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Questions and Answers
¿Cuál es el proceso fundamental que permite la captura de energía solar en la Tierra?
¿Cuál es el proceso fundamental que permite la captura de energía solar en la Tierra?
- Fermentación.
- Respiración celular.
- Fotosíntesis. (correct)
- Quimiosíntesis.
¿Qué tipo de organismos son capaces de transformar la energía solar en energía química?
¿Qué tipo de organismos son capaces de transformar la energía solar en energía química?
- Heterótrofos.
- Saprófitos.
- Autótrofos. (correct)
- Parásitos.
¿Cuál es la ecuación general de la fotosíntesis?
¿Cuál es la ecuación general de la fotosíntesis?
- $C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + \text{Energía}$
- $6O_2 + 6H_2O + \text{Energía} \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6CO_2$
- $6CO_2 + 6H_2O + \text{Energía} \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2$ (correct)
- $6CO_2 + C_6H_{12}O_6 \rightarrow 6O_2 + \text{Energía} + 6H_2O$
¿En qué orgánulos de las células de las hojas se realiza la fotosíntesis?
¿En qué orgánulos de las células de las hojas se realiza la fotosíntesis?
En el contexto de la fotosíntesis, ¿qué significa que la luz se comporta como una onda y como una partícula?
En el contexto de la fotosíntesis, ¿qué significa que la luz se comporta como una onda y como una partícula?
¿Cuál es el rango de longitud de onda de la luz visible que es utilizada en la fotosíntesis, expresado en nanómetros (nm)?
¿Cuál es el rango de longitud de onda de la luz visible que es utilizada en la fotosíntesis, expresado en nanómetros (nm)?
¿Cómo se denomina a la radiación fotosintéticamente activa (PAR)?
¿Cómo se denomina a la radiación fotosintéticamente activa (PAR)?
¿Cuál es la función principal de los pigmentos fotosintéticos?
¿Cuál es la función principal de los pigmentos fotosintéticos?
¿Cuáles son los principales pigmentos fotosintéticos en las plantas superiores?
¿Cuáles son los principales pigmentos fotosintéticos en las plantas superiores?
¿Qué longitudes de onda de luz absorben principalmente las clorofilas?
¿Qué longitudes de onda de luz absorben principalmente las clorofilas?
Durante la excitación de un pigmento fotosintético, ¿qué ocurre cuando una molécula de clorofila absorbe un fotón?
Durante la excitación de un pigmento fotosintético, ¿qué ocurre cuando una molécula de clorofila absorbe un fotón?
¿Cuáles son las posibles vías de desexcitación de un pigmento?
¿Cuáles son las posibles vías de desexcitación de un pigmento?
¿Cuáles son las dos etapas principales de la fotosíntesis?
¿Cuáles son las dos etapas principales de la fotosíntesis?
¿Qué ocurre durante la fase luminosa de la fotosíntesis?
¿Qué ocurre durante la fase luminosa de la fotosíntesis?
¿Qué proceso tiene lugar durante la fase de fijación del carbono?
¿Qué proceso tiene lugar durante la fase de fijación del carbono?
¿Cómo se llaman las unidades donde se empaquetan los complejos proteína-clorofila en los cloroplastos?
¿Cómo se llaman las unidades donde se empaquetan los complejos proteína-clorofila en los cloroplastos?
¿Qué función cumple el complejo antena en las reacciones dependientes de la luz?
¿Qué función cumple el complejo antena en las reacciones dependientes de la luz?
¿Cuáles son los dos tipos de fotosistemas que actúan coordinadamente durante las reacciones luminosas?
¿Cuáles son los dos tipos de fotosistemas que actúan coordinadamente durante las reacciones luminosas?
¿Cuál es la molécula reactiva del centro de reacción del fotosistema I (FSI) y a qué longitud de onda absorbe?
¿Cuál es la molécula reactiva del centro de reacción del fotosistema I (FSI) y a qué longitud de onda absorbe?
¿Cuál es la función de la plastoquinona (PQ) en la cadena de transporte electrónico?
¿Cuál es la función de la plastoquinona (PQ) en la cadena de transporte electrónico?
¿Qué proceso se produce cuando los electrones regresan al P700 a través del citocromo b6f y la plastocianina en el fotosistema I?
¿Qué proceso se produce cuando los electrones regresan al P700 a través del citocromo b6f y la plastocianina en el fotosistema I?
En el flujo cíclico de electrones alrededor del Fotosistema I, ¿qué proceso no se genera?
En el flujo cíclico de electrones alrededor del Fotosistema I, ¿qué proceso no se genera?
¿Cómo se llama el proceso por el cual se sintetiza ATP utilizando la energía del gradiente de protones generado en las reacciones luminosas?
¿Cómo se llama el proceso por el cual se sintetiza ATP utilizando la energía del gradiente de protones generado en las reacciones luminosas?
¿Cuál es la consecuencia de la acumulación de protones en el espacio intratilacoidal (lumen)?
¿Cuál es la consecuencia de la acumulación de protones en el espacio intratilacoidal (lumen)?
¿Dónde están localizados los complejos de ATP sintetasa que permiten el flujo de protones a favor del gradiente?
¿Dónde están localizados los complejos de ATP sintetasa que permiten el flujo de protones a favor del gradiente?
¿Qué representan el agua, el FS II, el FS I y el NADP+ en el flujo no cíclico de electrones?
