Fotosíntesis y Metabolismo Celular: Una Guía Completa

Fase Dependiente de la Luz

La fase dependiente de la luz ocurre en presencia de luz, en la membrana tilacoidal. Moléculas fotorreceptoras (pigmentos fotosintéticos) captan la energía de la luz y la transforman en energía química (ATP y NADPH). Se puede realizar de dos formas:

Transporte Acíclico de Electrones

Requiere los fotosistemas I y II. Se inicia con la llegada de fotones al fotosistema II, excitando al pigmento P680. La hidrólisis del agua repone los electrones perdidos, liberando oxígeno. Los electrones crean un gradiente electroquímico, impulsando la síntesis de ATP. Los fotones también inciden en el PSI, donde la clorofila P700 pierde electrones, que son repuestos por la plastocianina. Finalmente, se forma NADPH.

Transporte Cíclico de Electrones

Solo interviene el PSI, generando un flujo cíclico de electrones que produce ATP. No hay fotolisis del agua, ni generación de NADPH, ni liberación de oxígeno. Su finalidad es generar ATP para la fase oscura.

Sustratos: H2O, ADP, Pi y NADP+ Productos: O2, ATP y NADPH

Fase Independiente de la Luz (Fase Oscura)

No necesita luz solar, pero no implica que ocurra en oscuridad. Emplea el ATP y NADPH de la fase dependiente de la luz para fijar el CO2 atmosférico y producir azúcares simples (monosacáridos) mediante la enzima Rubisco.

Sustratos: CO2, ribulosa (pentosa), ATP, NADPH+H+ Productos: Glucosa

Clasificación de los Seres Vivos según su Nutrición

Según la Fuente de Carbono

  • Autótrofos: Obtienen moléculas orgánicas a partir del dióxido de carbono.
  • Heterótrofos: Obtienen moléculas orgánicas a partir de otras moléculas orgánicas previamente sintetizadas.

Según la Fuente de Energía

  • Fotótrofos: Emplean la energía luminosa para obtener ATP.
  • Quimiótrofos: Sintetizan ATP gracias a la energía química de las moléculas que oxidan.
  • Quimiolitótrofos: Obtienen energía de la oxidación de compuestos inorgánicos.
  • Quimioorganótrofos: Obtienen energía de la oxidación de compuestos orgánicos.

Metabolismo

Conjunto de reacciones químicas en la célula, incluyendo:

  • Catabolismo: Degradación de moléculas orgánicas complejas en compuestos sencillos, liberando energía.
  • Anabolismo: Síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de moléculas sencillas, consumiendo energía.

Respiración Celular

Proceso que utiliza oxígeno como aceptor final de electrones para generar ATP. Incluye:

Glucólisis

Vía metabólica en el citosol donde los azúcares se degradan parcialmente, produciendo ATP.

Sustratos: Glucosa, NAD+, ADP, Pi Productos: Piruvato, NADH + H+, ATP, H2O

Descarboxilación Oxidativa del Piruvato

Convierte el piruvato en acetil-CoA.

Sustratos: Piruvato, NAD+, CoA-SH Productos: Acetil-CoA, NADH + H+, CO2

Ciclo de Krebs

Vía metabólica central que oxida grupos acetilo a CO2, generando ATP, NADH y FADH2.

Sustratos: Acetil-CoA, oxalacetato, ADP, Pi, NAD+, FAD Productos: CO2, CoA-SH, GTP, NADH + H+, FADH2

Cadena de Transporte de Electrones y Fosforilación Oxidativa

El flujo de electrones a través de la cadena de transporte genera un gradiente de protones que impulsa la síntesis de ATP.

Sustratos: NADH, FADH2, O2 Productos: NAD+, FAD, H2O, ATP

Fermentación

Degradación anaeróbica de la glucosa, donde el aceptor final de electrones es una molécula orgánica. Produce menos energía que la respiración celular.

Características:

  • Proceso anaerobio
  • Degradación incompleta de moléculas
  • Localización: citosol
  • Sustratos: Piruvato, NADH + H+ Productos: Lactato o etanol, NAD+

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