Introducción
Función: Estimula un elemento y lo desprende de la molécula de clorofila.
La fotosíntesis es una reacción anabólica en la que se transforma la energía lumínica en energía química. El componente principal es la luz. Tiene dos fases que a su vez se dividen en:
Fases de la Fotosíntesis
Fases Dependientes de la Luz
Fotofosforilación o Subfase Cíclica:
La luz, al estimular la molécula de clorofila, ocasiona el desprendimiento de un electrón. Este electrón absorbe el paquete energético que trae el fotón de luz. Después, el electrón pasa por un conjunto de componentes intermediarios y dentro de estos ocurren una serie de procesos en los cuales al ADP se le agrega un grupo pirofosfato formando ATP, regresando así el electrón a la molécula de clorofila.
Fotólisis de la Molécula de Agua o Subfase Acíclica:
Los electrones llegan a la molécula de agua y la rompen; todo esto ocurre en los cloroplastos. La molécula, al perder electrones (oxidación), P680 queda positivamente cargada y ejerce una fuerte atracción sobre los electrones de las moléculas de agua, causando la escisión de sus componentes, proceso denominado fotólisis del agua.
Fase Independiente de la Luz (Ciclo de Calvin-Benson)
Las reacciones para la fijación de carbono ocurren en el estroma de los cloroplastos. El carbono proveniente del CO2 (dióxido de carbono) participa en la formación de la glucosa, en una secuencia de reacciones a través de diferentes compuestos. La ribulosa difosfato es muy reactiva y es la sustancia que se une al CO2 mediante una reacción de carboxilación, siendo la energía aportada por la descomposición del ATP. Del total de moléculas de gliceraldehído fosfato, 2 moléculas se van a transformar en un compuesto de 6 carbonos (glucosa) y el resto se queda para mantener el ciclo.
Factores que Afectan la Fotosíntesis
Factores Internos
Se refiere a las características propias de las plantas.
Factores Externos
Se refiere a los factores ambientales (temperatura, luz solar, concentración de CO2, agua).
- Luz Solar: Directamente proporcional a la activación de enzimas, el correcto proceso fotosintético y la estimulación de la molécula de clorofila.
- Temperatura: La longitud de onda de la luz solar es capaz de variar la temperatura para la activación de enzimas.
- Concentración de CO2 y Agua: Cada planta tiene sus propias características de supervivencia, por lo que cada una necesita de ciertas cantidades exactas de ambos compuestos de forma tal que el proceso fotosintético y la glucólisis se realicen correctamente.
Respiración Celular
Se refiere a la ruptura del azúcar o glucosa (6C) para convertirse en dos moléculas de 3C, siendo la ganancia neta de ATP. (La glucólisis es una cadena de reacciones de óxido-reducción.)
Respiración Aeróbica
- Formación de Acetil-CoA: Cada molécula de piruvato ingresa a la matriz mitocondrial y se desdobla en dos moléculas de CO2 y dos de grupo acetil.
- Ciclo de Krebs o Ácido Cítrico: Cada grupo acetil CoA se combina con 4C para formar citrato. Luego se producen una serie de reacciones, donde se van obteniendo NADH, FADH2 y ATP.
- Cadena Transportadora de Electrones: Las moléculas de NADH y FADH2 interactúan con los citocromos (a2, a3, b y c) y la coenzima Q flavoproteínas; todos estos compuestos ceden sus electrones.
Otra Descripción de la Cadena Transportadora de Electrones
El proceso se inicia cuando las moléculas de NADH y FADH2 interactúan con proteínas de la membrana de la cresta mitocondrial. Estas proteínas son los citocromos (a2, a3, b y c), la coenzima Q y las flavoproteínas. Los compuestos ceden sus electrones a las proteínas, en forma de cascada, permitiendo que el O2 se una con el H y forme H2O.
Comparación entre Fotosíntesis y Respiración Aeróbica
| Característica | Fotosíntesis | Respiración Aeróbica |
|---|---|---|
| Requiere Clorofila | Sí | No |
| Tipo de Proceso | Endergónico | Exergónico |
| Reactantes | H2O + CO2 | C6H12O6 + O2 |
| Fuente de Energía | Luz Solar | No utiliza luz solar |
| Productos | C6H12O6 + O2 | H2O + CO2 |
| Número de Etapas | 2 fases | 3 etapas |
| Ubicación | Cloroplastos | Mitocondrias |
| Organismos | Bacterias y plantas | Todos los seres vivos |
Fases y Ubicación
- Fotosíntesis – Fase Lumínica: Tilacoides
- Fotosíntesis – Fase Oscura: Estroma
- Respiración: Mitocondrias
Actividad Fotosintética (Laboratorio)
La hoja que estuvo en mayor contacto con la luz solar tuvo más fotosíntesis. Al haber más fotosíntesis, hay más productos, como el almidón, y al estar en contacto con el yodo se puso más oscura la hoja. Lo que pasó con la otra hoja que estaba envuelta en aluminio es que su proceso de fotosíntesis no fue completo, por lo tanto, el yodo no penetró en la hoja y esta estaba más clara.