¿Qué representan el agua, el FS II, el FS I y el NADP+ en el flujo no cíclico de electrones?
¿Qué proceso convierte el P680 en un fuerte oxidante en el Fotosistema II?
¿Qué proceso convierte el P680 en un fuerte oxidante en el Fotosistema II?
¿Cómo se le llama al proceso de ruptura o disociación de las moléculas de agua, mediante la utilización de la energía de la luz?
¿Cómo se le llama al proceso de ruptura o disociación de las moléculas de agua, mediante la utilización de la energía de la luz?
¿Cuál de los siguientes enunciados describe mejor la adaptación de las plantas de sol en comparación con las plantas de sombra?
¿Cuál de los siguientes enunciados describe mejor la adaptación de las plantas de sol en comparación con las plantas de sombra?
¿Qué caracteriza a las hojas de sombra en comparación con las hojas de sol en términos de su estructura y composición?
¿Qué caracteriza a las hojas de sombra en comparación con las hojas de sol en términos de su estructura y composición?
¿Qué ventaja adaptativa confiere a las hojas de sombra invertir más energía en la producción de pigmentos?
¿Qué ventaja adaptativa confiere a las hojas de sombra invertir más energía en la producción de pigmentos?
¿Cuál de los siguientes escenarios conduciría a una reducción en la eficiencia fotosintética si ocurriera en el fotosistema II?
¿Cuál de los siguientes escenarios conduciría a una reducción en la eficiencia fotosintética si ocurriera en el fotosistema II?
¿Cuál es el impacto metabólico inmediato más significativo de inhibir la ferredoxina-NADP⁺ reductasa (FNR) en las reacciones dependientes de la luz?
¿Cuál es el impacto metabólico inmediato más significativo de inhibir la ferredoxina-NADP⁺ reductasa (FNR) en las reacciones dependientes de la luz?
¿Qué efecto tendría la exposición continua de una planta a longitudes de onda de luz exclusivamente en el rango de 700-800 nm?
¿Qué efecto tendría la exposición continua de una planta a longitudes de onda de luz exclusivamente en el rango de 700-800 nm?
¿Cuál es la principal razón por la que la vida en la Tierra depende fundamentalmente de la energía solar?
¿Cuál es la principal razón por la que la vida en la Tierra depende fundamentalmente de la energía solar?
¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor la función de los autótrofos en los ecosistemas?
¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor la función de los autótrofos en los ecosistemas?
¿Cuál es el aspecto más importante de la fotosíntesis en relación con la energía?
¿Cuál es el aspecto más importante de la fotosíntesis en relación con la energía?
¿En qué tipo de organismos se presentan las excepciones al mecanismo fotosintético como fuente de energía?
¿En qué tipo de organismos se presentan las excepciones al mecanismo fotosintético como fuente de energía?
¿Qué le ocurre a una molécula de clorofila después de que uno de sus electrones periféricos se desplaza hacia una posición más externa (estado excitado)?
¿Qué le ocurre a una molécula de clorofila después de que uno de sus electrones periféricos se desplaza hacia una posición más externa (estado excitado)?
¿Qué le ocurre a la molécula de clorofila después de transmitir su energía?
¿Qué le ocurre a la molécula de clorofila después de transmitir su energía?
Si la cadena de transporte electrónico es bloqueada después de la plastoquinona (PQ), pero antes del citocromo b6f, ¿qué proceso se vería más directamente afectado?
Si la cadena de transporte electrónico es bloqueada después de la plastoquinona (PQ), pero antes del citocromo b6f, ¿qué proceso se vería más directamente afectado?
Si una planta es expuesta a luz en el rango de 400-700 nm, pero los pigmentos antena no pueden transferir la energía de excitación al centro de reacción, ¿qué pasaría principalmente?
Si una planta es expuesta a luz en el rango de 400-700 nm, pero los pigmentos antena no pueden transferir la energía de excitación al centro de reacción, ¿qué pasaría principalmente?
¿Cuál es el destino del electrón de alta energía que es captado por otra molécula?
¿Cuál es el destino del electrón de alta energía que es captado por otra molécula?
¿Cuáles son las dos clases principales de pigmentos fotosintéticos en plantas superiores, además de las clorofilas?
¿Cuáles son las dos clases principales de pigmentos fotosintéticos en plantas superiores, además de las clorofilas?
¿Cuál es el papel de los carotenoides en los complejos antena?
¿Cuál es el papel de los carotenoides en los complejos antena?
¿Qué distingue al Fotosistema I (FSI) del Fotosistema II (FSII) en las reacciones dependientes de la luz?
¿Qué distingue al Fotosistema I (FSI) del Fotosistema II (FSII) en las reacciones dependientes de la luz?
¿Qué proceso se lleva a cabo en el Fotosistema II (FSII) que es esencial para la vida en la Tierra?
¿Qué proceso se lleva a cabo en el Fotosistema II (FSII) que es esencial para la vida en la Tierra?
Durante el flujo cíclico de electrones en torno al Fotosistema I, ¿cuál es el propósito principal de este proceso?
Durante el flujo cíclico de electrones en torno al Fotosistema I, ¿cuál es el propósito principal de este proceso?
Si una planta de sol y una planta de sombra están creciendo una al lado de la otra, ¿cuál de ellas tendría más ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa/oxigenasa (Rubisco)?
