hojas de la misma planta en el lado sombreado y compárelas con las hojas del lado soleado. O compare las plantas en macetas que se mantienen a la luz del sol con las que están a la sombra. ¿Cuál de ellos tiene hojas de un verde más oscuro? ¿Por qué?
Respuesta:
La luz es un factor limitante para la fotosíntesis Las hojas reciben menos luz para la fotosíntesis cuando están a la sombra. Por lo tanto, las hojas o plantas a la sombra realizan una fotosíntesis menor en comparación con las hojas o plantas que se mantienen a la luz del sol. Para aumentar la tasa de fotosíntesis, las hojas presentes en la sombra tienen más pigmentos de clorofila. Este aumento en el contenido de clorofila aumenta la cantidad de luz absorbida por las hojas, lo que a su vez aumenta la tasa de fotosíntesis. Por lo tanto, las hojas o plantas a la sombra son más verdes que las hojas o plantas que se mantienen al sol.

Pregunta 8.
La figura muestra el efecto de la luz sobre la tasa de fotosíntesis. Basándose en el gráfico, responda las siguientes preguntas

(a) ¿En qué punto / s (A, B o C) de la curva es la luz un factor limitante?
Respuesta:
Generalmente, la luz no es un factor limitante. Se convierte en un factor limitante para las plantas que crecen a la sombra o debajo de las copas de los árboles. En el gráfico dado, la luz es un factor limitante en el punto donde la fotosíntesis es mínima. El valor mínimo para la fotosíntesis está en la región 4. Por lo tanto, la luz es un factor limitante en esta región.

(b) ¿Cuáles podrían ser los factores limitantes en la región A?
Respuesta:
Ught es un factor limitante en la región A, el agua, la temperatura y la concentración de dióxido de carbono también pueden ser factores limitantes en esta región.

¿C y D representan en la curva (c) ¿Qué
Respuesta:
D representa el punto óptimo y da la intensidad de luz a la que se registra la fotosíntesis máxima. La tasa de fotosíntesis permanece constante después de este punto, aunque la intensidad de la luz aumenta en la región C.

Pregunta 9.
Haga una comparación entre lo siguiente:
(a) C2 y C4 caminos
Respuesta:

C3 ruta C4 ruta
(1) El aceptor principal de CO2 es RUBP & # 8211 un compuesto de cinco carbonos El aceptor principal de CO2 es fosfoenolpiruvato, un compuesto de tres carbonos.
(2) El primer producto estable es
3 y # 8211 fosfoglicerato
El primer producto estable es el ácido oxaloacético.
(3) Ocurre solo en las células mesófilas de las hojas. Ocurre en el mesófilo y en las células de la vaina de las hojas.
(4) Es un proceso lento de fijación de carbono y las pérdidas foto-respiratorias son elevadas Es un proceso más rápido de fijación de carbono y las pérdidas foto-respiratorias son bajas.

(b) Fotofosforilación cíclica y no cíclica
Respuesta:

Fotofosforilación cíclica Fotofosforilación no cíclica
(1) Ocurre solo en el fotosistema I Ocurre en el fotosistema I y II.
(2) Implica solo la síntesis de ATP Implica la síntesis de ATP y NADPH2
(3) En este proceso, no ocurre la fotólisis del agua. Por tanto, no se produce oxígeno En este proceso, tiene lugar la fotólisis del agua y se libera oxígeno.
(4) En este proceso, los electrones se mueven en un círculo cerrado. En este proceso, los electrones no se mueven en un círculo cerrado.

(c) Anatomía de la hoja en C3 y C4 plantas
Respuesta:

C3 hoja C4 hoja
(1) Las células de la envoltura del haz están ausentes Hay células de la envoltura del haz
(2) RuBisCo está presente en las células del mesófilo. RubisCo está presente en las células de la vaina del haz.
(3) El primer compuesto estable producido es el 3- fosfoglicerato, un compuesto de tres carbonos. El primer compuesto estable producido es el ácido oxaloacético & # 8211, un compuesto de cuatro carbonos.
(4) ocurre fotorrespiración la fotorrespiración no ocurre

Primera fotosíntesis de biología de la PUC en plantas superiores Preguntas y respuestas adicionales

Primera fotosíntesis de biología de la PUC en plantas superiores Preguntas de una marca

Pregunta 1.
¿Cómo se llama el plastidio verde?
Respuesta:
Cloroplasto (Octubre 83)

Pregunta 2.
¿De dónde proviene el oxígeno liberado durante la fotosíntesis? (Octubre 90)
Respuesta:
Agua

Pregunta 3.
¿Cuál es la sustancia de partida en el CO2 ciclo de fijación? (Abril 91)
Respuesta:
Grupa.

