Fotosíntesis
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La fotosíntesis es un proceso anabólico que se produce en los cloroplastos y en el que la energía luminosa es transformada en energía química que posteriormente será empleada para la fabricación de sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas.
Los plastos (cloroplasto, cromoplasto, leucoplasto) son los orgánulos de las células vegetales encargadas de realizar la fotosíntesis.
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| Cloroplasto (imagen Goole) |
Ecuación global de la fotosíntesis: 6CO2 + 6H2O + luz = C6H12O6 + 6O2
Fases de la fotosíntesis:
- Fase luminosa, se realiza en la membrana de los tilacoides. Consiste en un transporte de electrones, desencadenado por fotones, con síntesis de ATP y de NADPH.
Las membranas de los tilacoides tienen en particular la función de la fotosíntesis I y II, ATPasas y citocromos. Cada fotosistema contiene carotenos, clorofilas y proteínas. Estas moléculas captan la energía luminosa y la ceden a las moléculas vecinas que llega a una molécula de clorofila-a denominada molécula diana. Los diferentes carotenos y clorofilas captan fotones de unas determinadas longitudes de onda (son reflejadas las ondas verdes y amarillas).
En el fotosistema II (Phs II) la molécula diana es la clorofila all que tiene su máximo de absorción a 680 nm (P 680).
En el fotosistema I (Phs I), la molécula diana es la clorofila al, cuyo máximo de absorción se encuentra a 700 nm (P 700).
La disminución de los potenciales redox permite qie se establezca un transporte de electrones que pueden seguir dos vías:
- La fotofosforilación acíclica que consiste cuando la luz va a desencadenar un transporte de electrones a través de los tilacoides con producción de NADPH y ATP. Los electrones será aportados por el agua.
Reducción del NADP: la clorofila all y otras sustancias del fotosistema II captan fotones (luz) pasando a un estado más energético (excitado). Esta energía les va a permitir establecer una cadena de electrones a través de los tilacoides en la que intervienen diferentes transportadores y en particular el fotosistema I que también es activado por la luz. El aceptor final de estos electrones es el NADP que se reduce a NADPH al captar los dos electrones y dos protones del medio.
Fotolisis del agua y producción de oxígeno: la molécula de agua se descompone (lisis) en 2H+, 2e- y un átomo de oxígeno. El átomo de oxígeno, unido a un segundo átomo para formar una molécula de O2, es eliminado al exterior.
Obtención de energía. Síntesis de ATP. El transporte de electrones a través de los fotosistemas produce un bombeo de protones desde el estroma hacia el interior del tilacoide, pues los fotosistemas actúan como transportadores activos de protones extrayendo la energía necesaria para ello del propio transporte de electrones. La lisis del agua también genera protones (H+). Todos estos protones se acumulan en el espacio intratilacoide. El exceso de protones genera un aumento de acidez en el interior del tilacoide y, por lo tanto, un gradiente electroquímico -exceso protones y de carga positiva. Los protones sólo pueden salir a través de unas moléculas de los tilacoides: las ATPasas. Las ATPasas actúan como canal de protones y de esta manera catalizan la síntesis de ATP.
Hay un balance de la fotofosforilación acíclica.
- La fotofosforilación cíclica, en esta vía va a desencadenar un transporte de electrones a través de los tilacoides con producción sólo de ATP.
El proceso parte de la excitación de la molécula diana del fotosistema I (clorofila al, P 700) por la luz. Ahora bien, en este caso, los electrones ni irán al NADH sino que seguirán un proceso cíclico pasando por una serie de transportadores para volver a la clorofila al. En cada vuelta se seintetiza una molécula de ATP de la misma forma que en la fotofosforilación acíclica.
Hay un balance de la fotofosforilación cíclica.
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| Imagen Google |
- Fase oscura o Cliclo de Calvin, en el estroma de los plastos, y como consecuencia de la fase luminosa, se van a obtener grandes cantidades de ATP y NADPH, metabolitos que se van a utilizar en la síntesis de compuestos orgánicos. En ella no es necesita directamente luz, sino únicamente las sustancias que producen en la fase luminosa.
Síntesis de glucosa mediante la incorporación del CO2 a las cadenas carbonadas y su reducción, ciclo de Calvin propiamente dicho.
Reducción de los nitratos y de otras sustancias inorgánicas, base de la síntesis de los aminoácidos y de otros compuestos orgánicos.
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| Imagen Google |
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