Si una planta de sol y una planta de sombra están creciendo una al lado de la otra, ¿cuál de ellas tendría más ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa/oxigenasa (Rubisco)?
¿Qué característica estructural no esperaría encontrar en una hoja de sombra adaptada a condiciones de baja luminosidad?
¿Qué característica estructural no esperaría encontrar en una hoja de sombra adaptada a condiciones de baja luminosidad?
¿Cómo afecta la acumulación de protones en el lumen tilacoidal a la síntesis de ATP?
¿Cómo afecta la acumulación de protones en el lumen tilacoidal a la síntesis de ATP?
En términos de longitud de onda de la luz, ¿por qué las clorofilas son verdes?
En términos de longitud de onda de la luz, ¿por qué las clorofilas son verdes?
Considerando la evolución de las plantas, si se descubriera una nueva especie vegetal que carece completamente de Fotosistema II (FSII) pero puede sobrevivir, ¿qué adaptación metabólica única sería necesaria para su supervivencia?
Considerando la evolución de las plantas, si se descubriera una nueva especie vegetal que carece completamente de Fotosistema II (FSII) pero puede sobrevivir, ¿qué adaptación metabólica única sería necesaria para su supervivencia?
Insanely difficult Si se modificara genéticamente una planta para aumentar drásticamente el número de dobles enlaces conjugados en sus carotenoides, ¿cuál sería el efecto más probable en su capacidad fotosintética y supervivencia en condiciones de alta intensidad lumínica?
Insanely difficult Si se modificara genéticamente una planta para aumentar drásticamente el número de dobles enlaces conjugados en sus carotenoides, ¿cuál sería el efecto más probable en su capacidad fotosintética y supervivencia en condiciones de alta intensidad lumínica?
¿Cómo afectaría la introducción de un análogo no metabolizable de plastoquinona que aún puede aceptar electrones pero no protones, al rendimiento fotosintético en condiciones de alta intensidad lumínica?
¿Cómo afectaría la introducción de un análogo no metabolizable de plastoquinona que aún puede aceptar electrones pero no protones, al rendimiento fotosintético en condiciones de alta intensidad lumínica?
¿Cuál sería el efecto a largo plazo de una mutación que impide la correcta inserción de carotenoides en los complejos antena del fotosistema II?
¿Cuál sería el efecto a largo plazo de una mutación que impide la correcta inserción de carotenoides en los complejos antena del fotosistema II?
¿Cómo se vería afectado el rendimiento cuántico de la fotosíntesis si una toxina bloqueara irreversiblemente la función del cluster Mn₄CaO₅ en el fotosistema II?
¿Cómo se vería afectado el rendimiento cuántico de la fotosíntesis si una toxina bloqueara irreversiblemente la función del cluster Mn₄CaO₅ en el fotosistema II?
¿Qué adaptaciones bioquímicas específicas permitirían a un organismo fotosintético prosperar en un ambiente con luz extremadamente baja y rica en sulfuro de hidrógeno (H₂S)?
¿Qué adaptaciones bioquímicas específicas permitirían a un organismo fotosintético prosperar en un ambiente con luz extremadamente baja y rica en sulfuro de hidrógeno (H₂S)?
¿Cuál sería la consecuencia metabólica en una planta si se inhibiera específicamente la enzima violaxantina de-epoxidasa, que convierte la violaxantina en zeaxantina durante la fotoprotección?
¿Cuál sería la consecuencia metabólica en una planta si se inhibiera específicamente la enzima violaxantina de-epoxidasa, que convierte la violaxantina en zeaxantina durante la fotoprotección?
¿Cómo influiría una modificación genética que aumentara significativamente la velocidad de transferencia de energía por resonancia inductiva entre los pigmentos del complejo antena en la eficiencia fotosintética bajo fluctuaciones rápidas de intensidad lumínica?
¿Cómo influiría una modificación genética que aumentara significativamente la velocidad de transferencia de energía por resonancia inductiva entre los pigmentos del complejo antena en la eficiencia fotosintética bajo fluctuaciones rápidas de intensidad lumínica?
¿Cuál sería el impacto en la fotosíntesis si una sustancia tóxica causara la deslocalización de la plastocianina de su ubicación en el lumen tilacoidal hacia el estroma?
¿Cuál sería el impacto en la fotosíntesis si una sustancia tóxica causara la deslocalización de la plastocianina de su ubicación en el lumen tilacoidal hacia el estroma?
¿Qué adaptaciones estructurales y fisiológicas serían más críticas para la supervivencia de una planta que crece en un ambiente con sombra profunda y un contenido excepcionalmente alto de luz verde?
¿Qué adaptaciones estructurales y fisiológicas serían más críticas para la supervivencia de una planta que crece en un ambiente con sombra profunda y un contenido excepcionalmente alto de luz verde?
¿Cómo se alteraría la asignación de recursos en una planta sometida a estrés por sequía prolongada en términos de inversión en pigmentos fotosintéticos y enzimas antioxidantes?
¿Cómo se alteraría la asignación de recursos en una planta sometida a estrés por sequía prolongada en términos de inversión en pigmentos fotosintéticos y enzimas antioxidantes?
¿Cuál sería el efecto de una mutación que impide la formación del gradiente de pH a través de la membrana tilacoidal, pero no afecta directamente el transporte de electrones, en la eficiencia de la fijación de carbono en el ciclo de Calvin?
