FOTOSÍNTESIS
FOTOSÍNTESIS
1. DEFINICIÓN:
Es un
proceso anabólico intracelular realizado
por los organismos que poseen clorofila por medio de la cual atrapan la energía
luminosa y la transforman en energía sintetizando principalmente glucosa y
almidón a partir de sustancias simples como el agua y anhídrido carbónico.
2. IMPORTANCIA DEL PROCESO
La importancia de la Fotosíntesis radica
en dos aspectos:
1.- Producción de compuestos
orgánicos
2.- Liberación de oxígeno.
3. ECUACIÓN GENERAL:
Todo el proceso de la fotosíntesis
puede resumirse a través de la siguiente ecuación química:
4. LOCALIZACIÓN
DE LA FOTOSÍNTESIS
La fotosíntesis es realizada en mayor grado
por las hojas y tallos verdes a nivel de los cloroplastos de las células.
5. FASES DE LA FOTOSÍNTESIS
La
fotosíntesis comprende dos fases
Ø Fase
Luminosa: requiere de luz
Ø Fase
Oscura: no requiere de luz
a)
FASE
LUMINOSA
Ocurre
en los tilacoides del cloroplasto en presencia de la luz que es atrapada por
los fotosistemas I y II
La
llegada de los fotones de la luz desencadenan los siguientes procesos:
1.
Fotólisis del
Agua (reacción de Hill):
2.
Reducción del
NADP:
NADP: Nicotidamin-adenin-dinucleótido
fosfato
3.
Fotofosforilación
oxidativa no ciclica y ciclica:
En
resumen la energía luminosa queda convertida en energía química bajo la forma
de ATP y NADPH2 que serán usados en
la siguiente fase.
b) FASE OSCURA: Ciclo de Calvin
Llamada
también así, en honor de Melvin Calvin una de las personas que identificó las
reacciones que forman el ciclo, por lo que en 1961 recibió un premio Nobel.
En
esta etapa los productos generados en fase lumínica son utilizados en tres
principales procesos:
-
Fijación de la
molécula de CO2 o carboxilación:
El dióxido de carbono que ingresa a través de los estomas, se une con la Ribulosa difosfato (RuBP,
molécula de 5 cabonos) para formar una molécula de 6 carbonos que es escindida
en dos moléculas de 3-fosfoglicerato (PGA, de 3 carbonos). Puesto que el primer
compuesto que se forma es una molécula de 3 carbonos (C3), este
ciclo es también denominado así.
La enzima que cataliza la reacción
es la RuBP
carboxilasa, proteína que constituye del 20 al 50% del contenido proteico del
cloroplasto; su abundancia puede deberse a que es de muy lenta acción en
comparación con otras, ya que cataliza sólo tres moléculas de substrato por
segundo y las otras alrededor de mil.
-
Reducción del
3-fosfoglicerato: estas moléculas son reducidas
utilizando el NAPDH y el ATP producidos en la fase lumínica, siendo
transformadas en moléculas de Gliceraldehído 3-fosfato (PGAL, de 3 carbonos), a
partir de las cuales puede producirse diferentes tipos de moléculas orgánicas.
-
Regeneración de la Ribulosa difosfato:
procesos en el cual algunas de las moléculas de PGAL, se utilizan para reponer la RuBP , con consumo de ATP;
esto ocurre cada tres vueltas de ciclo y se regenera tres moléculas de RuBP. En
consecuencia, la ganancia neta de todo este proceso es una molécula de PGAL.
El
esquema de la fase oscura de la fotosíntesis se muestra a continuación y la
reacción global pude resumirse en la siguiente ecuación:
6CO2 + 18 ATP + 12 NADPH + 12 H2O
® C6H12O6 + 18 ADP +
18P1 + 12 NADP+ + 6 H+
Esquema del Ciclo de Calvin o
Fase Oscura de la
Fotosíntesis
TABLA
COMPARATIVA DE LAS FASES DE LA
FOTOSÍNTESIS
|
CARACTERÍSTICAS
|
FASE
LUMÍNICA
|
FASE
OSCURA
|
|
1.
Ubicación en las células de
plantas.
|
En las membranas tilacoides
|
En el
estroma
|
|
2.
Materiales que se utilizan
|
Energía lumínica, pigmentos
|
CO2ATP,
NADPH, Ribulosa difosfato.
|
|
3.
Productos finales
|
ÁTP, NADPH, O2
|
Carbohidratos,
ADP + Pi, NADP+
|
|
4.
Mecanismo utilizado
|
La luz energiza a la clorofila que
envía electrones que son transportados en una cadena de aceptores
|
El CO2
se combina con
|
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