Pregunta 4.
¿Quién propuso la Ley de los Factores Limitantes?
Respuesta:
F.F. Blackman (abril de 1991, 1999)

Pregunta 5.
¿En qué reacción de la fotosíntesis se libera oxígeno? (Octubre de 1994)
Respuesta:
Fotólisis de agua

Pregunta 6.
¿Qué tipo de luz provoca la máxima foto-síntesis? (Octubre de 1995)
Respuesta:
luz roja

Pregunta 7.
¿Qué son los Quantasomes? (Abril de 1997)
Respuesta:
Los quantasomas son una unidad funcional (unidades fotosintéticas) formada por un grupo de moléculas de pigmento necesarias para llevar a cabo una reacción fotoquímica.

Pregunta 8.
Definir fotofosforilación. (Octubre de 1997, abril de 2000)
Respuesta:
La síntesis de ATP en presencia de luz se denomina Fotofosforilación.

Pregunta 9.
Que es una C3 ¿planta? (M.Q.P.)
Respuesta:
A C3 planta es aquella en la que el primer compuesto estable obtenido durante la reacción oscura es un compuesto de tres carbonos.

Pregunta 10.
Defina la fotólisis del agua. (Octubre de 1998, 2000, M.Q.P.)
Respuesta:
La fotólisis o fotoionización es la división del agua en protones, electrones y oxígeno en presencia de luz.

Pregunta 11.
¿Qué es la fosforilación? (M.Q.P.)
Respuesta:
La síntesis de ATP ya sea con la ayuda de la luz (durante la fotosíntesis) o en presencia de oxígeno (durante la respiración) se llama fosforilación.

Pregunta 12.
Nombra el primer producto estable del ciclo de Calvin. (Octubre de 2003, julio de 2007, 2009)
Respuesta:
PGA y ácido fosfoglicérico # 8211.

Pregunta 13.
¿Qué es la vía CAM?
Respuesta:
La fijación de CO2 obtenido a partir de un ácido orgánico como el ácido málico en miembros de la familia Crassulaceae se denomina vía CAM.

Pregunta 14.
Que son C4 plantas?
Respuesta:
Las plantas producen compuestos de carbono 4 & # 8211 ya que las primeras sustancias estables durante la reacción oscura se denominan C4 plantas.

Pregunta 15.
Expanda NADP. (Abril de 2004)
Respuesta:
Fosfato de dinucleótido de adenina de nicotinamida.

Pregunta 16.
Las plantas CAM cierran sus estomas durante el día. Dar una razon. (Abril de 2007)
Respuesta:
Estas plantas son principalmente xerófitas que abren sus estomas durante la noche cuando las temperaturas son bajas y cierran los estomas durante el día cuando las temperaturas son altas como mecanismo para conservar el agua.

Pregunta 17.
Da una razón para lo siguiente
Algunas bacterias presentan fotosíntesis pero no producen oxígeno. (Julio de 2006)
Respuesta:
Algunas bacterias fotosintéticas no utilizan agua como fuente de hidrógeno, por lo que no liberan oxígeno.

Pregunta 18.
Dar la razón: (marzo de 2008)
Las temperaturas muy altas reducen la tasa de fotosíntesis.
Respuesta:
La clorofila se somete a fotooxidación / solarización a alta temperatura, lo que reduce la fotosíntesis.

Pregunta 19.
Justifique: (julio de 2008, abril de 2009)
Los carotenoides y Xanthophyli se denominan pigmentos fotosintéticos accesorios.
Respuesta:
Los carotenoides y Xanthophyli transfieren la luz absorbida a la clorofila & # 8216a1, por lo que se denominan pigmentos accesorios. No pueden liberar electrones por sí mismos y requieren clorofila.

Primera fotosíntesis de biología de la PUC en plantas superiores Preguntas de dos marcas

Pregunta 1.
Escribe dos diferencias entre las reacciones de luz y oscuridad de la fotosíntesis. (Marzo de 1988)
Respuesta:
(i) Reacción a la luz & # 8211 (a) Reacción a la oscuridad

  • Tiene lugar en presencia de luz.
    (a) Independiente de la luz.
  • Principalmente fotólisis y síntesis de ATP con O4 evolución.
    (b) Principalmente relacionado con la fijación de carbono.

