BIOLOGÍA y GEOLOGÍA

MATERIAL DIDÁCTICO ESO BACHILLERATO

LOS PIGMENTOS Y LOS FOTOSISTEMAS

PIGMENTOS

La fotosíntesis se realiza gracias a unos pigmentos fotosintéticos que pueden captar la energía luminosa. Aunque existen cientos de pigmentos, los más importantes son los carotenos, las xantofilas y las clorofilas.

¿Cómo lo hacen? ¿Cómo la energía electromagnética se transforma en energía química?

Cuando un fotón impacta con un electrón de un pigmento fotosintético ocurren los siguientes procesos:

  • El electrón se excita a un nivel de energía superior, en una posición más alejada del núcleo. A partir de aquí pueden suceder 2 eventos distintos:
    • La molécula de pigmento vuelve a su estado de reposo cediendo la energía a otra molécula de pigmento vecina. De esta forma los pigmento recogen energía y la ceden. Esto es lo que ocurre en el complejo antena.
    • En última estancia la energía recogida llega a una clorofila exactamente igual a las otras, solo que esta vez el electrón no volverá a su estado de reposo sino que perderá el electrón excitado. lo cederá a otra molécula. La molécula que pierde los electrones se llama primer dador de electrones (dímero de pigmento de Clorofila). Los electrones que se han perdido, cargados con la energía del fotón, van a otra molécula denominada primer aceptor de electrones, pasando después por una serie de moléculas que los captan (se reducen) y ceden (se oxidan) sucesivamente. A medida que los electrones pasan de un pigmento a otro, se libera energía que es aprovechada para bombear H+ y crear un gradiente electroquímico que será aprovechado por la enzima ATP-sintetasa para formar ATP.

FOTOSISTEMAS

ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN

Los fotosistemas son los complejos proteicos situados en membranas de organismos autótrofos donde se agrupan cientos de pigmentos fotosintéticos, como la clorofila y los carotenoides. Estas moléculas son capaces de captar la energía lumínica procedente del Sol y transformarla en energía útil. ​

Los fotosistemas se componen de:

  • COMPLEJO ANTENA. Aquí los electrones de los pigmentos captan la energía de los fotones, se excitan y transfieren su energía a pigmentos vecinos. La energía se canaliza por resonancia hacia el centro de reacción. En el complejo antena los pigmentos no pierden sus electrones, éstos pasan a niveles energéticos superiores, ceden su energía a moléculas vecinas y el electrón vuelve a su estado energético inicial.
  • CENTRO DE REACCIÓN FOTOQUÍMCO. Aquí la energía canalizada llega a una Clorofila que al excitarse no cede su energía por resonancia sino que cede sus electrones a otra molécula vecina llamada aceptor primario. La molécula encargada de reponer los electrones será el dador de electrones.

TIPOS DE FOTOSISTEMAS

Existen dos tipos de fotosistemas:

  • El Fotosistema I (F I ó PSI 700), rico en dímeros de clorofila a, más abundante en el tilacoide del estroma. Tiene su máximo de absorción en longitudes de onda de 700 nm.
  • El Fotosistema II (F II ó PS II 680), rico en dímeros de clorofila b. Abundan más en el tilacoide de los grana. Tiene su máximo de absorción en longitudes de onda de 680 nm. Este fotosistema es capaz de aceptar los electrones de la fotólisis del H2O
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