FOTOSINTESIS 1

FISIOLOGIA VEGETAL - LUIS ROSSI

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FOTOSINTESIS RESEÑA HISTORICA

• Los griegos : las plantas obtienen su alimento directamente del suelo.

• Jean Baptiste Van Helmont(1648): las plantas obtienen su alimento a partir del agua con la cual eran regadas.

• Stephen Hales(1727): las plantas obtienen parte de su alimento a partir del aire, sin especificar de que compuesto químico se trataba.


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5 años

Peso árbol: 2.30 KgPeso tierra: 90.71 Kg

Peso árbol: 76.74 KgPeso tierra: 90.66 Kg

Variación peso árbol: 74.44 KgPeso tierra: -0.05 Kg

Riego con agua de lluvia o agua destilada

• EXPERIMENTO DE VAN HELMONT


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• Joseph Priestley(1774): las plantas tienen la capacidad de renovar el aire contaminado como producto de la combustión o de la respiración. En ningún momento habló de la liberación de CO2 ya que esta molécula fue descubierta posteriormente por Black en 1777.


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• Jan Ingenhouz(1779) : para que los experimentos de Priestley puedan ser reproducidos se requiere:

• a) La necesidad de la luz,• b) Este proceso sólo puede ser llevado a cabo por las

partes verdes de las plantas, • c) Los tejidos vegetales también respiran.


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FOTOSINTESIS FOTOSINTESIS RESEÑA HISTORICARESEÑA HISTORICA

• Antoine Laurent de Lavoisier(1781): las plantas obtienen el material para su crecimiento ya sea del agua y de pequeñas cantidades de la tierra o del aire que rodea la planta.

• Señaló 5 tipos de objetos implicados en dicho proceso: - la parte verde de las plantas, - la luz, - el gas CO2,

- el agua y - el gas O2.


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• Establecidas las moléculas químicas que participan en la fotosíntesis, se formuló la posible ecuación que resume el proceso:

CO2 + H20 CH20 + 02

• Esta ecuación plantea 2 posibles orígenes para el O2 producido en este proceso, los cuales fueron señalados por 2 grupos de investigadores:


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• M. Bertholett (1748-1822): el O2 proviene de la

molécula de agua;• Jean Senebier (1782) y Nicolás de Saussure(1804):el

O2 proviene de la molécula de CO2.

• Dutrochet (1837): el pigmento verde: clorofila era necesario para la fotosíntesis.

• Julius Sachs (1862) : el almidón era el producto resultante de la asimilación del CO2 a la luz del Sol.


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• T.W.Engelmann (1883):

• 1)La eficiencia de la fotosíntesis varía en relación con las distintas del espectro.

• 2) Las bacterias móviles sensibles al

O2 son atraídas hacia los cloroplastos, los lugares de producción de O2.


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EXPERIMENTO DE ENGELMANNEXPERIMENTO DE ENGELMANN


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FOTOSINTESIS • F.F. Blackman (1905): interrelacionó los efectos de la luz y la T en la fotosíntesis. Encontró que a intensidades lumínicas la tasa de la fotosíntesis varía con la T, pero a intensidades de luz no es afectada por aquella.

Posteriormente se indicó que la porción sensible a la T también puede limitarse reduciendo la [CO2 ], en tanto que la

porción insensible a la T no requiere CO2.


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• F.F. Blackman : Se concluye que la fotosíntesis consiste por lo menos de 2 secuencias de reacciones:

• una que requiere de luz, por lo que se le ha llamado reacción lumínica y,

• la otra química enzimática que requiere de CO2 y no requiere de luz llamada reacción oscura o de Blackman.


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• Wilstatter y Stoll (1918) aislaron y caracterizaron los pigmentos verdes clorofilas a y b.

• Cornelius Van Niel(1931): la similitud del proceso en bacterias fotosintéticas con el de las plantas superiores. Las bacterias fotosintéticas utilizan la siguiente reacción :

• CO2 + 2H2S CH2O + 2S + H2O

• Por analogía planteó que en las plantas superiores, el O2 liberado en la fotosíntesis debe provenir de la molécula de agua y no del CO2, tal como se indica a continuación:

• CO2 + 2H2O CH2O + O2 + H2O


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• Samuel Ruben y Martín D.Kamen (1941): definieron el problema gracias a los avances de la energía nuclear, al descubrirse los isótopos radiactivos.

• Ruben suministró al alga verde Chorella, agua radiactiva marcada a nivel de su O2 en la forma de H2O18 y descubrió que el O2 que se desprende en dicho proceso presenta la marca radiactiva, con lo cual queda demostrado que el O2 producido en la fotosíntesis proviene de la molécula de agua. La reacción que resume el proceso es:

• CO2 + 2H218O CH2O + 18O2 + H2O


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• Robert Hill (1937) usando un aceptor artificial

de H (2-6 diclorofenol indofenol) simuló en el

laboratorio la fase luminosa: luz

2H2O + 2A 2AH2 + O2

cloroplastos


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• Severo Ochoa y Roman Vishniac (1950) descubrieron el aceptor biológico de H en los cloroplastos: el NADP+ .

luz

• 2H2O + 2NADP+ 2NADPH + 2H + + O2

cloroplastos


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• Melvin Calvin y Andrew Benson describieron las reacciones de la fase oscura, conocida también como Ciclo de Calvin y Benson, (Premio Nobel de Química en 1961.

Metanol caliente para matar rapidamente las algase inicio de la extracción de los prouctos solubles de la fotosíntesis

14CO2 inyectado

como H214CO3

Válvula


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EXPERIMENTO DE CALVINEXPERIMENTO DE CALVIN


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EXPERIMENTO EXPERIMENTO DE CALVINDE CALVIN


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• Robert Emerson (1940), propuso el: Efecto Emerson según el cual una combinación de luz a 600 y 700 nm proporciona una > tasa fotosintética que la suma de las tasas de las 2 por separado.

• Las observaciones permitieron concluir que la fotosíntesis en las plantas incluye la interacción de 2 sistemas separados que dirigen las reacciones luminosas:

• el FS I guiando las reacciones luminosas a de 700nm o menos, y

• el FS II sólo luz de corta (< a 680 nm).


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• Daniel Arnon y colaboradores (1954) demostraron por primera vez la fotosíntesis en cloroplastos aislados de hojas de espinaca, usando para ello soluciones isotónicas de NaCl. Con estos experimentos se descubrió los procesos de:

- fotofosforilación cíclica (1954) y

- fotofosforilación no cíclica (1957) así como

- la participación de la ferredoxina NADP+ reductasa (1962).

• R. Hill y F. Bendall (1960): Esquema Z según el cual la fase luminosa podría considerarse como un sistema de transporte de electrones en 2 pasos.

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