¿Cuál sería el efecto de una mutación que impide la formación del gradiente de pH a través de la membrana tilacoidal, pero no afecta directamente el transporte de electrones, en la eficiencia de la fijación de carbono en el ciclo de Calvin?
¿En qué se diferenciaría fundamentalmente el espectro de absorción de un organismo fotosintético adaptado a vivir en las profundidades oceánicas, donde predominan longitudes de onda cortas y la intensidad lumínica es extremadamente baja, en comparación con una planta terrestre típica?
¿En qué se diferenciaría fundamentalmente el espectro de absorción de un organismo fotosintético adaptado a vivir en las profundidades oceánicas, donde predominan longitudes de onda cortas y la intensidad lumínica es extremadamente baja, en comparación con una planta terrestre típica?
¿Cuál de los siguientes escenarios experimentales proporcionaría la evidencia más sólida de que el bombeo de protones por el citocromo b₆f es un paso limitante en la eficiencia fotosintética bajo condiciones de alta intensidad lumínica y alta demanda de ATP?
¿Cuál de los siguientes escenarios experimentales proporcionaría la evidencia más sólida de que el bombeo de protones por el citocromo b₆f es un paso limitante en la eficiencia fotosintética bajo condiciones de alta intensidad lumínica y alta demanda de ATP?
¿De qué manera la inhibición específica de la enzima RuBisCO carboxilasa afectaría la eficiencia de la fotorrespiración en una hoja de Nicotiana tabacum expuesta a altas concentraciones de oxígeno y baja disponibilidad de dióxido de carbono?
¿De qué manera la inhibición específica de la enzima RuBisCO carboxilasa afectaría la eficiencia de la fotorrespiración en una hoja de Nicotiana tabacum expuesta a altas concentraciones de oxígeno y baja disponibilidad de dióxido de carbono?
¿Cuál sería la respuesta adaptativa más probable de una cianobacteria expuesta a un cambio abrupto de un ambiente rico en luz roja a uno dominado por luz verde en términos de expresión génica y síntesis de pigmentos?
¿Cuál sería la respuesta adaptativa más probable de una cianobacteria expuesta a un cambio abrupto de un ambiente rico en luz roja a uno dominado por luz verde en términos de expresión génica y síntesis de pigmentos?
¿Qué efecto tendría la aplicación de un herbicida que inhibe específicamente la síntesis de carotenoides en plantas CAM (Crassulacean Acid Metabolism) adaptadas a ambientes áridos, considerando su impacto en la fijación nocturna de CO₂ y la protección contra el estrés lumínico diurno?
¿Qué efecto tendría la aplicación de un herbicida que inhibe específicamente la síntesis de carotenoides en plantas CAM (Crassulacean Acid Metabolism) adaptadas a ambientes áridos, considerando su impacto en la fijación nocturna de CO₂ y la protección contra el estrés lumínico diurno?
¿Cuál de las siguientes modificaciones genéticas en una planta de Arabidopsis thaliana resultaría en la mayor mejora en la eficiencia del uso de la luz (LUE) en un ambiente con iluminación fluctuante y alta frecuencia de pulsos de luz y sombra?
¿Cuál de las siguientes modificaciones genéticas en una planta de Arabidopsis thaliana resultaría en la mayor mejora en la eficiencia del uso de la luz (LUE) en un ambiente con iluminación fluctuante y alta frecuencia de pulsos de luz y sombra?
¿Cómo se modificaría la estructura de la cadena de transporte electrónico en una bacteria fotosintética adaptada a vivir en un lago hipersalino con alta concentración de hierro, de manera que optimice su crecimiento en estas condiciones extremas?
¿Cómo se modificaría la estructura de la cadena de transporte electrónico en una bacteria fotosintética adaptada a vivir en un lago hipersalino con alta concentración de hierro, de manera que optimice su crecimiento en estas condiciones extremas?
¿Qué estrategia adaptativa permitiría a una alga unicelular prosperar en un ambiente acuático turbio con alta concentración de partículas en suspensión, maximizando la captación de luz y minimizando el estrés oxidativo inducido por la sombra intermitente?
¿Qué estrategia adaptativa permitiría a una alga unicelular prosperar en un ambiente acuático turbio con alta concentración de partículas en suspensión, maximizando la captación de luz y minimizando el estrés oxidativo inducido por la sombra intermitente?
¿Cómo influiría la modificación genética de una planta para expresar una ATP sintasa que es insensible al gradiente de pH tilacoidal en la regulación de la fotosíntesis y la asignación de recursos en condiciones de estrés salino severo?
¿Cómo influiría la modificación genética de una planta para expresar una ATP sintasa que es insensible al gradiente de pH tilacoidal en la regulación de la fotosíntesis y la asignación de recursos en condiciones de estrés salino severo?
¿Qué tipo de pigmentos serían óptimos para un organismo fotosintético que vive en un ecosistema acuático rico en taninos, donde la luz solar se filtra preferentemente hacia longitudes de onda naranja y roja?
¿Qué tipo de pigmentos serían óptimos para un organismo fotosintético que vive en un ecosistema acuático rico en taninos, donde la luz solar se filtra preferentemente hacia longitudes de onda naranja y roja?
¿Qué implicaciones tendría una mutación que alterara significativamente la estructura del dominio luminal de la proteína PsbO (una subunidad del complejo de evolución del oxígeno – OEC) en el fotosistema II para la estabilidad y la eficiencia de la fotosíntesis en condiciones de estrés por alta temperatura?
