La app de estudio todo en uno
4.8 • +11 mil reviews
Más de 3 millones de descargas
Free
¿Prefieres comer muchos vegetales o, más bien, productos derivados de animales? En principio, todos los alimentos que comemos existen gracias a la fotosíntesis. Este proceso es realizado por organismos fotosintéticos, incluidas las plantas, las algas y algunas Bacterias, los cuales producen su propio alimento utilizando luz solar como fuente de…
xplora nuestra app y descubre más de 50 millones de materiales de aprendizaje totalmente gratis.
Lerne mit deinen Freunden und bleibe auf dem richtigen Kurs mit deinen persönlichen Lernstatistiken
Jetzt kostenlos anmelden¿Prefieres comer muchos vegetales o, más bien, productos derivados de animales? En principio, todos los alimentos que comemos existen gracias a la fotosíntesis. Este proceso es realizado por organismos fotosintéticos, incluidas las plantas, las algas y algunas Bacterias, los cuales producen su propio alimento utilizando luz solar como fuente de energía. Gracias a los organismos fotosintéticos, todos los demás organismos que no podemos crear nuestro propio alimento disponemos de comida, así como de oxígeno, que es un subproducto de la fotosíntesis.
En este artículo, realizaremos una descripción general del proceso de fotosíntesis, veremos qué moléculas son capaces de obtener energía proveniente de la luz y cuáles son la materia prima inicial y los productos finales globales del proceso.
La fotosíntesis se produce cuando organismos fotoautótrofos utilizan la energía lumínica del sol para convertir moléculas inorgánicas (concretamente, dióxido de carbono y agua) en moléculas orgánicas (carbohidratos, principalmente glucosa) y oxígeno. Se trata de una reacción de oxidación-reducción impulsada por la luz.
Una reacción de oxidación-reducción, llamada comúnmente redox, es una reacción Química en la que se transfieren uno o más electrones de una molécula (que se oxida) a otra molécula (que se reduce).
Un organismo fotoautótrofo es el que captura energía de la luz para sintetizar compuestos orgánicos, a partir de compuestos inorgánicos. Las plantas, algas y algunas Bacterias son fotoautótrofas.
La glucosa formada en la fotosíntesis proporciona energía a la planta y moléculas de carbono para fabricar una amplia gama de Biomoléculas.
La fotosíntesis consta de dos etapas: la fase dependiente de la luz y la fase independiente de la luz. A veces llamamos a la fase independiente de la luz reacción oscura o ciclo de Calvin.
La fotosíntesis tiene lugar en la hoja, específicamente en los cloroplastos.
Como muestra la Figura 1, las Hojas también tienen múltiples adaptaciones celulares que permiten que se produzca la fotosíntesis. Estas incluyen:
Los cloroplastos contienen clorofila, un pigmento verde que puede capturar la luz solar. La clorofila se encuentra en la membrana de los discos tilacoides, que son pequeños compartimentos dentro de la estructura del cloroplasto. La reacción dependiente de la luz tiene lugar a lo largo de esta membrana tilacoide. La reacción independiente de la luz tiene lugar en el estroma, un fluido dentro del cloroplasto que rodea a los discos tilacoides (llamados, colectivamente, grana).
A continuación, la figura 2 muestra la estructura general de un cloroplasto:
En las plantas, la reacción global de la fotosíntesis es: dióxido de carbono + agua + energía solar → glucosa + oxígeno
Al representarla como una ecuación Química balanceada, se obtiene:
Como puedes ver, los productos globales de la fotosíntesis son la glucosa y el oxígeno.
La fotosíntesis tiene 2 etapas principales: la fase luminosa (dependiente de la luz) y la fase oscura (independiente de la luz). Podemos dividir el proceso completo en cinco etapas más cortas.
Aquí describimos las etapas de forma general; puedes ver en más detalle los pasos y las reacciones en nuestros artículos de Fase luminosa y Fase oscura.
Llamada también fase luminosa, necesita de la luz solar para llevarse a cabo; es decir, que ocurre durante el día.
Los productos de las reacciones dependientes de la luz son: ATP, NADPH, iones H+ y oxígeno.
En la primera etapa, la clorofila en los tilacoides de los cloroplastos absorbe energía luminosa. Esto resulta en que uno de sus electrones se mueva a un estado de energía mayor. La clorofila se ioniza, cuando el electrón abandona la molécula de clorofila y es transportado por una cadena de transferencia de electrones —a través de la membrana del tilacoide, hasta una molécula aceptora—.
El electrón perdido por la clorofila es reemplazado por un electrón proveniente de una molécula de agua. Para esto, el agua se divide en oxígeno, iones H+ y electrones. A continuación, los electrones son transportados por la plastocianina (proteína que contiene cobre y que media en la transferencia de electrones) para la siguiente parte de la fase luminosa.
La ecuación de esta reacción es:
En la oxidación, el agua se ha dividido en átomos de oxígeno e hidrógeno (protones). Los electrones provienen de los átomos de hidrógeno.
Los electrones producidos en la última etapa se utilizan para producir NADPH (NADP reducido). El NADPH es una molécula esencial para las reacciones independientes de la luz.
La ecuación para esta reacción es:
En la etapa final de las reacciones dependientes de la luz, se genera ATP en la membrana tilacoide de los cloroplastos. El ATP, la adenosina 5-trifosfato, suele denominarse la moneda energética de la célula. Al igual que el NADPH, es esencial para las reacciones independientes de la luz.
La ecuación de esta reacción es:
El ADP es adenosina di-fosfato (contiene dos átomos de fósforo); mientras que el ATP tiene tres átomos de fósforo, tras la adición de una molécula de fósforo inorgánico (Pi).
