Ciclo de Calvin: fases, fijación del CO2 y formación de glucosa

Resumen

El documento explica el ciclo de Calvin, la fase oscura de la fotosíntesis, que comienza y termina con la ribulosa-1,5-difosfato. Describe sus tres fases: fijación del CO2 mediante la rubisco, reducción con NADPH y ATP, y formación de glucosa con regeneración de la ribulosa. También presenta la quimiosíntesis, sus dos fases y algunos grupos de bacterias quimiosintéticas.

Puntos clave

El ciclo de Calvin se divide en tres fases: fijación del CO2, reducción y formación de glucosa con regeneración de la ribulosa-1,5-difosfato.
La fijación del CO2 a la ribulosa-1,5-difosfato la cataliza la enzima rubisco.
La reducción utiliza moléculas de NADPH y ATP fabricadas en la fase luminosa.
Para sintetizar una molécula de glucosa son necesarias 6 vueltas del ciclo, ya que cada vuelta fija una molécula de CO2.
La quimiosíntesis es una nutrición autótrofa que usa la energía de la oxidación de compuestos inorgánicos sencillos.
La quimiosíntesis consta de una primera fase de obtención de energía (ATP y coenzimas reducidos) y una segunda fase de reducción de compuestos inorgánicos, similar a la fase oscura de la fotosíntesis.
Las bacterias nitrosificantes (Nitrosomonas) oxidan el amoníaco a nitritos y las nitrificantes (Nitrobacter) oxidan los nitritos a nitratos.

Ponte a prueba

Ciclo de Calvin

El ciclo de Calvin comienza con la ribulosa-1,5-difosfato y acaba volviendo a generar dicha molécula. El ciclo de Calvin se divide en 3 fases: fijación del CO₂, reducción y formación de la glucosa y regeneración.

Fijación del CO₂: para comenzar se fija el CO₂ a una molécula de ribulosa-1,5-difosfato gracias a la enzima ribulosa bifosfato carboxilasa oxidasa (rubisco) mediante la siguiente reacción:

2. Reducción: la reducción supone la utilización de moléculas de NADPH y ATP fabricadas en la fase luminosa.

Formación de la glucosa y regeneración: para sintetizar una molécula de glucosa serán necesarias 6 vueltas del ciclo, ya que por cada vuelta se fija una molécula de CO₂. Siendo la reacción global: al mismo tiempo, hay que regenerar la ribulosa-1,5-difosfato para iniciar un nuevo ciclo.

Quimiosíntesis: Fases

La quimiosíntesis es un proceso de nutrición autótrofa que llevan a cabo los organismos quimiolitótrofos, que son capaces de utilizar la energía liberada en la oxidación de moléculas inorgánicas sencillas para fijar C, N, S y poder incorporarlos en forma de materia orgánica. Solo un reducido número de bacterias, entre las que destacan las bacterias del suelo que oxidan el amoníaco a nitritos y estos a nitratos, pueden llevar a cabo este proceso. La quimiosíntesis, de manera análoga a la fotosíntesis, consta de dos fases:

Primera fase: en esta fase se obtiene energía química en forma de ATP y coenzimas reducidos (NADH+) a partir de la oxidación de compuestos inorgánicos sencillos tales como amoníaco, nitritos, azufre y sus derivados, hierro y otros. Cada grupo de bacterias quimiosintéticas está especializado en la obtención de energía oxidando un determinado compuesto inorgánico.
Segunda fase: en esta fase, el ATP y coenzimas reducidos obtenidos en la fase anterior son utilizados para reducir compuestos inorgánicos (CO₂, NH₃, H₂S) transformándolos en compuestos orgánicos. Esta segunda fase es muy similar a la fase oscura de la fotosíntesis.

Algunos tipos de organismos quimiosintéticos

Bacterias del nitrógeno: viven en el suelo y en el agua. Utilizan como sustratos compuestos reducidos de nitrógeno. Oxidan el amoníaco procedente de la descomposición de la materia orgánica en dos fases:
- Bacterias nitrosificantes: oxidan el amoníaco hasta nitritos (Nitrosomonas sp.).
- Bacterias nitrificantes: oxidan los nitritos hasta nitratos (Nitrobacter sp.).
Bacterias incoloras del azufre: viven en aguas residuales, fuentes hidrotermales y ambientes ricos en azufre o H₂S. Oxidan el azufre y el H₂S para obtener energía.

Preguntas frecuentes

¿Cuántas vueltas del ciclo de Calvin se necesitan para sintetizar una molécula de glucosa?

Se necesitan 6 vueltas del ciclo, porque en cada vuelta se fija una molécula de CO2 y la glucosa contiene seis carbonos.

¿Qué enzima fija el CO2 en el ciclo de Calvin?

La enzima ribulosa bifosfato carboxilasa oxidasa, conocida como rubisco, fija el CO2 a la ribulosa-1,5-difosfato.

¿Qué es la quimiosíntesis?

Es un proceso de nutrición autótrofa en el que los organismos quimiolitótrofos usan la energía liberada al oxidar moléculas inorgánicas sencillas para fijar C, N o S en materia orgánica.