Fotosíntesis: qué es, resumen del proceso y pasos

Fotosíntesis: qué es, resumen del proceso y pasos. La fotosíntesis es un proceso fotoquímico que consiste en la producción de energía a través de la luz solar y la fijación de carbono de la atmósfera.

Se puede resumir como el proceso de transformación de la energía de la luz en energía química. El término fotosíntesis tiene como significado síntesis por luz.

Las plantas, algas, cianobacterias y algunas bacterias realizan la fotosíntesis y se denominan seres clorófitos, porque presentan un pigmento esencial para el proceso, la clorofila.

La fotosíntesis es el proceso básico de transformación de energía en la biosfera. Es compatible con la base de la cadena alimentaria, donde la alimentación de sustancias orgánicas proporcionadas por las plantas verdes producirá alimentos para los heterótrofos.

Por lo tanto, la fotosíntesis tiene su importancia en función de tres factores principales:

  • Promueve la captura de CO2 atmosférico
  • Realiza la renovación de la2 atmosférico
  • Impulsa el flujo de materia y energía en los ecosistemas.

Proceso de fotosíntesis

La fotosíntesis es un proceso que ocurre dentro de la célula vegetal, de CO2 (dióxido de carbono) y H2O (agua) como una forma de producir glucosa.

En resumen, podemos aclarar el proceso de fotosíntesis de la siguiente manera:

A H2O y CO2 Son las sustancias necesarias para la fotosíntesis. Las moléculas de clorofila absorben la luz solar y rompen el H2O, liberando O2 e hidrógeno. El hidrógeno se une al CO2 y forma glucosa.

Este proceso da como resultado la ecuación general de la fotosíntesis, que representa una reacción de oxidación-reducción. A H2Dona electrones, como el hidrógeno, para reducir el CO.2 para formar carbohidratos en forma de glucosa (C6toH12El6to):

La fotosíntesis ocurre en cloroplastos, un orgánulo presente solo en las células vegetales, y donde se encuentra el pigmento de clorofila, responsable del color verde de las verduras.

Los pigmentos se pueden definir como cualquier tipo de sustancia capaz de absorber la luz. La clorofila es el pigmento más importante en las plantas para la absorción de energía fotónica durante la fotosíntesis. Otros pigmentos también participan en el proceso, como los carotenoides y las ficobilinas.

La luz solar absorbida tiene dos funciones básicas en el proceso de fotosíntesis:

  • Aumenta la transferencia de electrones a través de compuestos que donan y aceptan electrones.
  • Genere un gradiente de protones requerido para la síntesis de ATP (trifosfato de adenosina – energía).

Sin embargo, el proceso fotosintético es más detallado y ocurre en dos pasos, como veremos a continuación.

Pasos

La fotosíntesis se divide en dos etapas: la fase clara y la fase oscura.

Fase clara

La fase clara, fotoquímica o luminosa, como su nombre lo define, son reacciones que ocurren solo en presencia de luz y ocurren en las láminas de los tilacoides de cloroplasto.

La absorción de la luz solar y la transferencia de electrones se produce a través de fotosistemas, que son conjuntos de proteínas, pigmentos y transportadores de electrones, que forman una estructura en las membranas tilacoides del cloroplasto.

Hay dos tipos de fotosistemas, cada uno con aproximadamente 300 moléculas de clorofila:

  • Fotosistema I: Contiene un centro de reacción P700 y preferiblemente absorbe luz de 700 nm de longitud de onda.
  • Fotosistema II: Contiene un centro de reacción P680 y absorbe luz preferiblemente de longitud de onda a 680 nm.

Los dos fotosistemas están unidos por una cadena de transporte de electrones y actúan de forma independiente pero complementaria.

Dos procesos importantes suceden en esta etapa: fotofosforilación y fotólisis del agua.

Fotofosforilación

La fotofosforilación es básicamente la adición de un P (fósforo) al ADP (difosfato de adenosina), lo que resulta en la formación de ATP.

En el momento en que las moléculas de la antena del fotosistema capturan un fotón de luz, su energía se transfiere a los centros de reacción, donde se encuentra la clorofila. Cuando el fotón alcanza la clorofila, se energiza y libera electrones que pasan a través de diferentes aceptores y se forman, junto con H2O, ATP y NADPH.

La fotofosforilación puede ser de dos tipos:

  • Fotofosforilación acíclica: Los electrones que fueron liberados por la clorofila no vuelven a ella sino a la del otro fotosistema. Produce ATP y NADPH.
  • Fotofosforilación cíclica: Los electrones regresan a la misma clorofila que los liberó. Solo formulario ATP.

Fotólisis del agua

La fotólisis del agua consiste en romper la molécula de agua por la energía de la luz solar. Los electrones liberados en el proceso se utilizan para reemplazar los electrones perdidos por la clorofila en el fotosistema II y producir el oxígeno que respiramos.

Por lo tanto, la molécula de agua es el donante final de electrones. El ATP y NADPH formados se usarán para la síntesis de carbohidratos a partir de CO2. Sin embargo, esto sucederá en el siguiente paso, la fase oscura.

Fase oscura

La fase oscura, el ciclo de pentosa o el ciclo de Calvin pueden ocurrir en ausencia y presencia de luz y ocurre en el estroma del cloroplasto. Durante esta fase, la glucosa se formará a partir de CO2. Entonces, mientras la fase de luz proporciona energía, en la fase oscura ocurre la fijación de carbono.

Vea un resumen de cómo ocurre el ciclo de Calvin:

resumen etapas del ciclo de calvin

1. Fijación de carbono

  • En cada vuelta del ciclo, una molécula de CO2 se agrega. Sin embargo, se necesitan seis turnos completos para producir dos moléculas de 3-fosfato de gliceraldehído y una molécula de glucosa.
  • Seis moléculas de difosfato de ribulosa de cinco carbonos (RuDP) se unen a seis moléculas de CO2, produciendo 12 moléculas de ácido fosfoglicérico (PGA) con tres carbonos.

2. Producción de compuestos orgánicos.

  • Las 12 moléculas de ácido fosfoglicérico (PGAL) se reducen a 12 moléculas de aldehído fosfoglicérico.

3. Regeneración de ribulosa difosfato

  • De las 12 moléculas de aldehído fosfoglicérico, 10 se combinan para formar 6 moléculas RuDP.
  • Las dos moléculas restantes de aldehído fosfoglicérico sirven para iniciar la síntesis de almidón y otros componentes celulares.

La glucosa producida al final de la fotosíntesis se descompone y la energía liberada permite realizar el metabolismo celular. El proceso de descomposición de la glucosa es la respiración celular..

Quimiosíntesis

A diferencia de la fotosíntesis que necesita luz para producirse, la quimiosíntesis sucede en ausencia de luz. Consiste en la producción de materia orgánica a partir de sustancias minerales.

Es un proceso realizado solo por bacterias autotróficas para obtener energía.


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