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Célula Vegetal

ORLANDO PÉREZ DELGADOBIÓLOGO

C.B.P. N° 7442

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Célula Vegetal

Las células adultas de las plantas se distinguen por algunos rasgos de otras células eucariotas, como las células típicas de los animales o las de los hongos

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Pared CelularSe distinguen una laminilla media, una pared primaria y una secundaria, que se desarrollan en forma propagada y difieren por su composición y disposición de microfibrillas de celulosa en capas alternadas

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Plasmodesmo Unidades continuas de citoplasma que pueden atravesar las paredes celulares, manteniendo interconectadas las células continuas

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Citoplasma Está compuesto por el hialoplasma o citosol, disolución acuosa de moléculas orgánicas e iones, y los orgánulos citoplasmáticos, como los plastos, mitocondrias, ribosomas, aparato de Golgi, retículo endoplasmático y vacuolas.

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Vacuola Las vacuolas son compartimentos cerrados o limitados por membrana plasmática que contienen diferentes fluidos, como agua o enzimas, aunque en algunos casos puede contener sólidos.

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Plastos Son orgánulos celulares eucarióticos, propios de las plantas y algas. Su función principal es la producción y almacenamiento de importantes compuestos químicos usados por la célula.

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Leucoplastos

Abundan en órganos de almacenamientos limitados por membrana que se encuentran solamente en las células de las plantas y de las algas.

Los leucoplastos almacenan almidón o, en algunas ocasiones, proteínas o aceites.

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CloroplastoRealizan fotosíntesis en horas

de luz.Son descendientes de

bacterias fotosintéticas productoras O2

Miembro más destacado de la familia de los plastidos .

Todos los plastidos de una misma especie contienen múltiples copias del mismo genoma.

Rodeado por envoltura de membranas.

Realizan sus interconversiones energéticas mediante mecanismos quimiosmóticos.

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BCM: Clase 7 10

Cloroplasto

Grana

HojaEpidermis superior (haz)

Epidermis inferior (envés)

Membrana externa Membrana interna

Espacio Intermembrana

Membrana tilacoidal Espacio

tilacoidal

Grana

Estroma

Cadena de transporte de e-

Sistema de captación de luzATP sintasa

Altamente permeable (Porinas)

Menos permeableContiene proteínas de transporte. Delimita al estroma

Contiene:Enzimas metabólicas; RNA, ADN, ribosomas; Lípidos, gránulos de almidón y otras sustancias

Cloroplasto: Estructura

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Cloroplasto: FuncionesRealizar la fotosíntesis que comprende:Reacciones fotosintéticas de transferencia de

electrones ó Fase luminosa: Se realiza en la membrana de los tilacoides, donde se halla la cadena de transporte de e- y la ATP-sintasa responsables de la conversión de la energía lumínica en energía química (ATP) y de la generación del poder reductor (NADPH).

Reacciones de fijación de Carbono ó Fase oscura: Se produce en el estroma, donde se halla el enzima Ribulosa-1,5-difosfato carboxilasa oxidasa (RuBisCO), responsable de la fijación del CO2 mediante el Ciclo de Calvin.

Cloroplasto

Reacciones fotosintéticas de

transferencia de e- en la Membrana Tilacoidal

Reacciones de fijación de C en

el estroma

Azúcares, Aminoácidos, Ácidos grasos

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EN LA FOTOSÍNTESIS:

• La luz solar es la fuente de energía que atrapa la clorofila, un pigmento verde en las células que los autótrofos utilizan para la fotosíntesis.

• El bióxido de carbono y el agua son las materias primas.

• Las enzimas y las coenzimas controlan la síntesis de glucosa, a partir de las materias primas.

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LA LUZ Y LOS PIGMENTOS

• La luz es una forma de energía radiante.

• La energía radiante es energía que se propaga en ondas.

• Hay varias formas de energía radiante (ondas de radio, infrarrojas, ultravioletas, rayos X,

etc.).• Para sintetizar alimento, se

usan únicamente las ondas de luz.

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• Cuando la luz choca con la materia, parte de la energía de la luz se absorbe y se convierte en otras formas de energía.

• Cuando en una célula la luz del sol choca con las moléculas de clorofila, la clorofila absorbe alguna de la energía de luz que, eventualmente, se convierte en energía química y se almacena en las moléculas de glucosa que se producen.

