¿Qué es la fase lumínica de la fotosíntesis?

Es el conjunto de reacciones dependientes de la luz que tienen lugar en las membranas tilacoidales. En ella se reduce NADP+ a NADPH y se sintetiza ATP mediante fotofosforilación.

¿Dónde se localiza el fotosistema II?

El fotosistema II se localiza en los grana, en las membranas de los tilacoides. Su centro de reacción es el P680.

¿Qué ocurre en la fase oscura de la fotosíntesis?

En el estroma se aprovechan el ATP y el NADPH de la fase lumínica para reducir y asimilar el carbono del CO2. Este proceso se conoce como ciclo de Calvin.

Fotosíntesis: fases lumínica y oscura, fotosistemas I y II

Resumen

El texto explica la fotosíntesis en organismos autótrofos, distinguiendo la fase fotoquímica o lumínica y la fase oscura o ciclo de Calvin. Describe los pigmentos captadores de luz, la estructura de los fotosistemas I y II y el flujo de electrones que genera ATP y NADPH. Sirve para entender cómo la energía lumínica se transforma en energía química y cómo se fija el carbono.

Puntos clave

La fotosíntesis transforma energía lumínica en energía química (ATP y NADPH) en organismos autótrofos.
La fase lumínica ocurre en las membranas de los tilacoides y necesita luz para disociar el agua y liberar O2.
Existen dos fotosistemas: el PSII (P680), que se localiza en los grana, y el PSI (P700), en contacto con el estroma.
El PSI recibe electrones del PSII y reduce NADP+ a NADPH mediante la ferredoxina.
La fotofosforilación sintetiza ATP aprovechando el gradiente de H+ creado por la cadena transportadora.
La fase oscura tiene lugar en el estroma y fija el carbono del CO2 mediante el ciclo de Calvin usando ATP y NADPH.

Ponte a prueba

La fotosíntesis se da en organismos autótrofos, los cuales, absorbiendo luz, son capaces de transformarla en energía química (ATP).

En la fotosíntesis se producen dos procesos a la vez:

FASE 1: Fotoquímica primaria y secundaria (captación lumínica, transporte de electrones (e^-), fotofosforilación) (aeróbica)
FASE 2: Anabolismo celular (ciclo de Calvin) (anaeróbica)

FASE 1: FOTOQUÍMICA O REACCIÓN DE HILL

Esta fase necesita luz para, a partir de moléculas de agua, conseguir oxígeno e hidrógeno mediante la disociación; y crear energía química (ATP y NADPH), que posteriormente se usará en el ciclo de Calvin para fijar carbono.

Este proceso se realiza en la cadena transportadora de e^-, en los fotosistemas (complejos de proteínas) que se encuentran en los tilacoides (membranas internas de los cloroplastos).

Existen dos tipos de fotosistemas (I y II) y funcionan gracias a los pigmentos que se encargan de captar la luz: clorofilas a y b, y carotenoides, los cuales se absorben a diferentes longitudes de onda.

Fotosistema II (PSII): Rico en clorofilas b. P680
Fotosistema I (PSI): Rico en clorofilas a. P700

Estructura de un Fotosistema

Un fotosistema está formado por:

Antena colectora de luz: Formada por los pigmentos (P680 en PSII y P700 en PSI).
Centros de reacción: Donde los factores llegan desde las antenas por resonancia inductiva. En estos, se transfiere un e^- "rico" en energía (feofitina en PSII y un aceptor desconocido, A₀, en PSI); y reciben un electrón "pobre" en energía (tirosina en PSII y plastocianina en PSI).

Los pigmentos antena de los fotosistemas absorben la energía lumínica, excitando los centros de reacción de cada uno. Los electrones de cada centro pasan a los aceptores primarios de e^-, pasando de excitados (P680; P700) a reducidos (P680⁺; P700⁺), iniciando el flujo electrónico.

Funcionamiento del Fotosistema II (PSII)

Se localiza en los grana. Una vez captada la energía lumínica por los pigmentos antena, a una longitud de onda igual o inferior a 680 nm, el electrón que se encuentra en el centro de reacción P680, por fotólisis del agua, pasa a ser 2e^-. Por la actuación de la feofitina (aceptor primario de la cadena), pasa de P680 a P680⁺. Seguidamente, pasan a la plastoquinona, que capta H⁺ del estroma y luego pasa al citocromo bf (complejo de proteínas no unido a las clorofilas que crea un gradiente de energía química) que bombea H⁺ al interior del tilacoide para formar ATP. Finalmente, llegan a la plastocianina que los cederá al centro de reacción del PSI.

Funcionamiento del Fotosistema I (PSI)

Se localiza en las membranas tilacoidales en contacto con el estroma. Una vez captada la energía lumínica por los pigmentos antena, a una longitud de onda igual o menor a 700 nm, los electrones pasan del centro de reacción al aceptor secundario (análogo funcional de la feofitina). Este aceptor pasa el electrón a la ferredoxina, donde se reduce el NADP⁺ a NADPH (que pasa a la fase oscura).

El fotosistema I recupera los electrones del centro de reacción del II y este, a su vez, los obtiene de la rotura de agua, asimilando los H⁺ en el tilacoide y liberando O₂ (fotólisis del agua).

Fases de la Fotosíntesis

Una vez conocidos los tipos de fotosistemas, se distinguen dos fases principales en la fotosíntesis:

Fase lumínica: Comprende un conjunto de reacciones dependientes de la luz que tienen lugar en las membranas tilacoidales. En ella, los electrones liberados tras la incidencia de los fotones se utilizan para reducir NADP⁺ a NADPH. Los electrones pasan por una cadena transportadora y la energía de estos electrones se utiliza en la síntesis de ATP (fotofosforilación).
Fase oscura: Comprende un conjunto de reacciones independientes de la luz, que tienen lugar en el estroma, en las que se aprovechan la energía (ATP) y el poder reductor (NADPH) de la fase lumínica para reducir y asimilar el carbono del CO₂, obteniendo moléculas orgánicas en un proceso de fijación del carbono (Ciclo de Calvin).