Pregunta 2.
¿Qué son los quantasomas? (Octubre 94)
Respuesta:
Quantasome es una unidad funcional (unidad foto-sintética) formada por un grupo de moléculas de pigmento necesarias para llevar a cabo una reacción fotoquímica. Las moléculas de pigmento están incrustadas en el grana y diferenciadas como sistema de pigmento I (con chi 670, chi 680, P 700) y sistema de pigmento ll (con chi 670, chi 680, P 680 y xantofilas)

Pregunta 3.
Mencione las etapas de la reacción a la luz. (M.Q.P.)
Respuesta:
Las etapas de la reacción a la luz son

  • Fotoexcitación de clorofila
  • Fotólisis de agua
  • Fotofosforilación
  • Reducción de NADP

Pregunta 4.
Distinga entre fotofosforilación cíclica y no cíclica. (M.Q.P., marzo de 2011)
Respuesta:
(i) Fotofosforilación no cíclica (a) Fotofosforilación cíclica

  1. El camino atravesado por el electrón no es cíclico.
    (a) El camino atravesado por el electrón es cíclico.
  2. Tanto PSI como PSII están activos.
    (b) Solo PSI está activo.
  3. Se acompaña de fotólisis.
    (c) Sin fotólisis.
  4. Vía principal que tiene lugar.
    (d) Vía secundaria cuando se necesita ATP adicional.

Pregunta 5.
Mencione dos diferencias entre el Fotosistema I y el Fotosistema II. (Octubre de 1999)
Respuesta:
(i) Fotosistema I y # 8211 (a) Fotosistema II

  1. El centro de reacción es P 700 y absorbe la luz roja de 700 nm de manera eficiente.
    (a) El centro de reacción es P680 y absorbe la luz de 680 nm de manera eficiente.
  2. Ubicado en los tilacoides del estroma no apilados y en las regiones de grana que miran hacia el estroma.
    (b) Ubicado principalmente en las membranas apiladas de los tilacoides.

Pregunta 6.
Defina la ley de factores limitantes de Blackman. (Abril de 2000, octubre de 2002)
Respuesta:
Cuando & # 8220 un proceso está condicionado en cuanto a su rapidez por una serie de factores separados, la velocidad del proceso está limitada por el ritmo del factor más lento & # 8221.

Pregunta 7.
¿Qué es el centro de reacción? Indique los centros de reacción de PSI y PSII.
Respuesta:
El centro de reacción es un componente de clorofila del fotosistema y absorbe y acepta energía de otros pigmentos y expulsa un electrón.
El centro de reacción del PSII es Chla680 o P680 y PSI es Chla700 o P700

Pregunta 8.
Enumere dos diferencias entre la fotofosforilación y la fosforilación oxidativa. (Abril de 2003)
Respuesta:

  1. La fotofosforilación tiene lugar en presencia de luz, mientras que la fosforilación oxidativa tiene lugar en presencia de oxígeno.
  2. La fotofosforilación ocurre en el cloroplasto durante la fotosíntesis, mientras que el oxidativo ocurre en las mitocondrias durante la respiración.

Pregunta 9.
Que es C4 -¿ruta? Dar un ejemplo. (Marzo de 2008)
Respuesta:
La vía CA es una vía fotosintética alternativa que se observa en plantas como la caña de azúcar / sorgo / maíz en la que el primer compuesto estable es el oxaloacetato, un compuesto 4-C. Se llama vía Hatch-slack.

Pregunta 10.
Dibuja un diagrama ordenado y etiquetado de la ultraestructura de T.S. de cloroplasto. (Marzo de 2008)
Respuesta:


El cloroplasto son orgánulos celulares en forma de lente ubicados en las células del mesófilo. El cloroplasto está delimitado por una doble membrana separada por el espacio intermembrana. El centro encierra un fluido similar a un gel homogéneo llamado estoma o matriz. Tiene el 50% de las proteínas del cloroplasto, ribosomas, ADN y enzimas de reacción oscura.

