Factores que Modulan la Intensidad Fotosintética

La velocidad a la que ocurre la fotosíntesis está determinada por una serie de factores ambientales y bioquímicos. A continuación, se detallan los principales elementos que influyen en la intensidad fotosintética (IF).

Concentración de Dióxido de Carbono (CO₂) en el Medio

Si la iluminación es constante, la intensidad fotosintética aumenta con la concentración de dióxido de carbono en el medio. Esto se debe a que, a mayor concentración de CO₂, mayor será la velocidad a la que la enzima ribulosa-1,5-difosfato carboxilasa/oxigenasa (RUBISCO) fijará el CO₂ en el Ciclo de Calvin.

Efecto de Saturación de la RUBISCO

La curva hiperbólica que describe la variación de la IF con la concentración de CO₂ refleja el efecto de saturación de la enzima RUBISCO por su sustrato (CO₂).

Pregunta Clave:

• ¿Por qué para niveles altos de CO₂ la intensidad fotosintética se torna insensible a este factor?

La insensibilidad se debe a que la enzima RUBISCO alcanza su velocidad máxima de reacción (saturación), limitando la capacidad de fijación de CO₂ independientemente de que haya más sustrato disponible.

Intensidad de la Iluminación

En general, la intensidad de la iluminación aumenta el rendimiento de la fotosíntesis. Esto es crucial porque cuantos más fotones de luz lleguen a los Fotosistemas I y II, más cantidad de ATP y NADPH se obtendrán en la fase luminosa y, en consecuencia, más CO₂ se podrá fijar en la fase oscura.

Límite de Intensidad Luminosa

Si se sobrepasa un cierto límite de intensidad luminosa, puede producirse la desnaturalización de las enzimas que actúan en el proceso (fotoinhibición), lo que provoca que la intensidad fotosintética disminuya bruscamente.

Interacción con la Concentración de CO₂

La iluminación y el CO₂ interactúan como factores limitantes:

• Si la concentración de CO₂ es muy baja, la iluminación apenas influye sobre la intensidad fotosintética (de poco vale que se obtenga mucho ATP y NADPH en la fase luminosa si no hay CO₂ para fijar en la fase oscura).
• Sin embargo, a partir de un cierto valor en la concentración de CO₂, la intensidad de iluminación se convierte en un factor limitante crucial para el proceso fotosintético.

Concentración de Oxígeno (O₂)

El O₂ tiene un efecto inhibitorio sobre la fotosíntesis: a mayor concentración de O₂ en el medio, menor es la intensidad fotosintética. Esto se debe al fenómeno de la fotorrespiración, donde la RUBISCO compite entre el CO₂ y el O₂ como sustrato.

Temperatura

La temperatura afecta de manera diferente a las dos fases de la fotosíntesis:

• Las reacciones fotoquímicas de la fase luminosa son, en gran medida, independientes de la temperatura.
• Las reacciones de la fase oscura (enzimáticas) incrementan su velocidad con la temperatura, tal como ocurre en cualquier reacción química catalizada por enzimas.

Desnaturalización Enzimática

El incremento de velocidad de la fase oscura solo se mantiene siempre que no se alcance un valor térmico que provoque la desnaturalización de las enzimas. Si se supera este umbral, la intensidad fotosintética disminuye bruscamente.