La fotosíntesis es el proceso que realiza las plantas, algas y algunas bacterias para convertir la energía de la luz del sol, en energía química. Este proceso es fundamental para la vida en la Tierra, ya que produce oxígeno y alimento para la mayoría de los seres vivos.
La fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos y se divide en dos fases: la fase luminosa y la fase oscura (también llamada ciclo de Calvin). En honor a Melvin Calvin.
Fases de la fotosíntesis
Fase luminosa
Se llama así porque es dependiente de la luz. La fase luminosa ocurre en los tilacoides. Estos son estructuras en forma de sacos que hacen parte de los cloroplastos y contienen la clorofila.
Durante esta fase, la clorofila captura la luz del sol y la usa para dividir moléculas de agua (H2O) en oxígeno (O2), protones (H+) y electrones (e-). Sin embargo, el oxígeno se libera al aire como un producto de desecho.
Inicialmente, la energía de los electrones se usa para producir dos moléculas importantes: ATP y NADPH.
| ATP y NADPH cumplen funciones similares, ya que ambos son moléculas que almacenan y transportan energía en las células. No obstante, tienen roles diferentes. El ATP, por ejemplo, proporciona la energía para impulsar la mayoría de los procesos celulares. Por su parte, el NADPH aporta electrones y energía, principalmente, para las reacciones de síntesis, como la producción de moléculas orgánicas durante la fotosíntesis. |
Fase oscura o ciclo de Calvin
Esta fase es independiente de la luz y funciona día y noche. La fase oscura ocurre en el estroma, un líquido dentro de los cloroplastos.
En esta fase, el ATP y el NADPH producidos en la fase luminosa, se usan para convertir dióxido de carbono (CO2) en azúcares como la glucosa. Este proceso consta de una serie de reacciones químicas conocidas como ciclo de Calvin.
El ciclo de Calvin puede resumirse en tres fases principales.
1 – Fijación. En esta fase, el CO2 se une a una molécula de 5 carbonos (RuBP) para formar un compuesto de 6 carbonos. Después, esta se divide en dos moléculas de 3 carbonos cada una (PGA).
2 – Reducción. El ATP y el NADPH transforman el PGA en G3P, un azúcar de 3 carbonos que puede usarse para formar glucosa.
3 – Regeneración: Aquí, una parte del G3P se usa para regenerar RuBP, permitiendo que el ciclo continúe.
En resumen, la glucosa es el producto básico de la fotosíntesis. Es la precursora de los demás carbohidratos. Es usada por la planta como fuente de energía, para crecer y almacenarse. Además, es la fuente de energía de los demás seres vivos.
La fotosíntesis puede representarse en la siguiente reacción.
La clorofila y la fotosíntesis
La clorofila es una sustancia esencial para la fotosíntesis. Además, es responsable del color verde a las plantas. Está formada por un anillo de porfirina, un alcohol llamado fitol y otros radicales.
El anillo de porfirina es la parte central de la molécula. Consta de cuatro anillos de nitrógeno unidos a un átomo de magnesio (Mg) central. Este anillo es clave para capturar la luz.
El fitol es un alcohol de 20 átomos de carbono que se une al anillo de porfirina. Además, une a la clorofila con las membranas de los tilacoides.
Los radicales son pequeños grupos químicos unidos al anillo de porfirina. Son de varias clases y permiten clasificar la clorofila en a, b, c, d y f. Optimizan la absorción de energía lumínica.
Otros pigmentos fotosintéticos
Taller de lectura
- ¿Qué es la fotosíntesis?
- ¿En qué orgánulo celular tiene lugar la fotosíntesis?
- Describa lo que ocurre durante la fase luminosa.
- ¿Qué roles diferentes tienen el ATP y el NADPH?
- Describa lo que ocurre durante la fase oscura.
- ¿Qué ocurre en el ciclo de Calvin durante las fases de fijación, reducción y regeneración?
- ¿Qué es la clorofila?
- Defina los 3 componentes de la molécula de clorofila y, además, escriba sus funciones.
- Copie la tabla donde se definen las clases de clorofila.
- ¿Qué funciones cumplen los carotenoides y las ficobilinas?