Es llamada también fase oscura, aunque este nombre puede ser confuso. Las reacciones independientes de la luz no se llevan a cabo necesariamente durante la noche; simplemente, no necesitan de luz para llevarse a cabo, ya que utilizan los productos obtenidos en la fase previa.
Esta fase ocurre en el estroma del cloroplasto. A través de una serie de reacciones, el ATP y el NADPH producidos anteriormente se utilizan para convertir el dióxido de carbono en glucosa. Es decir, se fijan o incorporan átomos de carbono del CO2 para formar moléculas de glucosa. Esta reacción es catalizada por la enzima ribulosa bifosfato carboxilasa oxigenasa, comúnmente conocida como rubisco.
La ecuación general para esto es:
Los productos de las reacciones independientes de la luz son glucosa, NADP+, ADP y Pi .
Puedes encontrar estas reacciones explicadas en el artículo de la Fase oscura.
Los pigmentos fotosintéticos son cruciales para la fotosíntesis, ya que son los que absorben los fotones (ondas de luz), la fuente primaria de energía para la planta. Tras absorber los fotones, los electrones contenidos en los pigmentos se excitan y aumentan su nivel de energía. Diferentes pigmentos absorben y reflejan diferentes longitudes de onda de luz, lo que permite a una planta obtener la mayor cantidad de energía posible de una sola fuente de luz.
Existen dos grupos de pigmentos fotosintéticos:
En períodos muy calurosos, como en verano, muchas plantas producen menos carbohidratos de lo que se espera por medio de la fotosíntesis. Lo que sucede es que, a altas temperaturas y un ambiente seco, los estomas se cierran para evitar la pérdida excesiva de agua en forma de vapor. Recuerda que tanto la entrada como la salida de gases en la hoja son reguladas por los estomas.
En este caso, el CO2 que la planta logró captar se agota rápidamente con la fotosíntesis, mientras que el O2 que se produce se acumula. La enzima rubisco, además de carbono, también puede unirse al oxígeno (como su nombre lo indica); al haber niveles altos, es más fácil que se una al oxígeno que al carbono.
Este proceso se llama fotorrespiración porque ocurre durante el día cuando hay luz. Al igual que la Respiración aeróbica, utiliza oxígeno y produce CO2 y H2O (al contrario de la fotosíntesis que utiliza carbono y produce oxígeno). Pero, a diferencia de la Respiración aeróbica, no se produce ATP; más bien, este es utilizado durante la fotorrespiración, por lo que la eficiencia de la fotosíntesis se ve reducida.
La fotorrespiración parece ser una desventaja para las plantas, ya que consume mucho del ATP formado y disminuye la producción de carbohidratos. La rubisco es una enzima muy antigua y, probablemente en sus inicios, cuando había mucha cantidad de CO2 en la atmósfera, no era problema que se uniera al oxígeno (el cual estaba en muy pocas cantidades). Las plantas que viven en condiciones extremas de calor, llamadas xerófitas, han desarrollado rutas especiales para la fotosíntesis, minimizando la fotorrespiración.
La fotosíntesis es el proceso por el que los organismos fotoautótrofos utilizan la energía lumínica del sol para convertir moléculas inorgánicas (dióxido de carbono y agua) en moléculas orgánicas (carbohidratos, principalmente glucosa) y oxígeno.
El proceso de la fotosíntesis ocurre en las plantas, mediante dos fases:
La importancia de la fotosíntesis radica en que es la fuente principal de toda la energía, las moléculas orgánicas y el oxígeno que utilizan los otros organismos que no los producen por sí mismos (heterótrofos y aerobios).
Las fases de la fotosíntesis son dos (que pueden dividirse en cinco pasos):
La fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos de las plantas, localizados principalmente en las hojas. Los cloroplastos contienen clorofila, un pigmento verde que absorbe la energía luminosa del sol. La clorofila está contenida en la membrana tilacoide, donde tiene lugar la fase dependiente de la luz. La fase independiente de la luz tiene lugar en los estromas del cloroplasto.
Los pigmentos fotosintéticos son moléculas que absorben fotones (ondas de luz) en determinadas longitudes de onda de la luz visible. Son utilizados por los organismos fotoautótrofos que realizan la fotosíntesis. El pigmento principal de la fotosíntesis es la clorofila, aunque existen pigmentos accesorios (carotenoides, xantofilas, antocianinas).
Tarjetas en Fotosíntesis28
Empieza a aprender¿Cuál es el nombre alternativo de la reacción independiente de la luz de la fotosíntesis?
El ciclo oscuro/ciclo de Calvin
¿Dónde se produce el Ciclo de Calvin?
En el estroma.
¿Cuáles son las tres fases del Ciclo de Calvin?
Fijación del carbono, fosforilación, reducción y regeneración.
¿Cuáles son los principales reactivos del Ciclo de Calvin?
Dióxido de carbono, NADPH y ATP.
¿Cuáles son los principales productos del Ciclo de Calvin?
Glucosa, NADP+, ADP y Pi.
¿Cuál es la enzima utilizada para catalizar la etapa de fijación del carbono del Ciclo de Calvin?
RUBISCO.
¿Ya tienes una cuenta? Iniciar sesión
La primera app de aprendizaje que realmente tiene todo lo que necesitas para superar tus exámenes en un solo lugar.
Regístrate para poder subrayar y tomar apuntes. Es 100% gratis.
Guarda las explicaciones en tu espacio personalizado y accede a ellas en cualquier momento y lugar.
Regístrate con email Regístrate con AppleAl registrarte aceptas los Términos y condiciones y la Política de privacidad de StudySmarter.
¿Ya tienes una cuenta? Iniciar sesión