Quina és la diferència entre fotosíntesi i quimiosíntesi?

La fotosíntesi utilitza energia lluminosa captada pels pigments fotosintètics, mentre que la quimiosíntesi aprofita l'energia alliberada en reaccions d'oxidació de compostos inorgànics. La realitzen bacteris quimiosintètics.

Què passa a la fase lluminosa de la fotosíntesi?

Té lloc als tilacoides i necessita llum directament. Es genera ATP i NADPH, i en la fase acíclica també s'allibera O2 a partir de la fotòlisi de l'aigua.

Quina diferència hi ha entre el PsI i el PsII?

El PsII o P680 pot captar llum de longitud d'ona fins a 680 nm, més energètica, i per això pot fer la fotòlisi de l'aigua. El PsI o P700 capta llum fins a 700 nm i no pot trencar H2O per obtenir electrons.

Anabolisme autòtrof: fotosíntesi i quimiosíntesi explicades

Resum

El document explica l'anabolisme autòtrof, la via que converteix matèria inorgànica en matèria orgànica, i en distingeix la fotosíntesi (energia lluminosa) i la quimiosíntesi (energia d'oxidacions inorgàniques). Després detalla l'estructura dels cloroplasts, els fotosistemes PsI i PsII, i les fases lluminosa i fosca de la fotosíntesi, incloent els processos acíclic i cíclic.

Punts clau

L'anabolisme autòtrof transforma molècules inorgàniques (H2O, CO2) en molècules orgàniques senzilles.
La fotosíntesi usa energia lluminosa i la quimiosíntesi usa l'energia alliberada en oxidacions de compostos inorgànics.
La fotosíntesi oxigènica allibera O2 i la realitzen plantes, algues i cianobacteris; l'anaoxigènica no l'allibera.
La fase lluminosa, als tilacoides, produeix ATP i NADPH; la fase fosca, a l'estroma, els fa servir per sintetitzar compostos orgànics.
El PsII (P680) pot fer la fotòlisi de l'aigua, mentre que el PsI (P700) no.
L'equació global és 6CO2 + 12H2O + llum → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O.

Posa't a prova

ANABOLISME AUTÒTROF

L' anabolisme és la via constructiva del metabolisme: forma molècules complexes a partir de molècules senzilles. Es divideix en dues etapes:

Anabolisme autòtrof: Pas de molècules inorgàniques (H₂O, CO₂…) a molècules orgàniques senzilles (glucosa, aminoàcids…).
Anabolisme heteròtrof: Pas de molècules orgàniques senzilles a molècules orgàniques complexes (midó, greixos, proteïnes…).

Hi ha dos tipus d'anabolisme autòtrof segons la font d'energia (E) que s'utilitza:

Anabolisme Fotosintètic o Fotosíntesi

Font d'E usada: Energia lluminosa.
Qui la realitza?: Plantes, algues, cianobacteris i bacteris fotosintètics.

Anabolisme Quimiosintètic o Quimiosíntesi

Font d'E usada: Energia alliberada en reaccions d'oxidació de compostos inorgànics.
Qui la realitza?: Bacteris quimiosintètics.

Un organisme autòtrof és aquell ésser que fabrica matèria orgànica (MO) a partir de matèria inorgànica (MI).

LA FOTOSÍNTESI

És la conversió de l'energia lluminosa en energia química, gràcies als pigments fotosintètics. Hi ha dos tipus de fotosíntesi:

Oxigènica: S'obté O₂ i la realitzen plantes, algues i cianobacteris; hi intervé la molècula H₂O.
Anaoxigènica: No allibera O₂ i la realitzen bacteris verds i porpres.

La fotosíntesi depèn de l'energia lluminosa i té dues fases:

Etapa lluminosa: Depenent de la llum.
Etapa fosca o fase biosintètica: Depenent de la lluminosa.