¿Qué implicaciones tendría una mutación que alterara significativamente la estructura del dominio luminal de la proteína PsbO (una subunidad del complejo de evolución del oxígeno – OEC) en el fotosistema II para la estabilidad y la eficiencia de la fotosíntesis en condiciones de estrés por alta temperatura?
¿Cómo afectaría una disminución en la fluidez de la membrana tilacoidal, resultante de un aumento en la saturación de los lípidos de membrana, al movimiento lateral de la plastoquinona y a la eficiencia general de la cadena de transporte electrónico?
¿Cómo afectaría una disminución en la fluidez de la membrana tilacoidal, resultante de un aumento en la saturación de los lípidos de membrana, al movimiento lateral de la plastoquinona y a la eficiencia general de la cadena de transporte electrónico?
¿Considerando la compleja interacción entre la fotosíntesis y el metabolismo del nitrógeno, cómo se vería afectado el cociente clorofila/nitrógeno en hojas de Spinacia oleracea (espinaca) cultivadas bajo condiciones limitantes de nitrógeno y alta intensidad lumínica, y que implicaciones tendría esto para la eficiencia fotosintética?
¿Considerando la compleja interacción entre la fotosíntesis y el metabolismo del nitrógeno, cómo se vería afectado el cociente clorofila/nitrógeno en hojas de Spinacia oleracea (espinaca) cultivadas bajo condiciones limitantes de nitrógeno y alta intensidad lumínica, y que implicaciones tendría esto para la eficiencia fotosintética?
¿Qué combinación de adaptaciones genéticas sería más ventajosa para mejorar la tolerancia de una planta de arroz (Oryza sativa) a la inmersión completa (submergencia) en agua turbia y sombría durante períodos prolongados?
¿Qué combinación de adaptaciones genéticas sería más ventajosa para mejorar la tolerancia de una planta de arroz (Oryza sativa) a la inmersión completa (submergencia) en agua turbia y sombría durante períodos prolongados?
¿De qué manera la presencia de una alta concentración de herbicidas que inhiben el transporte de electrones en el fotosistema II (FSII) en un ecosistema acuático afectaría la estructura trófica y la dinámica de nutrientes en dicho ecosistema?
¿De qué manera la presencia de una alta concentración de herbicidas que inhiben el transporte de electrones en el fotosistema II (FSII) en un ecosistema acuático afectaría la estructura trófica y la dinámica de nutrientes en dicho ecosistema?
¿En qué medida la quimiosíntesis bacteriana contribuye al flujo total de energía en la biosfera en comparación con la fotosíntesis?
¿En qué medida la quimiosíntesis bacteriana contribuye al flujo total de energía en la biosfera en comparación con la fotosíntesis?
¿Cómo afectaría la modificación genética de un cloroplasto para eliminar todos sus ribosomas a la capacidad fotosintética de la planta?
¿Cómo afectaría la modificación genética de un cloroplasto para eliminar todos sus ribosomas a la capacidad fotosintética de la planta?
¿Cuál es el efecto de un aumento significativo en la concentración de oxígeno en la atmósfera primitiva en la evolución de los fotosistemas?
¿Cuál es el efecto de un aumento significativo en la concentración de oxígeno en la atmósfera primitiva en la evolución de los fotosistemas?
Si se descubre una nueva forma de clorofila que absorbe luz en el rango de 800-900 nm, ¿qué implicaciones tendría esto para la eficiencia general de la fotosíntesis en un ecosistema acuático?
Si se descubre una nueva forma de clorofila que absorbe luz en el rango de 800-900 nm, ¿qué implicaciones tendría esto para la eficiencia general de la fotosíntesis en un ecosistema acuático?
¿Cuál es el efecto inmediato de introducir un compuesto que desacopla el gradiente de protones a través de la membrana tilacoidal sin afectar el flujo de electrones?
¿Cuál es el efecto inmediato de introducir un compuesto que desacopla el gradiente de protones a través de la membrana tilacoidal sin afectar el flujo de electrones?
¿Cómo se compara la eficiencia de la transferencia de energía por resonancia entre pigmentos en un complejo antena in vivo con la que se observa in vitro?
¿Cómo se compara la eficiencia de la transferencia de energía por resonancia entre pigmentos en un complejo antena in vivo con la que se observa in vitro?
Si se inhibe la enzima zeaxantina epoxidasa, ¿qué impacto específico tendría en la capacidad de una planta para aclimatarse a cambios rápidos de intensidad lumínica?
Si se inhibe la enzima zeaxantina epoxidasa, ¿qué impacto específico tendría en la capacidad de una planta para aclimatarse a cambios rápidos de intensidad lumínica?
¿Qué adaptaciones moleculares permitirían a un organismo fotosintético prosperar en un ambiente con radiación ultravioleta (UV) extremadamente alta?
¿Qué adaptaciones moleculares permitirían a un organismo fotosintético prosperar en un ambiente con radiación ultravioleta (UV) extremadamente alta?
¿Cómo afectaría la introducción de un gen que codifica para una ATP sintasa con mayor afinidad por los protones a la regulación fotosintética en condiciones de estrés salino?
¿Cómo afectaría la introducción de un gen que codifica para una ATP sintasa con mayor afinidad por los protones a la regulación fotosintética en condiciones de estrés salino?
¿Qué implicaciones tendría la deslocalización de la plastocianina al estroma en términos de regulación redox de los fotosistemas?
