monografía

1. ÍNDICE
1. Introducción
2. Fotosíntesis
3. Estructura del Cloroplasto y de las Membranas Fotosintéticas
4. Clorofila y Pigmentos Accesorios
5. Fases de la Fotosíntesis
5.1 Fase Luminosa
5.2 Fase oscura
5.2.1 Ciclo de Calvin-Bensons
6. Importancia de la fotosíntesis
7. Conclusiones
8. Bibliografía

2. INTRODUCCIÓN
El trabajo que presento a continuación, está basado en una investigación sobre
la fotosíntesis, la cual, según el diccionario, es la síntesis de un cuerpo químico
en presencia de la luz solar, por la acción de la clorofila.
Las plantas, a diferencia de los animales, fabrican su propia materia orgánica
que usan para sus funciones vitales, es lo que se conoce como nutrición
autótrofa; y para ello realizan este proceso, al cual se le denomina fotosíntesis.
Sin embargo, para formar su materia orgánica necesitan una serie de elementos
básicos, que son: dióxido de carbono (CO2), agua (H2O), sales minerales y luz
solar.
La fotosíntesis es el único mecanismo del que dispone el mundo viviente para la
producción de energía utilizable. Un proceso mediante el cual los seres vivos
que poseen clorofila, (como las plantas verdes, algas y algunas bacterias) y otros
pigmentos, (como los carotenos y las xantofilas) captan energía luminosa
procedente del sol (en forma de cuantos y fotones) 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), liberando
oxígeno.
En la fotosíntesis podemos encontrar 2 etapas:
 FASE LUMINOSA se realiza en la tilacoide y se producen transferencias
de electrones.
 FASE OSCURA tiene lugar en el estroma y en ella se realiza la fijación de
carbono
Todos los organismos que son capaces de realizar la fotosíntesis producen su
propio alimento, vale decir, les permite obtener la materia y la energía que
necesitan para desarrollar sus funciones vitales.
Una ecuación generalizada de la fotosíntesis se podría presentar así:
CO2 + H2O + energía -> (CH2O)n + O2

3. FOTOSÍNTESIS
La fotosíntesis tiene lugar dentro de las células, en orgánulos llamados
cloroplastos que contienen las clorofilas y otros compuestos, en especial
enzimas, necesarios para realizar las distintas reacciones. Estos compuestos
están organizados en unidades de cloroplastos llamadas tilacoides; en el interior
de éstos, los pigmentos se disponen en subunidades llamadas fotosistemas.
Cuando los pigmentos absorben luz, sus electrones ocupan niveles energéticos
más altos, y transfieren la energía a un tipo especial de clorofila llamado centro
de reacción.
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.
La fotosíntesis es considerada como un proceso, en el cual se desarrollan tres
fases:
1. La absorción de luz y retención de energía lumínica.
2. La conversión de energía lumínica en potencial químico.
3. La estabilización y almacenaje de potencial químico.
ESTRUCTURA DEL CLOROPLASTO Y DE LAS MEMBRANAS
FOTOSINTÉTICAS
El cloroplasto es la unidad estructural de la fotosíntesis. Los organismos
fotosintéticos procariotes y eucariotes poseen sacos aplanados o vesículas
llamadas tilacoides, que contienen los pigmentos fotosintéticos; pero solamente
los cloroplastos de los eucariotes están rodeados por una doble membrana. Los
tilacoides se disponen como una pila de panquecas, que recibe el nombre de
grana. El interior del cloroplasto entre las granas es el estroma proteico, donde
se encuentran las enzimas que catalizan la fijación del CO2. Las mitocondrias
constituyen un sistema con dos membranas como los cloroplastos, pero los
cloroplastos tienen tres compartimentos: el estroma, el espacio tilacoidal y el

