Fotosíntesis: fase luminosa y fase oscura (ciclo de Calvin)
Actualizado el 4 min de lectura 3 ejercicios resueltos
0 de 3 respuestas vistas
Casi toda la energía que usan los seres vivos viene del Sol, y entra a la vida gracias a la fotosíntesis: el proceso por el cual los organismos autótrofos (plantas, algas y cianobacterias) transforman la energía de la luz en energía química guardada en la glucosa. Además, la fotosíntesis produce el oxígeno que respiramos.
Ecuación general
Seis moléculas de dióxido de carbono y seis de agua, con energía luminosa, producen una molécula de glucosa y seis de oxígeno. Es un proceso anabólico: construye moléculas complejas y almacena energía.
Experimentos con oxígeno marcado demostraron que el oxígeno que se libera proviene del agua, no del .
Dónde ocurre: el cloroplasto
La fotosíntesis ocurre en los cloroplastos, abundantes en las células de las hojas (cada célula tiene de decenas a cerca de cien). Sus partes son:
- Doble membrana externa.
- Tilacoides: sacos membranosos aplanados que contienen la clorofila. Se apilan formando grana (singular: granum), unidas por lamelas. Aquí ocurre la fase luminosa.
- Estroma: el líquido que rodea a los tilacoides, con enzimas, ADN y ribosomas. Aquí ocurre la fase oscura.
Pigmentos
El pigmento principal es la clorofila, que absorbe sobre todo la luz azul-violeta y la roja, y refleja la verde (por eso vemos verdes las plantas). Hay clorofila a y b, además de pigmentos accesorios como los carotenoides (amarillos y anaranjados), que se notan en otoño cuando la clorofila se degrada.
- clorofila a
- clorofila b
Otros factores necesarios
- Agua: la absorbe la raíz y llega a las hojas por los vasos del xilema.
- Dióxido de carbono: entra a la hoja por los estomas, pequeños poros que abundan en el envés (la cara inferior). Por ahí mismo sale el oxígeno.
Fase luminosa (dependiente de la luz)
Ocurre en las membranas de los tilacoides y necesita luz directamente.
- La clorofila absorbe la luz y sus electrones se excitan.
- El agua se rompe (fotólisis del agua) para reponer esos electrones:
- El oxígeno se libera a la atmósfera.
- La energía de los electrones se usa para fabricar ATP (a partir de ADP y fosfato) y NADPH (a partir de NADP⁺ y los hidrógenos del agua).
En resumen: entra luz y agua; salen oxígeno, ATP y NADPH.
Fase oscura o ciclo de Calvin (independiente de la luz)
Ocurre en el estroma. Se llama «oscura» porque no usa la luz directamente, pero ocurre de día, porque necesita el ATP y el NADPH de la fase luminosa. La describió Melvin Calvin, que recibió el premio Nobel en 1961.
- Fijación del carbono: el se une a una molécula de cinco carbonos, la ribulosa difosfato (RuBP), gracias a la enzima rubisco, la proteína más abundante del planeta.
- Reducción: con la energía del ATP y el NADPH se forman azúcares de tres carbonos; con ellos se fabrica la glucosa.
- Regeneración: parte de los azúcares se usa para regenerar la RuBP y el ciclo continúa.
El ADP y el NADP⁺ que quedan regresan a la fase luminosa para recargarse. Para formar una glucosa, el ciclo debe dar seis vueltas, una por cada .
En resumen: entra , ATP y NADPH; sale glucosa, ADP y NADP⁺.
Comparación de las dos fases
| Fase luminosa | Fase oscura (ciclo de Calvin) | |
|---|---|---|
| Lugar | Tilacoides (grana) | Estroma |
| ¿Necesita luz? | Sí, directamente | No directamente |
| Entra | Luz, , ADP, NADP⁺ | , ATP, NADPH |
| Sale | , ATP, NADPH | Glucosa, ADP, NADP⁺ |
Importancia de la fotosíntesis
- Es la base de casi todas las cadenas alimenticias: los productores fabrican la materia orgánica que consumen los demás seres vivos.
- Produce el oxígeno de la atmósfera.
- Retira del aire, por lo que ayuda a frenar el calentamiento global.
- Los combustibles fósiles (carbón, petróleo) son restos de organismos fotosintéticos de hace millones de años: energía solar almacenada.
La glucosa que se produce se usa en la respiración celular de la propia planta y de los organismos que se la comen, o se guarda como almidón.
Comprueba lo aprendido
1. ¿En qué parte del cloroplasto ocurre la fase oscura?
En el estroma.
2. ¿De dónde proviene el oxígeno que liberan las plantas?
Del agua, que se rompe en la fase luminosa (fotólisis).
3. ¿Qué colores de luz aprovecha mejor la clorofila?
El azul-violeta y el rojo. La luz verde casi no la absorbe; la refleja.
Practica con los ejercicios resueltos de esta unidad:
Ejercicios de metabolismo, fotosíntesis y respiración
Referencias
- Campbell, N. A. y Reece, J. B. (2007). Biología (7.ª ed.). Editorial Médica Panamericana.
- Curtis, H., Barnes, N. S., Schnek, A. y Massarini, A. (2008). Biología (7.ª ed.). Editorial Médica Panamericana.
- Colegio Nacional de Matemáticas. Guía práctica para el examen de ingreso a la universidad. Pearson Educación (temario de referencia).
