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FOTOSINTESI utilizzazione energia della luce da parte delle piante,

FOTOSINTESI utilizzazione energia della luce da parte delle piante, alghe e procarioti per sintetizzare composti organici 6CO 2 + 6H 2 O  C 6 H 12 O 6 + 6O 2. 6CO 2 + 6H 2 O  C 6 H 12 O 6 + 6O 2. K = 10 -500 necessari 10 fotoni per mol di CO 2 se  =680 nm  1760 kJ

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FOTOSINTESI utilizzazione energia della luce da parte delle piante,

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Presentation Transcript

  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 = 10-500 necessari 10 fotoni per mol di CO2 se  =680 nm  1760 kJ G0 = +467 kJ  efficienza conversione = 27%

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

  4. Organismi fotoautotrofi

  5. 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. 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

  11. Sistema di endomembrane del Cloroplasto

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

  13. E = h E = hc/

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

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

  16. ASSORBIMENTO ED EMISSIONE DELLA LUCE DELLA CLOROFILLA

  17. 1

  18. 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

  19. Fluorescenza nel rosso della clorofilla isolata

  20. 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

  21. I complessi fotosintetici

  22. i sistemi antenna inviano l’energia ai centri di reazione 200-300 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

  23. Trasferimento di energia per risonanza tra Clb e Cla

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

  25. Trasportatori diffusibili Plastochinone Plastocianina Ferredoxina

  26. Il fotosistema II (PSII)

  27. Modello strutturale del centro di reazione del PSII

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

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

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

  31. PLASTOCHINONE

  32. plastochinone  citocromo b6f

  33. CITOCROMO b6f contiene tre carriers di elettroni: Citocromo di tipo b (cyt b6due gruppi eme) Citocromo di tipo c (cyt f un gruppo eme) Proteina di Rieske (gruppo FeS)

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

  35. per la formazione di PQH2 vengono utilizzati due protoni dello stroma

  36. Dalla plastocianina al fotosistemaI

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