La matriz tiene un sistema de laminillas diferenciadas como laminillas de grana hechas de sacos aplanados llamados tilacoides dispuestos como una pila de monedas. La membrana tilacoide tiene una superficie estromal externa y una superficie luminal interna en contacto con la luz tilacoide. Algunas de las laminillas están desapiladas y conectan la grana llamada laminilla del estroma o laminilla inter grana. Las laminillas de grana forman el sitio para la reacción de luz y el estroma forma el sitio para una reacción oscura.

Primera fotosíntesis de biología de la PUC en plantas superiores Preguntas de cinco puntos

Pregunta 1.
Defina la fotosíntesis y explique la reacción lumínica de la fotosíntesis.
(Abril de 1983, 1987, 1993, 1995, 1997, 1999, 2006, Octubre de 1985, 1991, 1992, M.Q.P.)
Respuesta:
La fotosíntesis se define como el proceso en el que los carbohidratos se sintetizan a partir del CO2 y H2O por plantas verdes que utilizan la energía radiante del sol, O2 siendo un subproducto.

Reacción a la luz: también llamada reacción fotoquímica y depende de la luz.
La reacción a la luz se puede resumir en 4 pasos

  • Fotoexcitación de clorofila
  • Fotólisis de agua
  • Fotofosforilación
  • Fotorreducción de NADP

Fotoexcitación de la clorofila: cuando una molécula de clorofila se expone a la luz, absorbe energía radiante y el electrón de su estructura recoge energía y se convierte en un electrón de alta energía. La energía se mueve rápidamente a través de las moléculas de pigmento que captan la luz para alcanzar el centro de reacción.

Hace que un electrón adquiera una gran cantidad de energía y se escape del centro de reacción dejando la clorofila con una carga neta positiva.

Fotólisis o fotoionización del agua:
Anteriormente se pensaba que la fuente de oxígeno era CO2 pero por el trabajo de Van Neil, Ruben y Kamen usando O 18 se comprobó que proviene de H2O.

El agua se divide en el complejo de evolución de oxígeno que contiene manganeso bajo la influencia de la luz para producir protones, electrones, oxígeno y agua. La ecuación general se representa como

En teoría, se requieren 8 cuantos de luz para producir una molécula de oxígeno a partir del agua.

Fotofosforilación: es el proceso por el cual se sintetiza ATP en presencia de luz. Fue descubierto por primera vez por Arnon. El proceso se diferencia aún más en cíclico y no cíclico dependiendo de la ruta tomada por el electrón. En cíclico, el camino atravesado es cíclico y en no cíclico, el camino atravesado es no cíclico.

Fotofosforilación no cíclica:
La fotofosforilación no cíclica se inicia mediante la absorción de un fotón de luz por PS 11 cuyo centro de reacción es P680 y da como resultado la expulsión de un electrón creando un agujero. El electrón expulsado es atrapado por la feofitina, pasa a la plastoquinona (PQ) y luego toma un camino descendente a lo largo de los portadores de electrones cyt b6 cyt f y plastocianina y alcanza el PSI con el centro de reacción P700.

La absorción de luz por PSI ahora causa la expulsión del electrón liberado por PSII que es atrapado por FRS se mueve a Ferredoxina y usando los protones liberados por fotólisis NADP se reduce a NADPH2.

El agujero creado en PSII debido a la pérdida del electrón se llena con electrones producidos durante la fotólisis. La fotólisis es ayudada por el complejo generador de oxígeno que contiene Mn. El camino de los electrones va del agua al PSII, del PSII al PSI y del PSI al NADP en forma de zig-zag denominada vía.

En la fotofosforilación no cíclica, el electrón expulsado no vuelve a PSII, por lo que la ruta no es cíclica, el ATP se sintetiza entre cyt b6 y cyt f, tiene lugar la fotólisis y la fotorreducción de NADP a NADPH2 tiene lugar. (Julio de 2006)

Fotofosforilación cíclica:
La fotofosforilación cíclica ocurre cuando se requieren moléculas de ATP adicionales y es un proceso complementario. Solo se activa PSI con centro de reacción P700. El electrón expulsado de PSI es capturado por Ferredoxin y se recicla a través de una serie de portadores de electrones cyt b6, cyt f y plastocianina. Durante el viaje cuesta abajo

Un diagrama esquemático de la fotofosforilación no cíclica y ETS no cíclica. Abreviaturas: Ph = Pheophytin, Q = Quinone, PQ = Plastoquinone, PQH2 = Plastohidroquinona, cytb6 = Citocromo b6, cytb6= Citocromo f, PC = Plastocianina, A1, A2, A3 = aceptores de electrones de PSI, Fd. = Ferridoxina, NADP = Nicotinamida adenina dinucleótido fosfato.