4. espacio entre las membranas. El cloroplasto en su interior tiene un ADN circular
y ribosomas.
CLOROFILA Y PIGMENTOS ACCESORIOS
Un pigmento es cualquier sustancia que absorbe luz. El color de un pigmento es
el resultado de la longitud de onda reflejada (no absorbida). La clorofila, el
pigmento verde de todas las células fotosintéticas, absorbe todas las longitudes
de onda de la luz visible excepto el verde, el cual es reflejado y percibido por
nuestros ojos.
La clorofila es una molécula compleja, formada por cuatro anillos pirrólicos, un
átomo de magnesio y una cadena de fitol larga (C20H39OH).
En las plantas y otros organismos fotosintéticos existen diferentes tipos de
clorofilas. La clorofila “a” se encuentra en todos los organismos fotosintéticos
(plantas, ciertos protistas, proclorobacterias y cianobacterias). Los pigmentos
accesorios absorben energía que la clorofila es incapaz de absorber. Los
pigmentos accesorios incluyen clorofila “b” (en algas y protistas las clorofilas “c,
d” y “e”), xantofila (amarilla) y caroteno, anaranjado (como el beta caroteno, un
precursor de la vitamina A). La clorofila “a” absorbe las longitudes de ondas
violeta, azul, anaranjado-rojizo, rojo y pocas radiaciones de las longitudes de
onda intermedias (verde-amarillo-anaranjado).
Los pigmentos accesorios actúan como antena, conduciendo la energía que
absorben hacia el centro de reacción. Una molécula de clorofila en el centro de
reacción puede transferir su excitación como energía útil en reacciones de
biosíntesis.
Cuando la clorofila absorbe energía luminosa pueden ocurrir tres cosas:
1.Que la energía sea atrapada y convertida en energía química como en la
fotosíntesis
2.Que se disipe como calor
3.Que sea emitida inmediatamente como una longitud de onda mayor con
pérdida de energía como fluorescencia.

5. FASES DE LA FOTOSÍNTESIS
Reunidos todos los elementos, se producen dos fases de la fotosíntesis: la fase
luminosa y la fase oscura.
 FASE LUMINOSA
La fase luminosa es la primera etapa de la fotosíntesis. En ella, la energía solar
se convierte en energía química. La luz es absorbida por complejos formados
por clorofilas y proteínas llamados fotosistemas, que se ubican en los
cloroplastos. Se denomina fase luminosa porque al utilizar la energía lumínica
solo puede llevarse a cabo en condiciones de alta luminosidad, ya sea natural o
artificial. En condiciones de oscuridad, esta fase no tiene lugar.
El fotosistema I y el fotosistema II (PSI y PSII) son los dos encargados de captar
la luz y de emplear su energía para impulsar el transporte de electrones a través
de una cadena de receptores. Dicho de otra manera, se trata de hacer saltar los
electrones desde la molécula de agua hasta formar ATP, pasando por varias
formas químicas intermedias, como si de una cadena de transporte se tratase.
El PSI y el PSII atrapan la luz, aumentando la energía de los electrones a niveles
más altos que su estado fundamental. Esta energía se va transportando entre
diferentes moléculas de clorofila, hasta que en el centro del fotosistema II se
produce la separación del agua en los siguientes componentes: dos protones
(H+), un átomo de oxígeno (O) y dos electrones.
El oxígeno se unirá con el sobrante de otra molécula de agua para crear oxígeno
atmosférico (O2). Este hecho es el que permite que los animales terrestres
podamos respirar en la superficie del planeta.
La energía luminosa que absorbe la clorofila responde básicamente a dos
longitudes de onda específicas: 680 y 700 nanómetros. Estas dos longitudes de
onda excitan uno u otro fotosistema y, según cuál de ellos desprenda electrones
en cada momento, el camino que sigue la fotosíntesis es ligeramente distinto,
aunque complementario.
La energía lumínica en forma de fotón se transmite a los electrones externos de
la/s molécula/s de clorofila, los cuales escapan de la misma y producen una

6. especie de corriente eléctrica en el interior del cloroplasto al incorporarse a la
cadena transportadora de electrones
 FASE OSCURA
En la fase oscura (que se produce en el estroma), la ribulosa bifosfato se suma
al dióxido de carbono gaseoso (CO2) presente en el aire, dando como resultado
la producción de compuestos orgánicos, principalmente hidratos de carbono o
azúcares, compuestos cuyas moléculas contienen carbono, hidrógeno y
oxígeno. Toda esta cadena de transformación se denomina ciclo de Calvin.
La primera parte de la fase oscura es la fijación del carbono, que tiene lugar de
distintas maneras en las diferentes especies vegetales. A nivel fisiológico, el
cannabis se clasifica como planta C3, ya que usa las moléculas de dióxido de
carbono de tres en tres. Otras especies vegetales los usan en grupos de cuatro,
como las plantas CAM y las C4.
Las otras dos partes en que se divide la fase oscura de la fotosíntesis son la
reducción y la regeneración. Veamos en qué consiste cada una de ellas.
1. Fijación: La primera enzima que interviene en el ciclo de Calvin se
denomina RUbisCO, y fija 3 átomos de CO2 atmosférico uniéndolos a 3
unidades de ribulosa bifosfato. El resultado de tal unión son 6 moléculas
de 3-fosfoglicerato.
2. Reducción: La molécula anterior se transforma en 1,3 bisfosfoglicerato por
la acción de 6 unidades de ATP (generado en la fase luminosa), y dicho
compuesto se transforma en G3P por acción de 6 unidades de NADPH.
Una de estas dos moléculas de G3P pasa a las vías metabólicas de la
planta para producir compuestos superiores como glucosa o almidón.
3. Regeneración: Finalmente, la adición de fósforo mediante 3 ATP acaba
generando una nueva molécula de ribulosa-1,5-bisfosfato, que
desencadenará el proceso de nuevo.

