La Fotosíntesi i Quimiosíntesi: Processos i Evolució

Fase lluminosa de la fotosíntesi

1. Fotosistema II (PSII)

Arriben 2 fotons al PSII. S'excita el pigment diana, la clorofil·la P680, que perd tants electrons com fotons ha absorbit. Els electrons passen al primer acceptor, la plastoquinona (PQ).

Fotòlisi de l'aigua: Es produeix la hidròlisi de molècules d'aigua. Els 2H+ s'acumulen a l'interior del tilacoide i es produeix O2.

2. Cadena de transport d'electrons

La plastoquinona (PQ) s'activa i capta 2H+ de l'estroma. Transfereix 2e- al complex de citocroms b-f. La plastocianina (PC) introdueix els 2H+ al tilacoide, creant una diferència de potencial electroquímic.

3. Fotosistema I (PSI)

Arriben 2 fotons al PSI. La clorofil·la P700 perd 2e- que són reposats per la plastocianina (PC). Els electrons passen al primer acceptor.

La ferredoxina (Fd) passa els 2e- a l'enzim NADP-reductasa, que capta 2H+ de l'estroma i es forma NADPH.

Fase lluminosa cíclica

• Només intervé el PSI.
• Flux cíclic d'electrons i síntesi d'ATP.
• No hi ha fotòlisi de l'aigua, no es produeix O2 ni es redueix el NADP+.
• Es realitza a la membrana dels tilacoides.

Arriben 2 fotons al PSI i s'excita el pigment diana, la clorofil·la P700. Els electrons passen a la ferredoxina (Fd), al citocrom b6, i a la plastoquinona (PQ), que capta 2H+. El citocrom f introdueix els 2H+ a l'interior del tilacoide. Les ATP-sintetases realitzen la síntesi d'ATP. Finalment, la plastocianina (PC) retorna els electrons a la clorofil·la P700.

Fase fosca: Cicle de Calvin

El CO2 de l'atmosfera entra a l'estroma i s'uneix a la ribulosa-1,5-difosfat mitjançant l'enzim RUBISCO (ribulosa-difosfat-carboxilasa-oxidasa). Es formen:

• 2 molècules d'àcid 3-fosfoglicèric.
• Gliceraldehid-3-fosfat (G3P).

Vies metabòliques resultants:

• Via 1: Regeneració de ribulosa-1,5-difosfat.
• Via 2: Síntesi de midó, àcids grassos i aminoàcids.
• Via 3: Síntesi de glucosa i fructosa (saba elaborada).

Fase fosca (repetició de contingut)

El CO2 de l'atmosfera entra a l'estroma. CO2 + ribulosa-1,5-difosfat. Enzim: RUBISCO (ribulosa-difosfat-carboxilasa-oxidasa). Es produeix àcid 3-fosfoglicèric i gliceraldehid-3-fosfat (G3P).

• Via 1: Regeneració de ribulosa-1,5-difosfat.
• Via 2: Síntesi de midó, àcids grassos i aminoàcids.
• Via 3: Síntesi de glucosa i fructosa (saba elaborada).

Quimiosíntesi: Procés i fases

La quimiosíntesi és la síntesi d'ATP a partir de l'energia que es desprèn en les reaccions d'oxidació de determinades substàncies inorgàniques.

• Qui la realitza? Bacteris quimioautòtrofs o quimiolitòtrofs.
• Quina funció realitzen? Tanquen els cicles biogeoquímics, possibilitant la vida en el planeta i tornant al substrat les substàncies procedents de l'oxidació de matèria de descomposició dels organismes morts.

Fases de la quimiosíntesi

• 1a Fase: Oxidació de substàncies inorgàniques. S'obté ATP i NADH.
• 2a Fase: S'utilitza l'ATP i el NADH per sintetitzar compostos orgànics a partir de substàncies inorgàniques.

L'evolució dels processos metabòlics

4. L'evolució dels processos metabòlics: 1. 3.800 milions d'anys.

Cronologia de l'evolució metabòlica

• 1. 3.800 milions d'anys: Organismes quimioautòtrofs anaeròbics primigenis.
• 2. 3.400 milions d'anys: Organismes fotosintètics anoxigènics.
• 3. 3.000 milions d'anys: Organismes quimioautòtrofs de respiració anaeròbica.
• 4. 2.500 milions d'anys: Organismes fotoautòtrofs oxigènics.
• 5. 2.400 milions d'anys: Organismes quimioheteròtrofs aeròbics.
• 6. 1.500 milions d'anys: Organismes eucariotes fotoautòtrofs i quimioheteròtrofs.