Se utiliza una cantidad de energía libre de electrones para la síntesis de ATP en 2 lugares, es decir, entre ferredoxina y cyt b6 y cyt b6 y cyt f. El proceso no requiere fotólisis de agua y NADPH.2 formación.

Fotorreducción de NADP:
Esto tiene lugar durante la fotoosforilación no cíclica y NADPH.2 es un excelente agente reductor. ATP y NADPH2 se denominan poderes asimilatorios que se utilizan durante la reacción oscura.

Pregunta 2.
Dibuja diagramas etiquetados y describe la estructura y funciones del cloroplasto.
(Abril de 1983, octubre de 2001, abril de 2004, 2006, marzo de 2011)
Respuesta:

El cloroplasto son orgánulos celulares en forma de lente ubicados en las células del mesófilo. El cloroplasto está delimitado por una doble membrana separada por el espacio intermembrana. El centro encierra un fluido similar a un gel homogéneo llamado estoma o matriz. Tiene el 50% de las proteínas del cloroplasto, ribosomas, ADN y enzimas de reacción oscura.

La matriz tiene un sistema de laminillas diferenciadas como laminillas de grana hechas de sacos aplanados llamados tilacoides dispuestos como una pila de monedas. La membrana tilacoide tiene una superficie estromal externa y una superficie luminal interna en contacto con la luz tilacoide. Algunas de las laminillas están desapiladas y conectan la grana llamada laminilla del estroma o laminilla inter grana. Las laminillas de grana forman el sitio para la reacción de luz y el estroma forma el sitio para una reacción oscura.

Pregunta 3.
Explica el ciclo de la fotosíntesis de Calvin.
O
Describe los pasos esenciales de la reacción oscura de la fotosíntesis. (84, 94, 96, 98, 03 de abril, 84, 90 de octubre de 2001)
O
Da la representación esquemática del ciclo de Calvin. (Marzo de 2009, 2010)
Escribe la representación esquemática de C3-ruta. (Julio de 2011)
Respuesta:
Ciclo de Calvins o reacción oscura o C3 El ciclo o reacción termoquímica forma el segundo paso de la fotosíntesis que tiene lugar independientemente de la luz. Los pasos involucrados aquí estudiados por Calvin usando C14.

La reacción oscura incluye principalmente la fijación de carbono para producir el carbohidrato. Esto ocurre en el estroma y utiliza los poderes asimilatorios producidos durante la reacción a la luz.
Los pasos involucrados pueden resumirse de la siguiente manera.

(1) Primera fosforilación: El compuesto de partida RuMP (monofosfato de ribulosa) se convierte en RuBP (bifosfato de ribulosa) utilizando 6 moléculas de ATP de la reacción de luz. Se obtienen 6 moléculas de RuBP a partir de 6 moléculas de RuMP.

(2) Fijación de carbono por RUBP: El CO2 es aceptado por RuBP como aceptor primario para dar 12 moléculas de PGA (fosfoglicerato) un compuesto de 3 carbonos. El compuesto de 6 carbonos es altamente inestable y se disocia para formar el compuesto de 3 carbonos.

(3) Segunda fosforilación: Las 12 moléculas de PGA utilizan 12 moléculas de ATP para producir 12 Di PGA. El ATP utilizado se produce durante la reacción a la luz.

(4) Reducción: 12 Di PGA combinado con NADPH2 de la reacción ligera y se reducen a 12 PGAL (fosfogliceraldehído) compuesto a-3-carbono. Los otros productos son 12iP, 12NADP y H2O.

De las 12 moléculas de PGAL, solo 2 se transportan al citoplasma y se utilizan para la formación de una molécula de azúcar (hexosa) y las dos moléculas restantes se utilizan para regenerar RuBP.

La síntesis de azúcar implica la condensación de 2PGAL para dar fructosa 1-6-difosfato que por desfosforilación forma fructosa 6-fosfato y por isomerización forma glucosa y finalmente se almacena como sacarosa.

La regeneración de RuBP implica la formación de intermedios como monofosfato de eritrosa, monofosfato de xilulosa, monofosfato de sedoheptulosa, monofosfato de ribosa y finalmente monofosfato de ribulosa-RuMP que da RuBP.

