Fotosíntesis: la fase dependiente de la luz

La fotosíntesis
Es la conversión de energía luminosa en energía química (ATP), que puede utilizarse para la síntesis de
materia orgánica. La fotosíntesis es posible gracias a la existencia de unas moléculas especiales, llamadas
pigmentos fotosintéticos, capaces de captar la energía luminosa.
La energía solar constituye no solamente la fuerza energética inmediata para las plantas verdes y otros
autótrofos fotosintéticos, sino también la fuente energética para casi tiodos los organismos heterótrofos,
mediante la actuación de las cadenas alimenticias de la biosfera. Además la energía solar capturada por el
proceso de la fotosíntesis es la fuente de cerca del 90% de toda la energía empleada por el hombre para
satisfacer las demandas de calor, de luz y de potencia.
La fotosíntesis en plantas superiores se presenta habitualmente por la ecuación:
luz
6CO2 + 6H2O ________ C6H12O6 + 6CO2
glucosa
Este proceso global puede resolverse en dos fases. La primera es la captación de la energía luminosa por los
pigmentos que absorben la luz convirtiéndola en la energía química del ATP y de ciertos agentes reductores,
especialmente el NADPH.
La ecuación general para la primera fase de la fotosíntesis es la siguiente:
luz
H2O +NADP + Pi + ADP ________ O2 +NADPH + H + ATP
FASE DEPENDIENTE DE LA LUZ
Consiste en la transformación de la energía lumínica en energía química (bajo la forma de moléculas de ATP)
y en la obtención de un agente reductor de alta energía (la coenzima reducida NADPH).
Dentro de esta fase luminosa, ocurren cuatro sucesos importantes:
• Excitación Fotoquímica de la Clorofila. La energía luminosa altera o excita ciertos electrones de la
molécula de clorofila y estos son transferidos a moléculas aceptoras de electrones. Gracias a esto, las
moléculas de clorofila se oxidan.
• Fotooxidación del H2O (fotólisis). La molécula de agua se rompe y libera O2, electrones y protones (H+1).
C)Fotoreduccón del NADP. Este capta los electrones desprendidos de la clorofila y los protones provenientes
del agua, la cual forma NADPH (el cual es utilizado en la etapa independiente de la luz).
D)Fotofosforilación del ADP. Formación del ATP a partir del ADP + P + Energía Liberada en el salto de
electrones de la oxidación de las moléculas de clorofila.
Estos procesos se producen mediante la interacción de dos fotosistemas: El 1 y el 2.
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a) El fotosistema 1 capta la luz, cuya longitud de onda sea menor o igual a 700nm
moléculas de clorofila A que absorben máximamente a 700nm y se llaman P700.
(nanómetros). Actúan
b) El fotosistema 2 reacciona con moléculas de clorofila B que absorben en un máximo de 680nm y son
llamados P680.
Dentro de esta Fase Luminosa o Dependiente de la Luz se presentan dos formas de electrones: Transporte
Acíclico y Transporte Cíclico.
Transporte Acíclico o Fotofosforilación No Cíclica:
En esta reacción, participan los dos fotosistemas y comienza cuando se energiza la molécula P700
(perteneciente al fotosistema 1) con la absorción de luz. La molécula P700 transfiere dos electrones a un
aceptor llamado NADP+ (es positivo, ya que se encuentra oxidado), estos electrones se unen a los protones
del NADP y forma hidrógeno, el cual queda como NADPH. En el fotosistema 1 no podrán emitirse más
electrones, sin importar cuanto se excite, sólo se podrá obtener electrones desde el NADP para transformarlo
al NADPH a través del fotosistema 2. El fotosistema 1 y 2 son activados por fotones de energía luminosa y
cede dos electrones a un aceptor primario de electrones.
Estos electrones van pasando por una cadena de aceptores de fácil oxidación y reducción (redox). A medida
que se van transfiriendo, van perdiendo energía, en la cual parte de la energía es usada para la síntesis de ATP
por quimiosmosis. Al final de este proceso la clorofila A en el centro de reacción del fotosistema 2 carece de
electrones, los cuales son sustituidos con electrones provenientes del agua. Cuando la molécula P680 absorbe
energía luminosa, ejerce atracción sobre los electrones de la molécula de agua. Esta molécula se fotoliza, o
sea, usa el hidrógeno para formar NADPH y liberar el producto oxígeno (O2).
Transporte cíclico o fotofosforilación cíclica:
Es la reacción fotodependiente más sencilla, ya que sólo participa el fotosistema 1y su mecanismo es cíclico,
ya que los electrones excitados de la molécula P700 del Centro de Reacción vuelven a su origen. Los
electrones se transfieren en una cadena de transporte de electrones dentro de la membrana tilacoidal. Al igual
que en el fotofosforilación no cíclica, los electrones van pasando de un aceptor a otro y van perdiendo energía,
la cual una parte es utilizada para bombear protones a través de la membrana tilacoidal. Por cada dos
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electrones que entran en la fotofosforilación cíclica se sintetiza una molécula de ATP por quimiosmosis.
