Fotosintesis

FOTOSINTESIS
Material elaborado por: J. Monza, S. Signorelli, O. Borsani y M. Sainz.
Las plantas, algas y cianofíceas (bacterias verde-azules), sintetizan materia orgánica a partir de moléculas
inorgánica: son autótrofos. La fotosíntesis requiere de energía lumínica y H2O para sintetizar ATP y NADPH.H,
moléculas usadas posteriormente para producir glúcidos a partir de CO2, con liberaciónsimultánea de O2 a la
atmósfera. Los organismos heterótrofos, animales, bacterias y hongos, dependen de estas conversiones de
materia y energía para su subsistencia.
La fotosíntesis en eucariotas tiene lugar en los cloroplastos
· En las hojas y en los tallos verdes de las plantas se encuentra el parénquima clorofiliano, tejido que
presenta en sus células cloroplastos en número variable.
· Loscloroplastos están rodeados por dos membranas que delimitan por un lado el espacio
intermembrana y por otro el estroma. En el interior se encuentran vesículas llamadas tilacoides, que
apiladas forman agrupamientos denominados granas (figura 1), relacionadas entre sí por las láminas
intergrana.
· En el estroma hay moléculas de ADN y ribosomas, de manera que los cloroplatos pueden sintetizarproteínas requeridas para algunas de sus funciones: son organelos semiautónomos.
· En las cianobacterias, que no tienen compartimentos membranosos como núcleo, mitocondrias y
plastos, la fotosíntesis tiene una etapa asociada a la membrana celular, la fase luminosa, y otra al
citoplasma, la fijación de CO2.
Figura 1. Estructura del cloroplasto. A. Esquema de un cloroplasto (tomado debiologia.edu.ar) y B.
Fotomicrografía electrónica de un cloroplasto (tomado de biologia.arizona.edu).
El intercambio de gases se realiza a través de los estomas
· En la epidermis de las hojas se encuentran estomas, orificios limitados por células oclusivas que
pueden aumentar o disminuir su tamaño (figura 2) y definir así la magnitud del intercambio de gases:
oxígeno, dióxido de carbono y vapor de agua.Figura 2. Estomas de hojas de Lotus (130 X). Se indican las células oclusivas y el orificio o estoma.
Izquierda estoma abierto, derecha estomas cerrados. Laboratorio de Bioquímica, Facultad de Agronomía.
FOTOSÍNTESIS
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En la fotosíntesis se distinguen dos fases, la luminosa y la de fijación de CO2
Como cualquier proceso bioquímico la fotosíntesis se puede representar por una ecuación global,que en
este caso resume una reacción de óxido-reducción en la que el H2O cede electrones (en forma de
hidrógeno) para la reducción del CO2 a glúcidos (CH2O)n, con liberación de O2.
CO2 + H2O luz
O2 + (CH2O)n
Fase luminosa
En esta etapa, también llamada fotodependiente, porque se da sólo en presencia de luz, ocurren dos
procesos bioquímicos necesarios para la síntesis de glucosa: lareducción de NADP a NADPH.H con los
hidrógenos de la molécula de agua y la síntesis de ATP.
· En la fase luminosa los pigmentos como las clorofilas a y b (figura 3), carotenos, xantofilas, ficoeritrinas
y ficocianinas, que se encuentran asociados a la membrana tilacoidal, captan fotones y se excitan.
Figura 3. Modelo de una molécula de clorofila. La región inferior de la molécula
corresponde a unacadena hidrofóbica. En la parte superior se observa el anillo
con dobles enlaces, y asociado a un Mg. Modificado de efn.uncor.edu
· Los fotones, o cuantos de luz, son cantidades discretas de energía que se propagan como ondas. La
luz visible corresponde a la región del espectro electromagnético comprendida entre 400 y 700 nm,
región en la que absorben los pigmentos presentes en las plantas ycianobacterias.
· Según su longitud de onda (?), los fotones tienen diferente cantidad de energía, de manera que cuanto
menor es ?, mayor es la energía, que decrece desde la región violeta a la roja (figura 4).
Figura 4. Espectro electromagnético. Se representan las regiones del espectro y sus longitudes de
onda. La longitud de onda está relacionada inversamente con la energía. Modificado de...