La ecuación general de la reacción oscura es

Pregunta 4.
Describe los factores que influyen en la tasa de fotosíntesis. (Octubre de 1989)
Respuesta:
Los factores que afectan la fotosíntesis pueden ser tanto internos como externos.

  • Clorofila: es el pigmento que absorbe la luz y solo las partes de la planta que tienen clorofila pueden ayudar en la fotosíntesis.
  • Factor protoplásmico: las plántulas jóvenes cuando se transfieren de la oscuridad a la luz muestran la presencia de algunos factores que se cree que son enzimáticos que inician la fotosíntesis y se denominan factor protoplásmico.
  • Luz: Es uno de los factores más importantes que afecta el proceso de 3 formas, es decir, cantidad, calidad e intensidad. La cantidad de luz es de otra manera duración y depende del fotoperiodo que es requerido por la planta. La calidad se refiere a la longitud de onda, la fotosíntesis máxima ocurre en luz roja y azul mientras que la mínima en luz verde. La intensidad favorece el proceso y la baja intensidad disminuye la tasa de fotosíntesis. Una intensidad muy alta provoca la fotooxidación de los pigmentos, lo que se denomina solarización.
  • CO2: Un aumento de CO2 La concentración favorece el proceso siempre que otros factores no sean limitantes, pero concentraciones muy altas sean tóxicas e inhiban la fotosíntesis.
  • Temperatura: El aumento de temperatura favorece la fotosíntesis pero por encima del rango óptimo el proceso disminuye debido a la desnaturalización de las enzimas.

Pregunta 5.
Explique esquemáticamente la fotofosforilación no cíclica. (Abril de 2002, 2007)
Respuesta:
La fotofosforilación no cíclica es la síntesis de ATP en presencia de luz siguiendo una ruta no cíclica. Requiere que tanto el PSI como el PSII + funcionen en secuencia y estén conectados por portadores de electrones del sistema de transporte de electrones. El camino de los electrones es de H2O a PSII, PSII a PSI y PSI a NADP.

Cuando un fotón de luz es absorbido por PSII, su electrón se impulsa a un nivel de energía alto P680 * y se transfiere a feofitina, que actúa como aceptor principal de electrones. Luego, el electrón se transfiere a la quinona en la superficie estromal de la membrana tilocoide que al aceptar un segundo electrón y 2H + del estroma forma H2. El h2 se disocia liberando 2e & # 8211 en el lado luminal al complejo cyt b y 2H + al lumen para agregarlo a la reserva de protones. Los electrones liberados por el complejo cyt b / f se mueven a PC, que se difunde a través del lumen hasta P700 de PSI.

El PSI ahora está activado y el electrón de PSII se impulsa a P700 * y se pasa a lo largo de A0, A1, FX,Fab y se transfiere a Fd en la superficie del estroma y se reduce. La ferredoxina reducida transfiere sus electrones a NADP + que absorbe 2e- y H + del estroma para producir NADPH y 1. excelente agente reductor por fotorreducción. El espacio de electrones formado en P680 * se llena con electrones producidos por fotólisis a través de OEC.

El flujo de electrones no es cíclico, H2 se utiliza para producir NADPH, el ATP se forma a partir de ADP, O2 desde H2O y agua.

Un diagrama esquemático de la fotofosforilación no cíclica y ETS no cíclica. Abreviaturas: Ph = Pheophytin, Q = Quinone, PQ = Plastoquinone, PQH2 = Plastohidroquinona, cytb6 = Citocromo b6, cyt f = citocromo f, PC = plastocianina, A1, A2, A3 = aceptores de electrones de PSI, Fd = ferridoxina, NADP = fosfato de dinucleótido de nicotinamida y adenina.

Pregunta 6.
Explique la fotoexcitación y la fotólisis.
Respuesta:
La absorción de energía luminosa y la expulsión de electrones por la clorofila se denomina phoexcitación. La clorofila y los pigmentos accesorios del LHC tanto de PSI como de PSII absorben energía radiante en forma de fotones y transfieren su energía absorbida al centro de reacción. El centro de reacción de PSI y PSII se excita y expulsa su electrón de cenefa exterior y la clorofila se oxida. El electrón emitido por la clorofila es aceptado por la molécula portadora de electrones de cada fotosistema. Entonces, al emitir un electrón, la clorofila se oxida y la molécula portadora de electrones se reduce. El electrón que se escapó de la clorofila excitada es un electrón de alta energía, por lo que transporta mucha energía.

