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Fases de la fotosíntesis

Fases de la fotosíntesis

La fotosíntesis de la clorofila, también llamada fotosíntesis de oxígeno debido a la producción de oxígeno en forma molecular, se lleva a cabo por etapas en dos fases:

  • La fase dependiente de la luz (o fase luminosa);

  • La fase de fijación de carbono de la cual el ciclo de Calvin es parte.

Fase luminosa de la fotosíntesis. ¿Qué función tiene?

La fase luminosa es la fase de la fotosíntesis es un proceso en la que se convierte energía solar en energía química. La clorofila y otros pigmentos fotosintéticos como el caroteno absorben la energía de la luz y la utilizan para fragmentar moléculas de agua, por lo que se libera oxígeno como residuo.

Procesos fotosintéticos

El proceso fotosintético tiene lugar dentro de los cloroplastos. Dentro de estos hay un sistema de membranas que forman pilas de bolsas aplanadas (tilacoides).

Dentro de estas membranas encontramos moléculas de clorofila. Las moléculas de clorofila están agregadas para formar los llamados fotosistemas. Se pueden distinguir el fotosistema I y el fotosistema II.

¿Qué son los fotosistemas?

Los fotosistemas son un conjunto de moléculas de pigmento dispuestas para rodear una molécula especial "trampa" de clorofila. La energía lumínica del fotón pasa de molécula en molécula hasta que se alcanza la clorofila especial.

Fotosistema I

En el fotosistema I, la molécula trampa está excitada por una longitud de onda de 700 nm, en el fotosistema II de 680 nm.

El fotosistema I está formado por un LHC (complejo que captura la luz). El LHC se compone de: aproximadamente 70 moléculas de clorofila, 13 diferentes tipos de cadenas de polipéptidos, un centro de reacción que incluye aproximadamente 130 moléculas de clorofila.

Fotosistema II

El fotosistema II también se compone de un LHC. Este LHC está formado por: aproximadamente 200 moléculas de clorofila, diferentes cadenas de polipéptidos, un centro de reacción que se forma a partir de aproximadamente 50 moléculas de clorofila.

Todas estas moléculas son capaces de capturar la energía de la radiación solar. Sin embargo, sólo en aquellos de clorofila son capaces de moverse a un estado excitado que activa la reacción fotosintética.

Las moléculas que solo tienen la función de captación se llaman moléculas de antena. Aquellos que activan el proceso fotosintético se llaman centros de reacción.

¿Cómo se capta la energía?

La fase luminosa está dominada por la clorofila a. Las moléculas de clorofila absorben selectivamente la luz en las partes roja y azul-violeta del espectro visible. La absorción la realizan a través de una serie de otros pigmentos. La energía capturada por las moléculas de clorofila permite la promoción de electrones desde orbitales atómicos de menor energía a orbitales de mayor energía mediantes los transportadores de electrones.

Estos son sustituidos inmediatamente por la escisión de moléculas de agua.

Los electrones liberados por la reacción química de la clorofila II se alimentan a una cadena de transporte. Durante la cadena de transporte pierden energía y se mueven a un nivel de energía más bajo. La energía perdida se usa para bombear protones desde el estroma hacia el espacio del tilacoide, creando un gradiente de protones.

Finalmente, los electrones alcanzan el fotosistema I.

El fotosistema I, a su vez, ha perdido otros electrones debido a la luz. Los electrones perdidos por el fotosistema I se transfieren a la ferredoxina, que reduce NADP + a NADPH.

Se puede formar una molécula de ATP cada dos electrones perdidos por los fotosistemas.

Varios estudios han demostrado que la planta crece más con la radiación solar difusa que con luz directa, con la misma potencia de luz entrante. Un estudio enfatiza, sin embargo, la relevancia de otras condiciones que modifican el crecimiento de las plantas que varían con la luz, como la humedad y la temperatura.

Fase oscura de la fotosíntesis. ¿Qué función tiene?

La fase oscura es una serie de reacciones independientes de la luz que convierten el dióxido de carbono y otros compuestos en glucosa. Esta conversión no depende directamente de la luz.

En la fase oscura se convierte la materia inorgánica en materia orgánica.

Estas reacciones no requieren luz para producirse. Estas reacciones toman los productos de la fase luminosa y realizan más procesos químicos sobre ellos.

Las reacciones oscuras son dos: la fijación del carbono y el Ciclo de Calvin.

Fase de fijación del carbono o el ciclo de Calvin

El ciclo de Calvin utiliza la energía de los portadores de electrones excitados electrónicamente de corta duración para convertir el dióxido de carbono y el agua en compuestos orgánicos que pueden ser utilizados por el organismo. Este conjunto de reacciones también se llama fijación de carbono.

Las enzimas en el ciclo de Calvin son funcionalmente equivalentes a la mayoría de las enzimas utilizadas en otras vías metabólicas como la gluconeogénesis y la vía de la pentosa fosfato. Sin embargo, las enzimas del ciclo de Calvin se encuentran en el estroma del cloroplasto en lugar del citosol celular, separando las reacciones.

Estas enzimas se activan en la luz, y también por productos de la reacción dependiente de la luz. Estas funciones reguladoras evitan que el ciclo de Calvin respire dióxido de carbono.

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Fecha publicación: 6 de octubre de 2020
Última revisión: 6 de octubre de 2020