2. La vida en el planeta Tierra se mantiene
fundamentalmente por la energía proveniente del sol
que es aprovechada a través de fotosíntesis que se
realiza en los cloroplastos de las algas en el medio
acuático, principalmente en el océano y las plantas en
el medio terrestre.
3. Convierte
materia inorgánica como dióxido de
carbono, agua, nitratos, fosfatos y energía de fotones de
luz, en productos finales de carbohidratos que contienen
energía para llevar reacciones bioquímicas que generan
tejidos orgánicos en casi todos los organismos vivos siendo
fundamentales para la vida en la Tierra.
La fotosíntesis transforma alrededor de 100 mil millones de
toneladas de carbono en materia orgánica cada año.
El proceso de fotosíntesis está limitado por la intensidad de
la luz, la concentración de materia y la temperatura.
A medida que aumenta la intensidad y la energía de la luz,
la fotosíntesis aumenta proporcionalmente hasta que es
limitada por otro factor.
4. Un aumento en la concentración de dióxido de
carbono aumenta la tasa en la que el carbono es
incorporado en carbohidratos en la reacción del
estroma, por lo que la fotosíntesis aumenta hasta que
es limitada por otro factor.
5. A medida que las enzimas que llevan a cabo la
fotosíntesis alcanzan su temperatura óptima, la
fotosíntesis aumenta. A medida que se alcanza un
calor determinado en el material de los cloroplastos se
crea suficiente resistencia para bloquear el proceso de
fotosíntesis.
6.
7. La fotosíntesis inicia cuando un fotón de luz visible es
absorbido por un electrón de materia en la molécula
de la clorofila en un “foto sistema” o “antena” insertada
en la membrana de los tilacoides dentro del
cloroplasto, donde pueden ocurrir 3 cosas: que la
energía se disipe como calor, que se emita en ondas
electromagnéticas más grandes o que inicie la
fotosíntesis.
8.
9. Los organismos unicelulares tienen únicamente el foto
sistema II. El resto de las plantas usa el foto sistema II y
el foto sistema I de forma simultánea. Cada foto
sistema está asociado con un aceptor y un donador de
electrones.
10. Los electrones, cuando dos electrones de clorofila “a” P680 del Foto
sistema II absorben 2 fotones de luz, estos aumentan su nivel de
energía para dar un salto hacia el aceptor de electrones del foto sistema.
En este proceso de entrelazado, los fotones interactúan con dos
moléculas de agua presentes en el interior del tilacoide.
Afectando sus enlaces químicos y descomponiéndolas en iones de
hidrógeno H+ (que permanecen en el estroma), iones de oxígeno (que
se unen entre sí para ser liberados a la atmósfera) y electrones libres.
Este proceso se llama fotólisis (2H2O + 2 fotones
4H+ + O2 + 4e-).
11. La molécula oxidada de clorofila P680 (con potencial
redox de 1.3 volts) tomará dos electrones libres de la
fotólisis del agua usando energía de fotones captada
por otros pigmentos.
12. Los dos electrones energizados se liberan hacia
moléculas aceptoras (plastoquinona) que residen en la
membrana del tilacoide, comenzando una reacción
electroquímica de corriente eléctrica basada en
reducción-oxidación.
13. Desde el nivel energético más alto, el electrón
“descenderá” hacia estados energéticos más bajos a
través de una cadena transportadora de electrones en
la que participa una molécula llamada “plastoquinona”,
el complejo del citocromo b6f y una proteína llamada
plastocianina, que es una proteína cúprica que
transfiere electrones entre la molécula de clorofila FSI
y el citocromo b6f del FSII.
14. Los fotones de luz también pueden interactuar con los electrones
de los pigmentos de clorofila en el foto sistema I (FSI) para ser
absorbidos y llevar a los electrones a niveles de energía inferior
para ser transportados hacia otras moléculas aceptoras. La
molécula de clorofila P700 oxidada tomará los dos electrones
provenientes de la cadena de transporte del FII.
15.
16. Los dos electrones energizados se desplazarán a otras
moléculas aceptoras generando una nueva cadena de
reacciones electroquímicas con corriente eléctrica
donde el aceptor final es una molécula oxidada de
Nicotinamida Adenina Di nucleótido Fosfato que
tomará dos electrones y dos iones de hidrógeno H+ de
la descomposición de H2O en el estroma para
formarse en NADPH2, bajo la siguiente forma:
NADP+ + 2e- + 2H+
NADPH2. El NADPH2 será
desprendido hacia el estroma y sustituido por otra
molécula de NADP+.
17.
18. Ahora que se han generado moléculas ATP y NADPH2 que contienen
energía química almacenada generadas por el proceso anterior, la
siguiente fase de la fotosíntesis ocurre en el estroma de los cloroplastos
donde hay moléculas de agua, dióxido de carbono proveniente del aire,
ADN, ribosomas, gránulos, grasas, gránulos de almidón, protones de
hidrógeno H+ y otras sustancias como la enzima Ru Bis CO.
19. El proceso inicia cuando 1 molécula de dióxido de carbono
es capturada por medio de la enzima RuBisCO para unirla
a 1 molécula “ribulosa 1,5-bifosfato” (RuBP) que es una
azúcar de 5 carbonos usando energía de electrones de las
moléculas ATP y NADPH2 e indirectamente energía de
fotones de luz, generando una molécula inestable de 6
carbonos que se rompe por medio de ATP y NADPH2 ,
atándole fosfatos y fosforilatos para formar dos moléculas
de gliceratos trifosfato de 3 carbonos y un fosfato o “ácido
fosfoglicérico” llamado PGA. A esta fase se le llama “fijación
de carbono”.