¿Qué implicaciones tendría la deslocalización de la plastocianina al estroma en términos de regulación redox de los fotosistemas?
¿Cómo se vería afectada la partición de energía de excitación entre el Fotosistema I y el Fotosistema II en cloroplastos expuestos a luz roja intensa después de un período prolongado en oscuridad?
¿Cómo se vería afectada la partición de energía de excitación entre el Fotosistema I y el Fotosistema II en cloroplastos expuestos a luz roja intensa después de un período prolongado en oscuridad?
¿Cuál sería el efecto a largo plazo de una mutación que resulta en la pérdida completa de la proteína PsbO en el complejo de evolución de oxígeno (OEC)?
¿Cuál sería el efecto a largo plazo de una mutación que resulta en la pérdida completa de la proteína PsbO en el complejo de evolución de oxígeno (OEC)?
¿Qué adaptaciones bioquímicas serían necesarias para que un organismo realice la fotosíntesis utilizando sulfuro de hidrógeno (H₂S) en lugar de agua como donante de electrones?
¿Qué adaptaciones bioquímicas serían necesarias para que un organismo realice la fotosíntesis utilizando sulfuro de hidrógeno (H₂S) en lugar de agua como donante de electrones?
¿Cómo afectaría la inserción de un gen que codifica para una Rubisco con mayor afinidad por el CO₂ pero menor velocidad catalítica al crecimiento de una planta en condiciones de baja concentración de CO₂?
¿Cómo afectaría la inserción de un gen que codifica para una Rubisco con mayor afinidad por el CO₂ pero menor velocidad catalítica al crecimiento de una planta en condiciones de baja concentración de CO₂?
¿Qué adaptaciones estructurales y fisiológicas permitirían a una planta sobrevivir en condiciones de sombra extrema con predominancia de luz verde?
¿Qué adaptaciones estructurales y fisiológicas permitirían a una planta sobrevivir en condiciones de sombra extrema con predominancia de luz verde?
¿Cómo responde una planta fotosintética a largo plazo a un ambiente con alta concentración de metales pesados que inhiben específicamente la síntesis de clorofila b?
¿Cómo responde una planta fotosintética a largo plazo a un ambiente con alta concentración de metales pesados que inhiben específicamente la síntesis de clorofila b?
¿De que manera influye la modificación genética de un alga unicelular para aumentar la expresión una enzima antioxidante que mejora la captura de luz?
¿De que manera influye la modificación genética de un alga unicelular para aumentar la expresión una enzima antioxidante que mejora la captura de luz?
¿Cómo influiría en una planta C4 una modificación genética para expresar altos niveles de una forma mutante de la enzima malato deshidrogenasa que está constitutivamente activa y no regulada por el estado redox celular?
¿Cómo influiría en una planta C4 una modificación genética para expresar altos niveles de una forma mutante de la enzima malato deshidrogenasa que está constitutivamente activa y no regulada por el estado redox celular?
¿Qué efecto tendría la aplicación de un compuesto que bloquea la síntesis de novo de plastoquinona en una planta expuesta a estrés hídrico severo?
¿Qué efecto tendría la aplicación de un compuesto que bloquea la síntesis de novo de plastoquinona en una planta expuesta a estrés hídrico severo?
Flashcards
¿Qué es la fotosíntesis?
¿Qué es la fotosíntesis?
Captura la energía solar, produciendo materia orgánica. Es fundamental para la vida en la Tierra.
¿Qué son los autótrofos?
¿Qué son los autótrofos?
Organismos que transforman la energía solar en energía química (ej. plantas y bacterias).
¿Dónde ocurre la fotosíntesis?
¿Dónde ocurre la fotosíntesis?
Orgánulos celulares en las hojas donde se realiza la fotosíntesis.
¿Qué es la óxido-reducción?
¿Qué es la óxido-reducción?
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¿Qué es la luz visible?
¿Qué es la luz visible?
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¿Qué es la radiación fotosintéticamente activa (PAR)?
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¿Qué son los pigmentos fotosintéticos?
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¿Cuáles son los principales pigmentos en plantas?
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¿Qué es un pigmento excitado?
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¿Cómo libera energía un pigmento excitado?
¿Cómo libera energía un pigmento excitado?
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¿Cuáles son las dos etapas principales de la fotosíntesis?
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¿Qué ocurre en la fase luminosa?
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¿Qué ocurre en las reacciones del carbono?
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¿Qué son los fotosistemas?
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¿Qué función tienen los carotenoides?
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¿Cuáles son los tipos de fotosistemas?
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¿Dónde se localiza el FS I?
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¿Dónde se localiza el FS II?
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¿Cuáles son transportadores de electrones?
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Fotosíntesis y materia orgánica
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Energía solar
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Onda y partícula
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Radiaciones no visibles y fotosíntesis
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Clorofilas
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Flujo no cíclico de electrones
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Flujo cíclico de electrones
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Fotofosforilación Cíclica
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Fotones y agua
Fotones y agua
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Plastoquinona, citocromo y plastocianina
Plastoquinona, citocromo y plastocianina
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P700
P700
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P680
P680
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ATP sintetasa
ATP sintetasa
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Pigmentos antena
Pigmentos antena
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Study Notes
Tema 5: La Luz como Fuente de Energía
- El tema cubre la introducción al proceso fotosintético, la naturaleza y características de la luz, la absorción de la luz, las etapas de la fotosíntesis, las reacciones dependientes de la luz, y las adaptaciones de plantas de sol y sombra.
