Fundamentos Biológicos de la Fotosíntesis y el Ciclo de Calvin

Componentes y Procesos de la Fotosíntesis

Estructuras y Pigmentos Fotosintéticos

• Clorofila: Es el pigmento fotosintético ubicado en los tilacoides que capta la luz solar y le otorga el color verde a las plantas.
• Clorofila beta: Un pigmento accesorio en los tilacoides que absorbe la luz solar y la transfiere a la clorofila alfa.
• Magnesio: Es un átomo ubicado en el centro de la molécula de clorofila alfa que libera electrones energizados al recibir la energía de la luz.
• Fotosistemas: Son agrupaciones de clorofila con pigmentos y proteínas en la membrana tilacoidal que absorben la luz para excitar electrones.
• Tilacoide: Son discos membranosos situados en el estroma, que poseen pigmentos de clorofila que dan el color al cloroplasto y a las plantas.
• Estroma: Espacio al interior de la membrana interna del cloroplasto que contiene ADN, ribosomas y proteínas.
• Estomas: Son poros en las hojas que permiten el ingreso de CO₂ y la salida de oxígeno y vapor de agua.

Fase Dependiente de la Luz (Fase Clara)

• Fotón: Es una partícula o paquete de energía lumínica proveniente del Sol que es absorbida por los pigmentos fotosintéticos.
• Fotólisis del agua: Es la ruptura de la molécula de agua (H₂O) producida en la fase dependiente de la luz, liberando oxígeno y electrones.
• CTE (Cadena de Transporte de Electrones): Son moléculas proteicas en la membrana tilacoidal que reciben y entregan electrones para liberar energía.
• Quimiosmosis: Es el paso de protones (H⁺) a través de la ATP sintasa (a favor del gradiente de concentración) para generar moléculas de ATP durante la fase clara.
• ATP sintasa: Es una proteína de la membrana tilacoidal que sintetiza ATP aprovechando la salida de los protones.
• NADP+: Es la molécula receptora que gana electrones y un protón (H⁺) para reducirse y formar NADPH.
• NADPH: Es una molécula portadora de energía y electrones producida al final de la fase clara (en el Fotosistema I) que se utiliza en el ciclo de Calvin.

Fase Independiente de la Luz: Ciclo de Calvin

• Ribulosa bifosfato (RuBP): Es una molécula de 5 carbonos que se une al 3 CO₂ para iniciar el ciclo de Calvin y que juntos forman 6 PGA.
• Rubisco: Es una enzima que participa en el ciclo de Calvin (fase independiente) y ayuda a unir el 3 CO₂ con la ribulosa bifosfato (3 RuBP).
• PGA (Ácido fosfoglicérico): Es la primera molécula formada en el ciclo de Calvin tras la fijación del 3 CO₂ catalizada por la enzima Rubisco.
• G3P (Gliceraldehído-3-fosfato): Es una molécula de 3 carbonos que resulta del ciclo de Calvin y que, al unirse con otro G3P, forma glucosa.
• Desfosforilación del ATP: Es la pérdida de un grupo fosfato por parte del ATP para liberar energía, transformándose en ADP.

Productos y Almacenamiento de Energía

• Glucosa: Es el carbohidrato simple de 6 carbonos producido a partir del G3P generado en el ciclo de Calvin.
• Almidón: Es la molécula de reserva energética que forma la planta cuando se unen múltiples moléculas de glucosa sobrantes.