Fotólisis del agua (fotooxidación de H2O) Lisis del agua en un protón (H +), electrones (e) y O molecular2 en presencia de luz se llama fotólisis del agua. El agua al donar electrones se oxida.

Cuando la luz cae sobre el PSII, su centro de reacción (Chla680) se excita expulsando un electrón. El agua se divide en el complejo generador de oxígeno que contiene la proteína Z & # 8211 asociada a Mn 2+ bajo la influencia de la luz que entra en el fotosistema II. Los protones (H +) liberados en la luz del tilacoide, los electrones (e & # 8211) se utilizan para llenar un espacio creado en P680 y O molecular2 en lanzamiento.

Pregunta 7.
Escribe una nota sobre los pigmentos fotosintéticos.
Respuesta:
Los pigmentos que absorben la luz durante la fotosíntesis se denominan pigmentos fotosintéticos. Son,
(1) Clorofila: Los pigmentos de clorofila son de varios tipos. Clorofila a, b, c, d, e, bacterioclorofila, etc.

Clorofila:
Es el pigmento fotosintético principal. La fórmula química de la clorofila es C55H72O5norte4Mg. Contiene un grupo metilo (CH3). La clorofila se llama pigmento fotosintético primario porque no solo absorbe la luz sino que convierte la energía luminosa absorbida en energía química. Chi a absorbe la luz roja y la luz azul.

(2) Pigmentos accesorios: Los pigmentos absorben ciertas longitudes de onda de luz y pasan esa energía absorbida a chi a (pigmento fotosintético primario). No convierten la energía absorbida en energía química. La transferencia de energía absorbida a chi a se llama transferencia de resonancia. La clorofila by los carotenoides son los pigmentos accesorios.

(3) Clorofila: Es un pigmento accesorio y su fórmula es C55H70O6N4Mg. Se diferencia del chi a en que tiene un grupo aldehído (CHO). Absorbe luz roja de 644 nm y luz azul de 455 nm. Transfiere la energía luminosa absorbida a la chla.

(4) Carotenoides:
Son pigmentos accesorios, son de dos tipos & # 8211 carotenos (naranja) y xantofilas (amarillo) los carotenos son insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos. Los carotenoides siempre se encuentran asociados con las clorofilas y en los tilacoides están presentes como cromoproteínas. Los carotenos absorben luces azules y verdes y transmiten luces rojas y amarillas. Los carotenoides absorben la luz del espectro visible entre 450 y # 8211 500 nm. La fórmula del caroteno es C40H56 (El caroteno es un compuesto de hidrocarburo). La fórmula de la xantofila es C40H56O2norte4

Pregunta 8.
Describe el experimento de media hoja de Mohl. (Abril de 2006)
Respuesta:
Objetivo: demostrar que el CO2 es necesario para la fotosíntesis.
Procedimiento: Se coloca una planta en maceta en la oscuridad durante 2 días para destardarla por completo. A una de sus hojas se fija una botella de boca ancha con un corcho partido de tal manera que la mitad de la hoja quede dentro de la botella y la otra mitad fuera de la botella. La botella contiene una solución de KOH. La instalación se coloca bajo la luz del sol durante unas horas, la hoja se desprende y se analiza el almidón.
Resultado: La hoja muestra una parte inferior de color azul oscuro y la parte superior de color claro.

Inferencia: CO2 es una de las materias primas de la fotosíntesis. Es necesario para producir carbohidratos. La porción de hoja dentro de la botella no recibe CO2 por lo tanto, da una prueba negativa de almidón, pero la parte inferior que está fuera de la botella recibe CO2 por lo tanto da una prueba positiva. La ecuación de la fotosíntesis es

Pregunta 9.
Explicar la fijación de dióxido de carbono durante la C3 ruta.
Respuesta:
La reacción fotosintética que no requiere luz (independiente de la luz) se llama reacción oscura. Se produce una reacción oscura en la parte del estroma del cloroplasto, por lo que se denomina reacción del estroma. También se llama reacción de Blackman. La reacción oscura está influenciada por la temperatura. Las diferentes reacciones químicas de reacción oscura son enzimáticas. Las enzimas del estroma catalizan estas reacciones. Las reacciones enzimáticas de reacción oscura ocurren en forma de ciclo y fueron estudiadas por Melvin Calvin, Benson y Bassham en 1949.

