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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:
3. Fotofosforilación oxidativa no cíclica y cíclica
En resumen la energía luminosa queda convertida en energía química bajo la forma de ATP y NADPH2 que serán usados en la siguiente fase.
IMAGEN ATP y NADPH
IMAGEN ESTROMA
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+
IMAGEN FASE OSCURA DE LA FOTOSINTESIS
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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