7.  FASE OSCURA O CICLO DE CALVIN-BENSONS
Después de la formación de glucosa, ocurre una secuencia de reacciones
químicas que dan lugar a la formación de almidón y varios carbohidratos más. A
partir de estos productos, la planta elabora lípidos y proteínas necesarios para la
formación del tejido vegetal. Por ejemplo, el almidón producido se mezcla con el
agua presente en las hojas y es absorbido por unos tubitos minúsculos que
existen en el tallo de la planta y, a través de éstos, es transportado hasta la raíz,
donde se almacena.
IMPORTANCIA DE LA FOTOSÍNTESIS
 La fotosíntesis es un proceso bioquímico a nivel celular, lo que podría
parecer a priori insignificante. Sin embargo, tiene más repercusiones en
nuestra vida de las que podríamos imaginar. Tan solo de ella depende la
calidad del aire que respiramos y gracias a ella la atmósfera primitiva
cambió, permitiendo así la vida de animales, plantas y seres humanos.
 La energía solar capturada por el proceso de la fotosíntesis, es la fuente de
mucha de toda la energía empleada por el hombre para satisfacer las
demandas de calor y de luz. En ella, el impacto de los fotones de luz sobre
la clorofila y la fotolisis del agua son el origen de un estado de desequilibrio
molecular, que se reequilibra constantemente gracias al flujo de protones a
través de la membrana de los tilacoides, conocido como fase luminosa.
 La fase oscura consiste en la transformación de dióxido de carbono en
glucosa y otros carbohidratos, utilizando para ello la energía química de los
productos de la fotofosforilación. Esta energía almacenada en forma de
ATP y NADPH se usa para reducir el dióxido de carbono a carbono
orgánico. Esta función se lleva a cabo mediante una serie de reacciones
llamada ciclo de Calvin, activadas por la energía de ATP y NADPH, dando
como resultado el oxígeno liberado a la atmósfera y la glucosa que sirve de
alimento para la planta.
 Cada año, las plantas de nuestro planeta utilizan alrededor de 310.000
millones de toneladas de agua y 750.000 millones de toneladas de dióxido

8. de carbono, para transformarlo en unos 510.000 millones de toneladas de
materia y unos 550.000 millones de toneladas de oxígeno. Parece ilógico
que, a pesar de que el oxígeno de nuestra atmósfera no se acaba, gracias
al trabajo de todas las plantas, los humanos que supuestamente somos
seres racionales, sigamos talando árboles, contaminando el ambiente (con
el humo de automóviles, basura en las calles, aerosoles, residuos
industriales, etc.).
 Puesto que dependemos de las plantas para que nos proporcionen el
oxígeno que respiramos, es de suma importancia proporcionarles entornos
completamente saludables para hacerlo.
CONCLUSIONES
1. Las plantas son organismos autótrofos que se nutren mediante un
proceso denominado fotosíntesis.
2. La fotosíntesis, es el conjunto de reacciones químicas que posibilitan casi
la totalidad de la vida en la tierra, ya que es la única ruta para fijar el
carbono presente en todas las células vivas. La fotosíntesis se da en un
orgánulo llamado cloroplasto.
1. Para nutrirse las plantas, necesitan obtener dióxido de carbono (CO2),
agua (H2O), sales minerales y luz solar.
2. El proceso de fotosíntesis se divide en dos fases: fase luminosa y fase
oscura.
3. En la fase luminosa la luz solar permite que se acumule energía química y
poder reductor, además se libera O2 a la atmósfera.
4. En la fase oscura se consume el CO2 y la energía acumulada para formar
azúcares

9. BIBLIOGRAFÍA
 "Introducción a la Botánica". Murray W. Nabors
 "Fundamentos de Fisiología Vegetal" – Joaquín Azcón-Bieto, Manuel
Talón. Segunda edición.
 "Biología". Solomon, Berg, Martin. Octava edición.
 www.ual.es/personal/edana/bot/mh/temas/t8.doc
 http://es.wikipedia.org/wiki/Fotos%C3%ADntesis
 http://www.forest.ula.ve/~rubenhg/fotosintesis/
 http://www.alaquairum.net/fotosintesis.htm
 http://www.biologia.edu.ar/plantas/fotosint.htm
 http://www.botanica.cnba.uba.ar/Pakete/6to/Fotosintesis/Fotosintesis6to
.htm
 http://www.educa.aragob.es/iescarin/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis
/Seccion%202/2%20-%20Capitulo%209.htm