Introducción al Proceso Fotosintético
- La vida en la Tierra depende de la energía solar, capturada mediante la fotosíntesis, que es fundamental para la producción de materia orgánica.
- La materia orgánica incluye alimentos, combustibles fósiles, leña, madera y materia prima para fibras sintéticas, plásticos y poliéster.
- Los organismos que utilizan energía solar y la transforman en energía química se llaman autótrofos, representados por bacterias y plantas.
- Más del 90% del peso seco de una planta se compone de sustancias y moléculas orgánicas que forman estructuras celulares o regulan el metabolismo; la fotosíntesis proporciona las cadenas carbonadas iniciales.
- La fotosíntesis significa síntesis con ayuda de la luz y consiste en la síntesis de materia orgánica por las plantas iluminadas.
- La fotosíntesis es el único mecanismo de entrada de energía para la biosfera, con excepción de bacterias quimiosintéticas que obtienen energía oxidando sustratos inorgánicos.
- El aspecto más importante de la fotosíntesis es la captación de energía luminosa y su transformación en energía química.
- La fotosíntesis se lleva a cabo en orgánulos especializados de las células de las hojas, llamados cloroplastos.
- En esencia, la fotosíntesis es un proceso de óxido-reducción donde el carbono del CO₂ se reduce a carbono orgánico y el agua se oxida liberando oxígeno.
- La ecuación global de la fotosíntesis es: 6CO₂ + 6H₂O + Energía luminosa → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
Naturaleza y Características de la Luz
- Para entender la captura y almacenamiento de energía solar en energía química, se deben revisar las características de la luz.
- La luz se comporta como onda y partícula, compuesta por fotones o cuantos de luz, cuya energía es inversamente proporcional a su longitud de onda.
- La luz visible es la radiación electromagnética en el espectro de 400-700 nm.
- Radiaciones de menos de 400 nm (ultravioleta) o más de 700 nm (infrarrojas) tienen efectos biológicos pero no son aprovechadas para la fotosíntesis.
- Solo el 40% de la energía que llega al cloroplasto corresponde a la luz visible, la cual es la radiación fotosintéticamente activa (PAR).
- La luz visible, compuesta por diferentes colores correspondientes a distintos rangos de longitud de onda, tiene longitudes de onda entre 400 y 700 nm.
Absorción de la Luz
- Para usar la energía de la luz en la fotosíntesis, primero debe ser absorbida por los pigmentos fotosintéticos.
- Los pigmentos fotosintéticos de las plantas superiores son las clorofilas a y b, y los carotenoides como carotenos y xantofilas.
- Las clorofilas absorben rojo y azul violeta y las Bacterioclorofilas absorben el rojo lejano e infrarrojo.
- Los carotenoides son hidrocarburos polímeros del isopreno; existen carotenos (solo C e H) y xantofilas (con oxígeno adicional).
- Los pigmentos fotosintéticos absorben la luz a diferentes longitudes de onda.
- Las clorofilas absorben fotones azules y rojos, reflejando el verde.
- La relación entre fotosíntesis y pigmentos fotosintéticos se manifiesta al comparar el espectro de acción de la fotosíntesis con los espectros de absorción de las clorofilas.
- Hay coincidencia donde la los espectros indican donde la eficiencia fotosintética es más alta y la absorción luminosa de los pigmentos es mayor
Excitación y Desexcitación de Pigmentos
- Los pigmentos absorben fotones debido a los dobles enlaces conjugados de sus moléculas.
- Al absorber un fotón, un electrón de un pigmento es lanzado a un nivel energético superior y luego pasa a estado excitado.
- En la mayoría de los casos, los electrones excitados vuelven a su estado inicial casi de inmediato.
- La energía liberada al regresar al nivel energético inicial puede emitirse como luz de mayor longitud de onda (fluorescencia), disiparse como calor, o ser absorbida por una molécula vecina (transferencia de excitón por resonancia inductiva).
- Un electrón de alta energía captado por otra molécula se transmitirá y la molécula de clorofila se oxidará, entonces para volver a su estado fundamental deberá recibir otro electrón que ocupe el hueco dejado por el primero desde otra molécula.
Etapas de la Fotosíntesis
- La fotosíntesis ocurre en dos etapas principales: reacciones luminosas (tilacoidales) y reacciones del carbono.
- En la fase luminosa, la luz impacta moléculas de clorofila en membranas tilacoidales; los electrones son lanzados a niveles energéticos superiores y las moléculas de clorofila se oxidan.
- En la fase luminosa, la energía de los electrones se utiliza para formar ATP a partir de ADP y para reducir una molécula llamada NADP+. Las moléculas de agua se dividen para dar electrones que sustituyen a los de la clorofila a.
- En las reacciones del carbono la glucosa es sintetizada.
- En las reacciones del carbono el ATP y el NADPH, formados durante la fase luminosa, se usan para reducir el dióxido de carbono a un glúcido sencillo, transfiriendo la energía química a moléculas diseñadas para transporte y almacenaje.
- El producto elaborado por la fotosíntesis permite fabricar otros compuestos necesarios, esta incorporación de dióxido de carbono en forma de materia orgánica es lo que llamamos fijación del carbono.
- En las reacciones del carbono la fijación del carbono se produce en el estroma del cloroplasto.
