Fotosintesis

“FOTOSÍNTESIS”

FOTOSÍNTESIS

Es la conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz. En este proceso la energía luminosa se transforma en energía química estable, siendo el adenosín trifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esa energía química.

El ATP es utilizado para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad.

Además, se debe de tener en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en el medio terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica(imprescindible para la constitución de los seres vivos) partiendo de la luz y la materia inorgánica. De hecho, cada año los organismos foto sintetizadores fijan en forma de materia orgánica en torno a 100.000 millones de toneladas de carbono.

Los organismos que tienen la capacidad de llevar a cabo la fotosíntesis son llamados foto autótrofos.

Durante la fotosíntesis intervienen de manera activa la energía luminosa y la clorofila. Como materias primas se utilizan: el CO2 y el agua.

El producto final de la fotosíntesis es la glucosa.

Se obtiene así mismo oxigeno molecular (O2) expulsado al exterior como subproducto.

Luz + Clorofila

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6CO2

Enzimas

ORGÁNULOS CITOPLASMÁTICOS ENCARGADOS DE LA FOTOSÍNTESIS

Los orgánulos que se encargan de la realización de la fotosíntesis son:

• Cloroplastos: formada por dos membranas concéntricas y contiene vesículas, es una estructura polimorfa y de color verde, la coloración se debe a la presencia del pigmento clorofila. En el interior de estos orgánulos se halla una cámara que contiene un medio interno llamado estroma, que alberga diversos componentes entre los que cabe destacar enzimas encargadas de la transformación del dióxido de carbono en materia orgánica y unos sáculos aplastados denominados tilacoides o lamelas, cuya membrana contiene pigmentos fotosintéticos.

ESTRUCTURA

El cloroplasto está rodeado de dos membranas, que poseen una diversa estructura continua que delimita completamente el cloroplasto. Ambas se separan por un espacio intermembranoso llamado a veces indebidamente espacio periplastidial. La membrana externa es muy permeable gracias a la presencia de porinas, pero en menor medida que la membrana interna, que contiene proteínas específicas para el transporte.

La cavidad interna llamada estroma, en la que se llevan a cabo reacciones de fijación de CO2, contiene ADN circular, ribosomas(de tipo 70S, como los bacterianos), gránulos de almidón, lípidos y otras sustancias. También, hay una serie de sáculos delimitados por una membrana llamados tilacoides, que en los cloroplastos de las plantas terrestres se organizan en apilamientos llamados grana (plural de granum, grano).

Las membranas de los tilacoides contienen sustancias como los pigmentos fotosintéticos (clorofila, carotenoides, xantófilas) y distintos lípidos; proteínas de la cadena de transporte de electrones fotosintética y enzimas, como la ATP-sintetasa. El cloroplasto tiene tres sistemas de membranas, que forman tres compartimentos, el espacio intermembrana, el estroma y el espacio intratilacoidal.

• Clorofila: pigmento de color verde capaz de convertir la energía luminosa del sol en energía química, las moléculas de clorofila están formadas por numerosos átomos de carbono, nitrógeno e hidrogeno, dispuestos en forma de cadena que rodea a una porción central o grupo hem que contiene magnesio.

Tipos de clorofila:

º Clorofila a: común en todas las células verdes

º Clorofila b: se presenta en muchas algas

FASES DE LA FOTOSÍNTESIS

FASE LUMINOSA

La energía luminosa que absorbe la clorofila se transmite a los electrones externos de la molécula, los cuales escapan de la misma y producen una especie de corriente eléctrica en el interior del cloroplasto al incorporarse a la cadena de transporte de electrones. Esta energía puede ser empleada en la síntesis de ATP mediante la fotofosforilación, y en la síntesis de NADPH. Ambos compuestos son necesarios para la siguiente fase o Ciclo de Calvin, donde se sintetizarán los primeros azúcares que servirán para la producción de sacarosa y almidón. Los electrones que ceden las clorofilas son repuestos mediante la oxidación del H2O, proceso en el cual se genera el O2 que las plantas liberan a la atmósfera.

Reacciones químicas que se llevan a cabo en esta fase son:

• Reacciones luminosas: los principales fenómenos de esta etapa son la captación de energía lumínica y la excitación de las moléculas de clorofila, con lo que esta libera electrones.

Participan dos sistemas activos, cada uno con ciertos tipos de clorofila; reciben el nombre de fotosistema I (FSI) y fotosistema II (FSII) y actúan en las fases siguientes.

º Fase cíclica: corresponde a un proceso fotosintético primitivo, como el que presentan las bacterias o las células que tienen deficiencias en aceptores de hidrogeno del tipo NADP+ (fosfato de nicotin adenin nucleótido ionico).

La luz que incide en el fotosistema I estimula dos electrones de la clorofila a altos niveles de energía, los separa y los traslada a moléculas de ADP formando ATP. Los electrones regresan al fotosistema I y se repite el ciclo.

Cloroplastos

ADP + P+ ATP

Luz

El fenómeno más destacado en la reacción cíclica es la transformación de energía luminosa en energía química.

º Fase acíclica: al incidir la luz en el fotosistema I a niveles energéticos mas altos, se liberan dos electrones, que se separan de la clorofila y se unen al NADP+ formando NADPH2+.

La luz carga de energía al Fotosistema II, liberándose electrones que entran en la cadena transportadora de electrones del fotosistema I y reemplazan a los electrones perdidos en la reacción anterior, con lo cual el fotosistema I queda listo para captar mas energía y repetir el ciclo.

Como el fotosistema II queda incompleto, los electrones faltantes son aportados en la siguiente etapa, al romperse las moléculas de agua. Los iones de hidrogeno provienen de la ruptura de las moléculas de agua, y al mismo tiempo se libera O2. Esto significa que el oxigeno producido en la fotosíntesis proviene del agua.

Como resultado final de las reacciones luminosas

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