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Cuando un rayo de luz pasa a través de un prisma, se rompe en colores. Los colores constituyen el

espectro visible.

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Los colores del espectro que el pigmento clorofila absorbe mejor son el violeta, el azul y el rojo.

¿Por qué la clorofila es verde?

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Absorción de la luz

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la reacción general se puede resumir de esta manera:

6 CO2 + 6 H2O + luz C6H12O6 + 6 O2

La fotosíntesis, ¿es una reacción exergónica o endergónica?

enzimas

clorofila

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La fotosíntesis se divide en dos fases:

1. Fase luminosa: Utilizando luz visible como fuente de energía produce

PODER REDUCTOR (NADPH), O2 y ATP.

2. Fase oscura: Tanto en presencia como en ausencia de luz visible. Se

utilizan el poder reductor y la energía química producidas en la fase

luminosa para la fijación de carbono.

Fase luminosa

Fase oscura

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Fase luminosa de la fotosíntesis

Se da en la membrana de los tilacoides que es donde están los pigmentos fotosintéticos (sustancias que absorben luz).

Pigmentos de absorción de luz: clorofila (a y b), xantofila y caroteno.

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¿Qué ocurre cuando un pigmento fotosintético absorbe luz?

1. La energía se disipa en forma de calor.2. La energía se emite como una longitud de onda más larga

(fluorescencia).3. La energía pueda dar lugar a una reacción química como en la fotosíntesis (cloroplasto).

» Fotosistemas: conjuntos de moléculas de clorofila y otros pigmentos empaquetados en los tilacoides. Que intervienen en las reaccones luminosas de la fotosíntesis.

» Dos tipos de fotosistemas: Fotosistema I: P700.Fotosistema II: P680.

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Procesos que se llevan a cabo en la fase luminosa

1. Síntesis de ATP o fotofosforilación, que puede ser: acíclica cíclica (alternativa, genera ATP cuando abunda NADPH)

2. Síntesis de poder reductor (NADPH).3. Fotolisis del agua.

Implica transporte de electrones debido a la energía de la luz.

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Fotofosforilación acíclica: esquema Z de la fotosíntesis

Ferredoxin NADPreductasa

H+

H+

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Fdox Fdred

NADP+ NADPH

ferredoxin NADPreductasa

P700+

Chlox Chlred

P680+

Phox Phred

P680hv

<680nm P680*(FSII)

P700hv

<700nm P700*(FSI)

PCox PCred

Q QH2

PCox PCred

Cit bfH+

Fe-Sox Fe-Sred

Qox Qred

O2 + 4H+ 2H20

Fotosistema II. Fragmentación del

agua

Fotosistema I. Producción de NADPH

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Fotofosforilación cíclica

BOMBEO DE PROTONES (H+) HACIA EL INTERIOR DEL TILACOIDE

SÍNTESIS DE ATP (ATP sintasa)

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Síntesis de ATP: ATP sintasa

ATP sintasa

3H+ 1ATP

1NADPH 6H+ 2ATP

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Fase oscura de la fotosíntesis: ciclo de Calvin

La fijación del CO2 se produce en tres fases:1. Carboxilativa: se fija el CO2 a una molécula de 5C.2. Reductiva: PGA se reduce a PGAL utilizándose ATP y NADPH.3. Regenerativa/Sintética: de cada seis moléculas PGAL formadas 5 se utilizan

para regenerar la Ribulosa 1,5BP y una será empleada para poder sintetizar moléculas de glucosa (vía de las hexosas), ácidos grasos, aminoácidos,…

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RUBISCO:1. Función CARBOXILASA: fijar el carbono del CO2.2. Función OXIGENASA: oxidación de la ribulosa 1,5 bifosfato a fosfoglicolato. Se produce CO2.

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Esquema global de la fotosíntesis

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Rendimiento energético es del 30%

Balance energético de la fotosíntesis

1CO2 2NADPH 4 fotones FSI + 4 fotones FSII

8 fotones 318 KCal

Gº’= +114 KCal/mol

6CO2 + 18ATP + 12NADPH + 12H2O C6H12O6 + 18ADP + 12NADP+ +6H+

Reacción neta:

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