Reacciones Dependientes de la Luz
- Los pigmentos en el cloroplasto están asociados a proteínas en la bicapa lipídica de los tilacoides.
- Los complejos proteína-clorofila se empaquetan en fotosistemas, que contienen de 200 a 400 moléculas de pigmento para captar la luz, formando el complejo antena.
- La energía absorbida por los pigmentos de la antena se transfiere entre moléculas hasta llegar a una forma especial de clorofila a, constituyendo el centro de reacción.
- Los pigmentos de la antena transfieren energía por resonancia al centro de reacción, la clorofila que pierde un electrón se transfiere a una serie de transportadores de electrones.
- Los carotenoides captan energía en longitudes de onda características transfiriéndola a las clorofilas, protegiendo contra excesos de energía.
Canalización de la Excitación
- La energía del estado excitado de los pigmentos aumenta con la distancia al centro de reacción.
- Los pigmentos más próximos al centro de reacción son menos energéticos que aquellos pigmentos que están más lejos del centro de reacción.
- El gradiente de energía asegura que la transferencia de excitación hacia al centro de reacción sea energéticamente favorable y a las partes periféricas no favorables.
- Para ello parte de la energía la libera en forma de calor al entorno y en condiciones óptimas, prácticamente todas las excitaciones absorbidas por los complejos antena son transportadas al centro de reacción.
Tipos de Fotosistemas
- Existen dos tipos de fotosistemas llamados: Fotosistema I y Fotosistema II.
- Los dos fotosistemas se diferencian en sus proporciones de clorofila a y b, en las características de sus centros de reacción, y en los transportadores de electrones que los acompañan.
- En el FS I la molécula reactiva de clorofila a en el centro de reacción, denominada P700, absorbe a 700 nm siendo la longitud de onda ligeramente mayor que en el pico normal de la clorofila a.
- El FS I se localiza en las lamelas estromales y en la periferia de los grana.
- El FS II también contiene clorofila a reactiva en centro de reacción, llamado P680, que absorbe preferentemente a 680 nm.
- El FS II, se localiza preferentemente, en las lamelas granales, entonces los dos fotosistemas están separados. Durante las reacciones luminosas los dos fotosistemas actúan coordinadamente.
- En el FS II un fotón colisiona en el P680 que impulsa un electrón a un nivel más energético dejando un estado inestable.
- El electrón se transfiere luego a una molécula aceptora, le feofitina.
- En el FS I la energía es transferida por el complejo antena hasta su centro de reacción lo que provoca la pérdida de un electrón del P700.
Transferencia de la Excitación
- En el FS I el electrón perdido del pasa por distintos compuestos que permiten transferir sucesivamente en cada nivel de reducción de la energía pasando a la Ferredoxina
- El FSII ocurre cuando la molécula de clorofila en su centro de reacción la cual hace que se impulse un electrón el cual se transfiere a un aceptora a Feofitina
- Estos electrones en un transporte pasan por citocromo y Plastoquinona con distintos niveles de energía sucesivamente menores. A continuación en caso de P700 se requiere una oxidación del agua
- Los electrones provenientes siguen un sentido para ocupar estos electrones y permite así en su forma inestable inducir la oxidación del agua
- A través de estos ciertos transportadores permiten que los electrones puedan absorber mayor energía y así continuar acumulándose
ATP sintasa
- Los complejos de ATP sintetasa producen un flujo según el gradiente
- Este flujo crea síntesis de ADP para poder ser energía potencial
- Esta síntesis de ADP y ATP también permite un transporte de electrones de FSII a FSI
Reacciones de la luz
- En resumen, cuando hay luz, se produce un flujo no cíclico de electrones: Agua → FS II → FS I → NADP+
- La fotosíntesis es un proceso de oxidorreducción donde el agua se oxida y el NADP+ se reduce.
- Para que dos electrones del agua sean captados por el NADP+ se necesitan 4 fotones (2 absorbidos por el FS II y 2 por el FS I).
Flujo Cíclico y Flujo no Cíclico
- El flujo cíclico permite también por bombardeo la síntesis de mayor cantidad de ATP pero no permiten activar electrones que no lleguen al NADP ni oxígeno ya que no libera la oxidación.
- El FSI permite que se produzca un flujo cíclico permite que sea con un Bombero lumen con síntesis fotosforilación.
Adaptaciones
- Los organismos fotosintéticos tienen adaptaciones al nivel de irradiancia.
- Existen organismos o plantas de sol y de sombra que ayudan a la adaptación al nivel de irradiancia.
- El organismo A con adaptación permite que la forma de sotobosque
- Las hojas de plantas del sotobosque permiten que su especie permita lugares abiertos.
Hojas
- Las hojas se adaptan con características morfológicas para su supervivencia
- Estas también usan distintas concentraciones químicas para utilizar xantofilas.
- Usualmente estas se componen mayor de clorofila B total
- Su estructura normalmente las hace mas delgadas y anchas
- Mayor cantidad de pigmentos puede absorber mayor cantidad de energía
Diferencias en la estructura
- La diferencia anatómica hojas puede depender de la cantidad de sombra
- Por diferencias anatómicas, la hoja de sol y la hoja de sombra tienen características particulares del tejido parénquima
- Su estructura es notable en las células de la leguminosa que se encuentran en la empalizada
- Dependiendo de la característica el grosor y la formación cambia según la exposición a la luz
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