CONCLUSIONES
La fotosíntesis es seguramente el proceso bioquímico más importante de la Biosfera por varios motivos:
• La síntesis de materia orgánica a partir de la inorgánica se realiza fundamentalmente mediante la
fotosíntesis; luego irá pasando de unos seres vivos a otros mediante las cadenas tróficas, para ser
transformada en materia propia por los diferentes seres vivos.
• Produce la transformación de la energía luminosa en energía química, necesaria y utilizada por los seres
vivos
• En la fotosíntesis se libera oxígeno, que será utilizado en la respiración aerobia como oxidante.
• La fotosíntesis fue causante del cambio producido en la atmósfera primitiva, que era anaerobia y
reductora.
• De la fotosíntesis depende también la energía almacenada en combustibles fósiles como carbón, petróleo
y gas natural.
• El equilibrio necesario entre seres autótrofos y heterótrofos no sería posible sin la fotosíntesis.
Se puede concluir que la diversidad de la vida existente en la Tierra depende principalmente de la fotosíntesis.
INTRODUCCIÓN
La fotosíntesis es uno de los procesos metabólicos de los que se valen las células para obtener energía.
Es un proceso complejo, mediante el cual los seres vivos poseedores de clorofila y otros pigmentos, captan
energía luminosa procedente del sol y la transforman en energía química (ATP) y en compuestos reductores
(NADPH), y con ellos transforman el agua y el CO2 en compuestos orgánicos reducidos (glucosa y otros),
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liberando oxígeno:
La energía captada en la fotosíntesis y el poder reductor adquirido en el proceso, hacen posible la reducción
y la asimilación de los bioelementos necesarios, como nitrógeno y azufre, además de carbono, para formar
materia viva.
La radiación luminosa llega a la tierra en forma de"pequeños paquetes", conocidos como cuantos o fotones.
Los seres fotosintéticos captan la luz mediante diversos pigmentos fotosensibles, entre los que destacan por su
abundancia las clorofilas y carotenos.
Al absorber los pigmentos la luz, electrones de sus moléculas adquieren niveles energéticos superiores,
cuando vuelven a su nivel inicial liberan la energía que sirve para activar una reacción química: una molécula
de pigmento se oxida al perder un electrón que es recogido por otra sustancia, que se reduce. Así la clorofila
puede transformar la energía luminosa en energía química..
En la fotosíntesis se diferencian dos etapas, con dos tipos de reacciones:
• Fase luminosa: en en tilacoide en ella se producen transferencias de electrones.
• Fase oscura: en el estroma. En ella se realiza la fijación de carbono
En este trabajo se explicará la primera de ellas: La fase dependiente de la luz.
BIBLIOGRAFÍA
Sitio de internet: www.lafacu.com/biología/fotosíntesis/default/htm.
Bioquímica. Lehninger. Ed.Omega. Segunda edición.
Bioquímica. Bohinski. Ed.Addison−Wesley iberoamericana. Quinta Edición.
CLOROPLASTOS: SITIO CELULAR DE LA FOTOSÍNTESIS.
El cloroplasto, un organelo especializado, está presente en las células foliares de las plantas superiores y en las
algas fotosintéticas, Excepto las llamadas cianobacterias. En 1954 se demostró que los cloroplastos aislados
pueden realizar el proceso de la fotosíntesis completo, es decir; producir y fijar CO2. A partir de entonces no
se ha cesado el estudio de las estructuras, orígenes duplicación y diferenciación de los cloroplastos.
Ultraestructura de los cloroplastos.
Las dimensiones, la forma y el número de los cloroplastos varían ampliamente entre las células fotosintéticas.
En las plantas superiores pueden ser cilindricos y son de dos a cinco veces más grandes que las mitocondrias.
De hecho, entre los organelos definidos de las células superiores, los cloroplastos solo estan superados en
dimensiones por el núcleo. La característica más notoria es que los cloroplastos, como las mitocondrias
poseen un fino nivel estructural interno único y altamente organizado. Las ordenadas series de cuerpos
electrodensos que se aprecian en todo el interior se interpretan como pilas de cuerpos membranosos aplanados
a los que se denomina laminillas o discos tilacoides. Cada pila recibe el nombre de grana y en cada célula
existen de 40 a 80 de ellas. El número de discos tilacoides apilados en cada grana es muy variable. Los
tilacoides son resultado de plegamientos de la membrana interna del cloroplasto que entraron profundamente
en él.
La mayor parte de las enzimas y coenzimas encargadas de la asimilación de CO2 en forma de materia
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orgánica que se encuentran en la porción soluble del cloroplasto.
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LOS MOCHIS
ING. BIOQUÍMICA
FOTOSÍNTESIS: Fase dependiente de la luz.
Alumnas:
IV Semestre
4 de junio de 2001
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