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Escrito en Biología 1.

Bioquímica de la fotosíntesis – Biología 1

Desde el punto de vista bioquímico, la fotosíntesis se lleva a cabo principalmente dentro de los cloroplastos de las células de plantas, algas, organismos unicelulares, o bien, dentro de una bacteria fotosintética.

Un factor fundamental para que este proceso pueda llevarse a cabo es la luz, ésta es captada por las plantas a través de la clorofila y de otros pigmentos fotosintéticos, al observar diversas plantas en un bosque se puede notar que no todas tienen el mismo color

Algunas plantas son:

-Verde

-Verde oscuro

-Verde claro

-Amarillas

-Rojizas

-Pardas.

Lo anterior se debe a la diversidad de pigmentos y a la proporción en que se encuentren en cada una de ellas, los pigmentos fotosintéticos son:

-La clorofila a

-La clorofila b (verdes)

-Los carotenos (rojos, naranjas)

-Las xantofilas (amarillas)

-La ficocianina (azul)

-La ficoeritrina (roja)

-La bacterioclorofila, que está en las bacterias fotosintéticas.

Para saber la razón de porque tantos pigmentos, es necesario saber algunas propiedades de la luz, si se pasa un haz de luz por un prisma, ésta se descompone en varios colores o, más propiamente dicho, en luz con diversas longitudes de onda.

La clorofila capta ciertas longitudes de onda, principalmente las que corresponden al violeta y al azul, y también al rojo, con esto tenemos que la clorofila entonces es verde porque refleja y no absorbe la luz verde, así como los distintos pigmentos absorben energía luminosa de distintas longitudes de onda y se la transfieren a la clorofilaprisma con los coloresgrafica de las longitudes de onda

Esto aumenta la eficiencia del proceso, es como por ejemplo contar con un equipo de antenas para captar distintas señales de televisión.

En los cloroplastos, los distintos pigmentos se encuentran formando complejos de antena llamados fotosistemas I y II, en los que predomina la clorofila a, la cual forma el centro de reacción.

El proceso fotosintético se inicia cuando las moléculas de clorofila captan la luz, se debe considerar que la fotosíntesis se divide en dos etapas o fases:etapas de la fotosintesis

Fase luminosa o dependiente de la luz.

En la primera fase, los fotones o cuantos de luz excitan a los electrones de la clorofila del fotosistema II y los elevan a un nivel altamente energético.

Este proceso hace que salgan del complejo en el que estaban y viajen hacia las moléculas del fotosistema I

El regresar lentamente a su estado basal de energía, estos electrones impulsan la síntesis de ATP  en las membranas del tilacoide de los cloroplastos.tilacoide concepto

Se debe mencionar que cuando se inicia el proceso, ha quedado un hueco en la molécula de clorofila del fotosistema II que perdió un electrón.

Entonces se requiere de un donador de electrones y la molécula de agua cubre este requerimiento.

Con esto se produce un proceso de fotólisis, es decir, la molécula de agua se rompe por la acción de la luz y es entonces cuando se libera oxígeno.

Los Iones H+ son captados por una molécula acarreadora, el NADPH (nicotiamida adenina dinucleótido fosfato), y los electrones cubren los huecos de la clorofila.nadph concepto nicotiamida adenina dinocleotido fosfato

A manera de resumen, en esta fase se llevan a cabo los siguientes procesos:

-Se excitan los electrones de la clorofila por efecto de la Iuz

-Se produce ATP (para utilizarse en la fase oscura)

-Se rompe la molécula de agua

-Se libera oxígeno al ambiente

-Se produce NADPH (para utilizarse en la fase oscura)

En el siguiente esquema se puede observar lo que pasa en la fase luminosa o dependiente de la luz del proceso fotosintéticofase luminosa o dependiente de la luz

Fase oscura o independiente de la luz

En esta fase de la fotosíntesis no se lleva a cabo en la oscuridad, ni de noche, se llama así porque cuando se inicia esta etapa ya se ha atrapado la energía solar en los enlaces del ATP y en el NADPH, de manera que el proceso ya no depende de la luz para realizarse

Los ingredientes para elaborar una molécula de azúcar ya están listos y se llevan a cabo varias reacciones clínicas conocidas como ciclo de Calvin, en honor a su descubridor

Para que esta etapa se lleve a cabo requiere de tres reactivos:

-ATP (producido en la fase luminosa)

-NADPH (producido en la fase luminosa)

-CO2 (que la planta absorbe del aire)

Este proceso se lleva a cabo en tres etapas:

Primera etapa

A esta etapa se le conoce como fijación del carbono

El CO2 se combina con un compuesto de cinco carbonos llamado ribulosa difosfato (RDP) y se produce una molécula de seis carbonos.

Esta molécula es inestable, se rompe y da lugar a dos moléculas de ácido fosfoglicérico (PGA)

En cada ciclo entran tres moléculas de CO2 por lo que se producen seis moléculas de PGA

Segunda etapa:

A partir del PGA, con el ATP y los hidrógenos del NAPDH se producen seis moléculas de fosfogliceraldehído (PGAL)

Tercera etapa

Cinco moléculas de PGAL regeneran la ribulosa difosfato y una es utilizada para la síntesis de glucosa.

Para la producción de una molécula de glucosa se necesitan dos vueltas del ciclo.

Las reacciones se describen en el siguiente esquema, donde se señala la producción de glucosa, posteriormente, ésta puede ser transformada en la planta en sacarosa, almidones y otras biomoléculas, que serán aprovechadas por la misma planta como fuente de energía, así como por los animalesproduccion de glucosa

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