Biologia fotosintesis

Desarrollo

Fotosíntesis

La fotosíntesis es un proceso en el cual los organismos autótrofos sintetizan moléculas orgánicas, entre ellas la glucosa. Los organismos capaces de realizar fotosíntesis son todas las plantas verdes, las algas y algunas bacterias. Estos organismos autótrofos son los únicos capaces de utilizar la energía del sol como fuente primaria, y convertirla en energía química aprovechable, tanto para ellos mismos, como para los organismos que se alimentan de ellos, es decir, que son la base de la cadena alimentaria también llamada cadena trófica, por lo que la fotosíntesis es un proceso bilógico de gran importancia. (Valdivia, 2002)

La formula general que representa el proceso de la fotosíntesis es:

6CO2 + 6H2O + Energía Luminosa C6H12O6 + 6O2

El proceso fotosintético es llevado a cabo en los cloroplastos, y para poder entenderlo es conveniente mencionar todas las partes que intervienen en este, de tal forma que para su estudio se consideran las siguientes:

Cloroplasto: es un orgánulo de forma ovoide, en éste se distinguen dos regiones, una externa, constituido por una doble membrana, y otra interna, formada por una matriz líquida, llamada estroma.

El estroma: contiene un sistema interno de membranas que se pliegan para formar vesículas o sacos, conocidos de manera individual como tilacoides.

Los tilaciodes: se apilan uno sobre otro, semejando una columna que recibe el nombre de grana.

Fases de la fotosíntesis.

La fotosíntesis se lleva a cabo en dos fases conocidas como reacciones dependientes de la luz y reacciones independientes de la luz. Las primeras suceden en la membrana de los tilacoides y sus productos pasaran al estroma del cloroplasto donde se ocupan para realizar las reacciones independientes de la luz, por ende, estos productos son indispensables para completar el proceso.

De tal forma que analizaremos las dos fases de la fotosíntesis para explicar el proceso.

Reacciones dependientes de la luz. Estas se llevan a cabo, como ya mencionamos en la membrana de los tilacoides, en unos sistemas conocidos como fotosistemas (fotosistema I y II) donde se llevarán a cabo diferentes reacciones.

Pero ¿Qué son los fotosistemas? ¿Dónde se localizan? y ¿Qué los integran?

Los fotosistemas (tanto el I como II) se localizan en la membrana de los tilacoides y están constituidos por las mismas partes que son: a) trampas energéticas o antenas colectoras de luz, b) un centro de reacción, y c) una cadena de transporte de electrones.

Trampas energéticas o antenas colectoras de luz. Están formadas por las moléculas de clorofila (y algunos otros pigmentos), como su nombre lo indica, son las encargadas de captar constantemente la energía proveniente del sol (energía luminosa) y la transfieren al centro de reacción. Así cuando la clorofila a del centro de reacción absorbe suficiente energía, un electrón de dicha molécula se excita y escapa de su órbita, dando inicio a la transformación de energía luminosa en energía química.

Centro de reacción. Existen dos centros de reacción. El P700 localizado en el fotosistema I, constituido por una molécula de clorofila a, que absorbe mejor la luz de color rojo, con una magnitud de onda de 700 nm. El otro centro de reacción conocido como P680, se encuentra en el fotosistema II, y su clorofila α absorbe mejor la luz de 680 nm, esto es, colores más anaranjados.

Cadena transportadora de electrones (CTE). Para que la energía química liberada por el electrón de la molécula de clorofila α del centro de reacción no se pierda, se activan varias coenzimas acarreadoras que, en conjunto, reciben el nombre de cadena transportadora de electrones (de ahora en adelante se simbolizará como CTE). Esta CTE de los fotosistemas utilizan la energía de los electrones fotoactivados para concentrar protones al otro lado de la membrana del tilacoide, donde la energía libre se utiliza para formar ATP, en el fotosistema II, además, en el fotosistema I los protones tiene la función de reducir la coenzima NADP+ en NADPH+H+. Ambas moléculas ATP y NADPH son utilizadas en la fase de reacciones independientes de la luz, que se explicaran más adelante. (Valdivia, 2002)

Actividad 2. En el siguiente esquema identifica las partes que integran a los fotosistemas marcándolas con diferentes colores

Color utilizado

Antenas colectoras de luz

Centro de reacción

CTE

Una vez que vimos qué son los fotosistemas describiremos dos tipos de reacciones que se llevan a cabo en estos, y que forman parte de las reacciones dependientes de la luz, es decir las reacciones dependientes de la luz se dividen en reacciones no cíclicas y cíclicas.

En las reacciones no cíclicas la fotosíntesis se realiza en los dos fotosistemas (II y I); mientras que durante las reacciones cíclicas solo participa el fotosistema I.

Reacciones no cíclicas

Contrario a lo que se esperaría el primer fotosistema que se localiza es el II y está comunicado con el fotosistema I, de tal forma que durante las reacciones no cíclicas, la energía solar es capturada simultáneamente por las antenas colectoras de luz de ambos fotosistemas (II y I), la energía luminosa excita un electrón de la molécula de clorofila

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