FOTOSINTESI utilizzazione energia della luce da parte delle piante,

Presentazione sul tema: "FOTOSINTESI utilizzazione energia della luce da parte delle piante,"— Transcript della presentazione:

1 FOTOSINTESI utilizzazione energia della luce da parte delle piante,
alghe e procarioti per sintetizzare composti organici 6CO2 + 6H2O  C6H12O6 + 6O2

2 6CO2 + 6H2O  C6H12O6 + 6O2 K = necessari 10 fotoni per mol di CO2 se  =680 nm  1760 kJ G0 = +467 kJ  efficienza conversione = 27%

3 esiste anche una fotosintesi anossigenica
6CO2 + 12H2S  C6H12O6 + 6 S2 + 6 H2O esiste anche una fotosintesi anossigenica (solfobatteri)

4 Organismi fotoautotrofi

5 Nei cloroplasti avviene la decomposizione dell’ acqua
La fotosintesi è un processo redox L’O2 emesso dalle piante è fornito dall’H2O e non dalla CO2 Nei cloroplasti avviene la decomposizione dell’ acqua

6 captazione energia della luce
Reazioni alla luce captazione energia della luce produzione ATP e NADPH

7 H2O + NADP+ + Pi +ADP  ½O2 + NADPH + H+ + ATP

8 Reazioni al buio (ciclo di Calvin)
utilizzazione NADPH e ATP per la riduzione CO2 e la sintesi di zuccheri

9 CO2 + 2 NADPH + 2 H+ + 3 ATP  (CH2O)+ 2 NADP+ + 3 ADP + 3 Pi

10 Cooperazione tra reazioni alla luce e Ciclo di Calvin

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14 Sistema di endomembrane del Cloroplasto

15 Luce solare come “pioggia” di fotoni
fotone  contiene una quantità di energia definita (quanto) E = h legge di Plank

16 E = h E = hc/

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18 il sole è una sorgente di fotoni a diversa frequenza  diversa energia

19 Le clorofille sono i principali pigmenti fotosintetici
(indispensabili anche i carotenoidi)

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23 ASSORBIMENTO ED EMISSIONE DELLA LUCE DELLA CLOROFILLA

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25 nel I stato eccitato la Chl è stabile per 10-9 s
FLUORESCENZA. La Chl emette un fotone e torna al suo stato basale CALORE. La Chl torna al suo stato basale senza emettere fotoni TRASFERIMENTO DI ENERGIA. La Chl trasferisce la sua energia ad un’altra molecola REAZIONE FOTOCHIMICA. L’energia dello stato eccitato viene utilizzata per permettere che avvengano reazioni chimiche

26 Fluorescenza nel rosso della clorofilla isolata

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28 la maggior parte dei pigmenti funzionano come un’antenna
Nei cloroplasti non si ha fluorescenza e la maggior parte dei pigmenti funzionano come un’antenna Convogliando l’energia luminosa ai centri di reazione del PSII e DEL PSI

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30 I complessi fotosintetici

31 trasferimento di energia per risonanza
i sistemi antenna inviano l’energia ai centri di reazione molecole Chl per centro di reazione diverse centinaia di carotenoidi trasferimento di energia per risonanza il 99% dei fotoni assorbiti dai pigmenti antenna raggiunge il centro di reazione  fotochimica

32 Trasferimento di energia per risonanza tra Clb e Cla

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36 Principali complessi proteici dei tilacoidi
FOTOSISTEMA II CITOCROMO b6f FOTOSISTEMA I ATP sintasi

37 Trasportatori diffusibili
Plastochinone Plastocianina Ferredoxina

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39 Il fotosistema II (PSII)

40 Modello strutturale del centro di reazione del PSII

41 il PS-II funziona come un’acqua- plastochinone ossidoreduttasi
dipendente dalla luce

42 L’ossidazione dell’acqua coinvolge una complessa serie di reazioni
operate dal complesso che evolve l’ossigeno, associato al PSII

43 i due protoni che si formano con l’ossidazione dell’H2O si trovano
all’interno del lume

44 PLASTOCHINONE

45 plastochinone  citocromo b6f

46 CITOCROMO b6f contiene tre carriers di elettroni:
Citocromo di tipo b (cyt b6 due gruppi eme) Citocromo di tipo c (cyt f un gruppo eme) Proteina di Rieske (gruppo FeS)

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48 ossidazione plastochinone
CICLO Q ossidazione plastochinone un elettrone va verso il PS-I un elettrone innesca un processo ciclico plastocianina = proteina solubile contenente rame

49 per la formazione di PQH2 vengono utilizzati due protoni dello stroma

50 Dalla plastocianina al fotosistema I

51 fotosistema I Modello strutturale del centro di reazione del PSI

52 ferredossina proteina solubile Fe-S

53 il PS-I funziona come una plastocianina-ferredossina
ossidoreduttasi luce-dipendente

54 la ferredossina non trasferisce gli elettroni direttamente al NADP+
ferredossina-NADP+ reduttasi (FNR) enzima contenente FAD

55 durante la riduzione del NADP+ a NADPH un protone viene
prelevato dallo stroma

56 Alcuni erbicidi bloccano il trasporto fotosintetico degli elettroni

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58 LO SCHEMA Z

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60 2

61 p = E -59 pH LA sintesi chemiosmotica di ATP
Il movimento degli elettroni produce un gradiente di pH tra lumen dei tilacoidi (acido) e stroma (basico) che viene utilizzato come fonte di energia per la sintesi di ATP nello stroma p = E -59 pH

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64 riassumendo

65 Meccanismi di protezione e riparazione del danno da eccesso di fotoni