Mecanismos Esenciales de la Vida: Fotosíntesis, Ciclo de Calvin y Quimiosíntesis
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La Fotosíntesis: Pilar Fundamental de la Vida en la Tierra
La fotosíntesis es la responsable de:
- El cambio producido en la atmósfera terrestre primitiva, que en principio era reductora.
- La síntesis de materia orgánica, que es la base de los ecosistemas.
- La energía almacenada en combustibles fósiles, como el carbón, el petróleo y el gas natural.
- La liberación de oxígeno a la atmósfera, que permite la respiración aerobia.
- La retirada del CO2 atmosférico, principal gas causante del efecto invernadero.
El Transporte Cíclico de Electrones en la Fotosíntesis
En el transporte cíclico de electrones:
- Sólo participa el fotosistema I (PSI).
- No se produce reducción del NADP+, ya que los electrones salen y regresan al PSI.
- No hay fotólisis del H2O ni desprendimiento de O2 a la atmósfera, debido a que no interviene el fotosistema II (PSII).
- Se produce síntesis de ATP gracias a la translocación de H+ por el complejo cit bf.
La Reducción de CO2: El Ciclo de Calvin
La reducción del CO2 se realiza a través del Ciclo de Calvin:
- El CO2 es reducido a G3P (gliceraldehído-3-fosfato) en un conjunto de reacciones en las que interviene la ribulosa 1,5-difosfato y que necesitan los electrones aportados por el NADPH y la energía del ATP, procedente de la fase luminosa.
- En cada vuelta del ciclo se fija 1 molécula de CO2, por lo que para obtener una molécula de G3P hacen falta 3 vueltas; es decir, la reducción de 3 moléculas de CO2 con los hidrógenos de otras 6 de NADPH y la energía de 9 moléculas de ATP, y con la intervención de 3 ribulosas 1,5-difosfato, que se regeneran en cada vuelta.
- Para sintetizar una glucosa, se requiere la formación de 2 G3P (6 vueltas), por lo que la ecuación general del ciclo es:
Las Fases de la Quimiosíntesis
De la quimiosíntesis también se diferencian dos fases:
Primera Fase: Equivalente a la Fase Luminosa
En esta etapa se oxidan compuestos inorgánicos sencillos (NH3, H2, H2S), liberándose energía y electrones. La energía se utiliza para fosforilar el ADP y formar ATP. Los electrones sirven para reducir, normalmente, el NAD+ y formar NADH.
Segunda Fase: Equivalente a la Fase Oscura de la Fotosíntesis
Se utilizan el ATP y el NADH, obtenidos en la primera fase, para reducir compuestos inorgánicos (CO2 y NO3-) y obtener compuestos orgánicos.