ESTRUCTURES FOTOSINTETITZADORES

En plantes i algues la fotosíntesi es duu a terme als cloroplasts:

Membrana interna i externa.
Estroma: Líquid intern.
Tilacoides: Sacs (formats en grana i estroma o lamèl·la).

Els cianobacteris tenen tilacoides al citoplasma. Els que fan l'anaoxigènica tenen clorosomes.

FOTOSISTEMES

Constituïts per proteïnes transmembrals formades per dues subunitats:

Complex captador de llum o antena: Conté pigments antena (clorofil·la a, clorofil·la b) que capten fotons de llum (bàsicament clorofil·les, bacterioclorofil·les…).
Centre de reacció: On hi ha el pigment diana (clorofil·les), capaços de transmetre l'excitació rebuda pel complex antena a una altra molècula en forma de transferència d'electrons.

Hi ha 2 tipus de fotosistemes:

PsI o P700 (Fotosistema 1): Va aparèixer inicialment i conté un pigment capaç de captar la llum de longitud d'ona $\le 700 \text{ nm}$ (no pot trencar H₂O per aconseguir electrons).
PsII o P680 (Fotosistema 2): Pot captar llum de longitud d'ona $\le 680 \text{ nm}$, que en ser més energètica li permet fer la fotòlisi de l'aigua.

FOTOSÍNTESI DE COMPOSTOS DE CARBONI

L'equació general és: $6\text{CO}_2 + 12\text{H}_2\text{O} + \text{Energia lluminosa} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2 + 6\text{H}_2\text{O}$.

Fase lluminosa: Té lloc als tilacoides, necessita llum de manera directa. L'energia lluminosa s'utilitza per a la síntesi de NADPH i ATP.
Fase fosca: Té lloc a l'estroma, no necessita llum directament. S'usen NADPH i ATP de la fase lluminosa per a la síntesi de compostos orgànics.

FASE LLUMINOSA DE LA FOTOSÍNTESI

Fase lluminosa acíclica

Intervenen PsI i PsII. Es genera ATP i NADPH, i es produeix O₂. Els electrons passen de l'aigua al NADPH. Aquesta fase es produeix en 3 processos:

Fotòlisi de l'aigua: $\text{H}_2\text{O} \rightarrow \frac{1}{2}\text{O}_2 + 2\text{H}^+ + 2\text{e}^-$. Es capta energia lluminosa al PsII i el pigment diana perd electrons. Aquests electrons passen a la plastoquinona (PQ) per tornar els electrons a la clorofil·la 680 (pigment diana). Es fa hidròlisi de l'H₂O per recuperar els electrons (això es genera a la membrana tilacoidal). A l'interior del tilacoide augmenta el nombre de $\text{H}^+$ (vénen de l'H₂O i l'estroma).
Fotofosforilació de l'ADP: $\text{ADP} + \text{P} \rightarrow \text{ATP} + \text{H}_2\text{O}$. Gràcies a l'aportació de protons de l'H₂O i l'estroma i per equilibrar la diferència de potencial electroquímic, fem sortir els protons per les ATP-sintetases amb la consegüent síntesi d'ATP.
Fotoreducció del NADP$^+$: $\text{NADP}^+ + 2\text{H}^+ + 2\text{e}^- \rightarrow \text{NADPH} + \text{H}^+$. Tots els electrons transportats finalment arriben a la NADP$^+$ reductasa i redueixen el NADP$^+$.

Fase lluminosa cíclica

Intervé PsI. Es genera ATP, no produeix O₂ i hi ha reutilització d'electrons. És l'únic procés on [dos fotons sobre el PsI, s'alliberen $2\text{e}^-$ de la P700, es produeix flux cíclic d'electrons, entren 2 protons des de l'estroma al tilacoide, els protons surten a través de l'ATP-sintetasa, es sintetitzen ATP ($\text{ADP} + \text{Pi} \rightarrow \text{ATP} + \text{H}_2\text{O}$)]. Aquest procés complementa la generació d'ATP per a la fase fosca.