Entonces, la reacción oscura también se llama ciclo de Calvin o ciclo de Calvin Benson. Usaron la técnica del trazador usando C 14 O2 en el alga unicelular Chlorella y encontró un camino de CO2 en cada paso de una reacción química. El ATP y NADPH de reacción lumínica se utilizan para la fijación de CO2 durante la reacción oscura. El principal evento de reacción oscura es la fijación de CO2. Entonces la reacción oscura también se llama CO2 ciclo de fijación.

El producto final del ciclo de Calvin o reacción oscura es el azúcar hexosa (glucosa).
CO2 compuesto aceptor: CO2 se difunde en el tejido del mesófilo a través de los estomas y luego en el estroma del cloroplasto. CO2 es aceptado por primera vez por un compuesto de carbono 5 & # 8211 llamado Ribulosa 1, 5 bifosfato (RUBP). Entonces RUBP es CO2 compuesto aceptor durante la reacción oscura. RUBP está disponible primero en forma de RUMP (monofosfato de ribulosa).

Primer compuesto intermedio estable de reacción oscura: durante la reacción oscura, el primer compuesto intermedio estable formado es ácido fosfórico y es un compuesto de carbono 3 & # 8211. Entonces, la reacción oscura estudiada por Calvin (ciclo de Calvin) se llama C3 ciclo. Las plantas que producen el compuesto de 3 carbonos (ácido fosfoglicérico & # 8211 PGA) como su primer producto estable se denominan C3 plantas.

Los diversos pasos de C3 ciclo son:
(1) Fosforilación: 6 moléculas de RUMP (Ribulosa monofosfato) reaccionan con 6 moléculas de ATP y producen 6 moléculas de RUBP (Ribulosa 1,5 bifosfato) que es CO2 compuesto aceptor.

(2) Carboxilato: Seis moléculas de CO2 reaccionan con 6 moléculas de RUBP en presencia de una enzima RUBP carboxilasa oxigenasa o “Rubisco”. RUBP se convierte en 12 moléculas de compuesto inestable de 6 carbonos.

(3) Escisión (división): 12 moles de compuesto inestable de 6 carbonos se dividen en 12 moléculas de compuestos de 3 carbonos llamados ácido fosfoglicérico (PGA). Dado que el PGA (ácido fosfoglicérico) es un compuesto de 3 carbonos y es el primer producto intermedio estable del ciclo de Calvin. Entonces es C3 ciclo.

(4) Fosforilación: 12 moléculas de PGA se fosforilan en presencia de 12 moléculas de ATP a 12 moléculas de ácido cérico 1,3 y # 8216 difosfoglico (12diPGA)

(5) Reducción: 12 moléculas de ácido 1,3 difosfoglicérico se reducen para formar 12 moléculas de 3 & # 8211 fosfogliceraldehído (PG AL) por 12 moléculas de NADPH, producidas en la reacción a la luz.
12 moles, 1,3-di PGA + 12 NADPH

(6) Utilización de PGALD para la síntesis de azúcar y la regeneración de RUMP.
(A) De 12 PGAL, 5 PGAL se isomerizan a 5 moléculas de fosfato de dihidroxiacetona (DHAP).

(B) 3 PGAL experimentan condensación con 3 DHAP para formar 3 moléculas de compuesto de 6 carbonos 3 Fructosa 1,6 difosfato (3 F.1,6 difosfato)

Pregunta 2.
Explique la estructura del ATP y escriba tres tipos de síntesis de ATP.
Respuesta:

El trifosfato de adenosina tiene tres componentes
(a) Adenina (una base de nitrógeno)
(b) azúcar ribosa c) tres fosfatos inorgánicos.
Adenina + ribosa → Adenosina
Adenosina + 3 Pi → Adenosina + trifosfato
ATP se puede escribir como A & # 8211 (P)

(PAG).
El primer fosfato que está unido por un enlace éster a la ribosa. Los enlaces de dos terminales son ricos en energía y el primer enlace es pobre en energía. Los enlaces fosfato ricos en energía están representados por una línea rizada (

) y enlace pobre en energía por una línea recta (-).
El ATP se sintetiza mediante la adición de fosfato inorgánico al ADP. Este proceso es
Fosforilación de techo.
n ADP + n Pi → n ATP.
Hay tres tipos diferentes de fosforilaciones.


Ver el vídeo: NAD+NADH Mechanism u0026 Coenzyme Chemistry (Mayo 2022).