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Proceso Fundamental de la Fotosíntesis

La fotosíntesis es un proceso vital que transforma la energía solar en energía química mediante la clorofila en plantas y algas. Se divide en fase luminosa, donde se produce ATP y NADPH, y fase oscura o ciclo de Calvin, que fija el CO2 en compuestos orgánicos. Los fotosistemas, la fotofosforilación y la enzima RuBisCO son fundamentales en este proceso biológico.

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1

Ecuación simplificada de la fotosíntesis

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6CO2 + 6H2O + luz solar → C6H12O6 + 6O2; CO2 y H2O se transforman en glucosa y oxígeno con energía solar.

2

Función de los cloroplastos

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Sitio donde ocurre la fotosíntesis; contienen membranas tilacoides para la fase luminosa y estroma para el ciclo de Calvin.

3

Productos de la fase luminosa

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Conversión de energía lumínica en ATP y NADPH en las membranas tilacoides.

4

La ______ a es la variante más común y crucial para el proceso de ______.

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clorofila fotosíntesis

5

Los pigmentos como la clorofila se hallan en los complejos de proteínas de las ______ de los ______.

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membranas tilacoides cloroplastos

6

Los carotenoides y las ______ son pigmentos accesorios que trabajan junto con la clorofila.

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xantofilas

7

Estos pigmentos capturan diferentes ______ de onda de la luz para incrementar la eficiencia de la ______.

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longitudes fotosíntesis

8

La energía capturada por los pigmentos se usa para excitar ______ durante la fase ______ de la fotosíntesis.

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electrones luminosa

9

Fotosistema II - Función principal

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Absorbe luz, divide H2O en O2, protones y electrones, inicia transporte de electrones.

10

Fotosistema I - Proceso de reenergización

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Recibe electrones del PS II, los reenergiza con luz, reduce NADP+ a NADPH.

11

Fotofosforilación - Propósito energético

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Utiliza energía del transporte de electrones para sintetizar ATP.

12

En la ______ cíclica, los electrones vuelven a la cadena de transporte de electrones después de salir del ______ I.

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fotofosforilación fotosistema

13

Función del ATP y NADPH en la fase oscura

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ATP y NADPH, producidos en la fase luminosa, proveen energía y poder reductor para fijar CO2 en compuestos orgánicos.

14

Rol de la enzima RuBisCO

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RuBisCO cataliza la fijación de CO2 a RuBP, iniciando el ciclo de Calvin con la formación de 3-PGA.

15

Destino del gliceraldehído-3-fosfato (G3P)

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G3P se utiliza para sintetizar glucosa y otros carbohidratos; parte se recicla para regenerar RuBP y mantener el ciclo de Calvin.

Preguntas y respuestas

Aquí tienes una lista de las preguntas más frecuentes sobre este tema

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Proceso Fundamental de la Fotosíntesis

La fotosíntesis es un proceso biológico esencial que permite a las plantas, algas y ciertas bacterias convertir la energía solar en energía química almacenada en compuestos orgánicos. La ecuación simplificada de la fotosíntesis es 6CO2 + 6H2O + luz solar → C6H12O6 + 6O2, donde la glucosa representa la materia orgánica producida. Este proceso se lleva a cabo en los cloroplastos de las células vegetales y se divide en dos etapas principales: la fase luminosa, que ocurre en las membranas tilacoides y convierte la energía lumínica en ATP y NADPH, y la fase oscura, también conocida como ciclo de Calvin, que tiene lugar en el estroma del cloroplasto y utiliza el ATP y NADPH para sintetizar compuestos orgánicos a partir de CO2.
Hoja verde vibrante con patrones de venas bajo la luz del sol, resaltando su textura y color esmeralda contra un cielo azul con nubes dispersas.

Clorofila y Pigmentos Fotosintéticos

La clorofila es el pigmento principal que facilita la absorción de la energía lumínica durante la fotosíntesis. Existen varios tipos de clorofila, siendo la clorofila a la más común y esencial en el proceso fotosintético. Junto con otros pigmentos accesorios, como los carotenoides y las xantofilas, la clorofila se encuentra en los complejos de proteínas de las membranas tilacoides de los cloroplastos. Estos pigmentos capturan diferentes longitudes de onda de la luz, lo que maximiza la eficiencia de la fotosíntesis. La energía absorbida por estos pigmentos se utiliza para excitar electrones, que son esenciales para la producción de ATP y NADPH en la fase luminosa.

Fotosistemas y Fase Luminosa de la Fotosíntesis

Los fotosistemas son conjuntos de moléculas de clorofila y proteínas que juegan un papel crucial en la fase luminosa de la fotosíntesis. Existen dos tipos principales de fotosistemas: el fotosistema II (PS II) y el fotosistema I (PS I). El PS II absorbe la luz y utiliza la energía para dividir las moléculas de agua en oxígeno, protones y electrones. Los electrones liberados son transferidos a través de una serie de transportadores de electrones hasta el PS I, donde son reenergizados por otra captura de luz. Finalmente, los electrones reducen el NADP+ a NADPH y la energía liberada durante el transporte de electrones se utiliza para sintetizar ATP a través de un proceso conocido como fotofosforilación.

Variantes de la Fotofosforilación

La fotofosforilación puede ser cíclica o no cíclica. En la fotofosforilación cíclica, los electrones que salen del fotosistema I regresan a la cadena de transporte de electrones, generando un flujo de protones a través de la membrana tilacoide que conduce a la producción de ATP sin la producción de NADPH ni la liberación de oxígeno. En contraste, la fotofosforilación no cíclica implica la participación de ambos fotosistemas y resulta en la producción de ATP y NADPH, así como en la liberación de oxígeno como subproducto de la fotólisis del agua. Este proceso establece un gradiente de protones a través de la membrana tilacoide, que es esencial para la síntesis de ATP por quimiosmosis.

Fase Oscura y Ciclo de Calvin

La fase oscura de la fotosíntesis, que no depende directamente de la luz, utiliza el ATP y NADPH generados en la fase luminosa para fijar el dióxido de carbono en compuestos orgánicos. Este proceso se lleva a cabo a través del ciclo de Calvin, que se inicia con la fijación del CO2 a la ribulosa-1,5-bisfosfato (RuBP) por la enzima RuBisCO, formando ácido 3-fosfoglicérico (3-PGA). El 3-PGA se reduce posteriormente a gliceraldehído-3-fosfato (G3P), que puede ser utilizado para sintetizar glucosa y otros carbohidratos. Una parte del G3P se recicla para regenerar el RuBP, permitiendo que el ciclo continúe. Este ciclo es fundamental para la conversión de energía solar en energía química almacenada en biomoléculas.