La fotosíntesis es un proceso físico-químico por el cual plantas, algas, bacterias fotosintéticas y algunos protistas como diatomeas utilizan la energía de la luz
solar para sintetizar compuestos orgánicos. Se trata de un proceso fundamental para la vida sobre la tierra y tiene un profundo impacto sobre la atmósfera y el clima terrestres: cada año los
organismos con capacidad fotosintética convierten en carbohidratos más del 10% del dióxido de carbono atmosférico. El conocimiento básico de este proceso es esencial para entender las relaciones
entre los seres vivos y la atmósfera así como el balance de la vida sobre la tierra.
La fotosíntesis es un proceso físico-químico por el cual plantas, algas, bacterias fotosintéticas y algunos protistas como diatomeas utilizan la energía de la luz
solar para sintetizar compuestos orgánicos. Se trata de un proceso fundamental para la vida sobre la tierra y tiene un profundo impacto sobre la atmósfera y el clima terrestres: cada año los
organismos con capacidad fotosintética convierten en carbohidratos más del 10% del dióxido de carbono atmosférico. El conocimiento básico de este proceso es esencial para entender las relaciones
entre los seres vivos y la atmósfera así como el balance de la vida sobre la tierra.
La fermentación es otra vía anaeróbica (no que requiere oxígeno) para degradar la glucosa, esta se realiza en muchos tipos de células y organismos. En la fermentación, la única vía de extracción de energía es la glucólisis, con uno o dos reacciones extras al final.
La fermentación y la respiración celular comienzan del mismo modo, con la glucólisis. Sin embargo, en la fermentación, el piruvato producido en la glucólisis no continúa su oxidación ni hacia el
ciclo del ácido cítrico, y no funciona la cadena de transporte de electrones. Dado que la cadena de transporte de electrones no es funcional, el \text{NADH}NADHN,
A, D, H que se produce en la glucólisis no puede entregar allí sus electrones para regresar a \text
{NAD}^+NAD+N,
A, D, start superscript, plus, end superscript
Entonces, el propósito de las reacciones extras en la fermentación es regenerar el acarreador de electrones \text{NAD}^+NAD+N,
A, D, start superscript, plus, end superscript a partir del \text{NADH}NADHN,
A, D, H producido en la glucólisis. Las reacciones adicionales logran esto dejando que el \text{NADH}NADHN,
A, D, Hentregue sus electrones a una molécula orgánica (como el piruvato, producto final de la glucólisis). Esta entrega permite que continúe la glucólisis al asegurar un
suministro constante de \text{NAD}^+NAD+N,
A, D, start superscript, plus, end superscript.
La fotosíntesis es posible gracias a las moléculas que absorben la luz, denominadas pigmentos. El tippo de
pigmentos que absorbe energía para utilizarla en la fotosíntesis se encuentra unido totalmente o en parte a las membranas tilacoides de los cloroplastos. El pigmento que está implicado
directamente en las reacciones luminosas es el pigmento conocido como clorofila.
Cada tipo de pigmento fotosintético absorbe energía luminosa en unas longitudes de onda
determinadas.
Existen dos tipos principales de clorofila en las plantas y algas verdes, conocidos
como clorofila a y clorofila b. En las plantas, la clorofila a es el único pigmento que está directamente implicado en las reacciones luminosas. Absorbe primordialmente
luz de los campos azul-violeta y rojo del espectro y es de color verde oscuro, porque refleja principalmente la luz verde. En la fotosíntesis, el electrón de la clorofila a que ha
absorbido un fotón de la porción azul del espectro pierde la energía extra en forma de calor y termina con igual energía que un electrón que ha sido energizado por un fotón de la porción roja del
espectro. En otras palabras, los vegetales no utilizan de forma directa a luz azul en la fotosíntesis. La clorofila b no participa directamente en las reacciones luminosas, sino que transmite a energía absorbida a aquellas
moléculas de clorofila a que están directamente implicadas. Por este motivo, la clorofila b se
conoce como pigmento accesorio. Otros pigmentos accesorios, denominados carotenoides,
absorben fundamentalmente luz azul-verde y reflejan la luz amarilla o amarilla-naranja. En los vegetales, estos pigmentos accesorios no suelen ser visibles hasta que la clorofila se rompe, como
cuando las hojas de las plantas caducifolias cambian de color. Los carotenoides son los responsables de la coloración otoñal, después de que los días cortos y las frías temperaturas hayan
ralentizado la fotosíntesis y se haya roto la clorofila.
Tú, como todos los organismos de la Tierra, eres una forma de vida basada en carbono. Es decir, las moléculas complejas de tu increíble cuerpo se forman en esqueletos de carbono. Es posible que
sepas que estás formado de carbono; sin embargo, ¿te has preguntado alguna vez de dónde proviene todo ese carbono?
Resulta que los átomos de carbono de tu cuerpo alguna vez fueron parte de las moléculas de dióxido de carbono (\text
{CO}_2CO2C,
O, start subscript, 2, end subscript) del aire. Los átomos de carbono acaban en ti y en otras formas de vida gracias a la segunda etapa de la fotosíntesis, conocida
como ciclo de Calvin (o las reacciones independientes de la luz).
Descripción general del ciclo de Calvin
En las plantas, el dióxido de carbono (\text
{CO}_2CO2C,
O, start subscript, 2, end subscript) entra a los poros de las vías de las hojas llamados estomas y se difunde en el estroma del cloroplasto, el sitio en el cual
se producen las reacciones del ciclo de Calvin, donde se sintetiza el azúcar. También se llaman reacciones independientes de la luz, porque la luz no las causa directamente.
En el ciclo de Calvin, los átomos de carbono del \text
{CO}_2CO2C,
O, start subscript, 2, end subscript están fijos (incorporados en moléculas orgánicas) y se utilizan para formar azúcares de tres carbonos. Este proceso es estimulado por el ATP y NADPH, y
depende de estos, de las reacciones de la luz. A diferencia de las reacciones dependientes de la luz, que ocurren en la membrana del tilacoides, las reacciones del ciclo de Calvin
ocurren en el estroma (espacio interior de los cloroplastos).
