Fase luminosa y ciclo de Calvin en la fotosíntesis: resumen

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Resumen

El documento explica las dos etapas de la fotosíntesis: la fase luminosa, donde la luz genera ATP y NADPH mediante fotofosforilación cíclica y no cíclica, y la fase oscura o ciclo de Calvin, donde el CO2 se fija y se reduce en el estroma del cloroplasto. Incluye el papel de los fotosistemas y el balance energético del ciclo.

Puntos clave

  • La reacción general de la fase luminosa es H2O + NADP+ → ½ O2 + NADPH + H+, y la energía la aporta la luz.
  • Los fotosistemas, formados por clorofila y carotenoides, se encuentran en las membranas tilacoidales de los cloroplastos.
  • La fotofosforilación no cíclica produce ATP y NADPH y libera O2; la cíclica produce ATP sin generar NADPH ni O2.
  • En el ciclo de Calvin, el CO2 se fija a la ribulosa-1,5-bisfosfato mediante la enzima rubisco, formando 3-fosfoglicerato.
  • En la fase de reducción se usan ATP y NADPH de la fase luminosa para obtener materia prima orgánica.
  • El balance indicado para el ciclo es 6 CO2, 18 ATP y 12 NADPH.

Ponte a prueba

Fase luminosa: fotofosforilación

La reacción general de esta etapa es: H2O + NADP+ → ½ O2 + NADPH + H+. La energía necesaria para esta reacción la aporta la luz. La clorofila es la sustancia encargada de transformar la energía luminosa en química.

Los fotosistemas: estructura y formación

En las membranas tilacoidales de los cloroplastos se encuentran los fotosistemas, formados por moléculas de clorofila y carotenoides, junto con moléculas transportadoras de electrones (e-).

Fotofosforilación no cíclica

La transferencia de electrones desde el agua hasta el NADP+ implica dos pasos en los que se absorbe energía de la luz. Durante el transporte de electrones entre el FS II y el FS I, parte de la energía que pierden los electrones se utiliza para bombear protones desde el estroma al espacio tilacoidal.

La reacción de síntesis es: ADP + Pi → ATP.

Este proceso de síntesis de ATP recibe el nombre de fotofosforilación. Se denomina no cíclica ya que el flujo de los electrones que la produce no es cíclico. La energía de la luz se emplea en la fotosíntesis para generar NADPH y ATP, que se requieren para la reducción del CO2 en el ciclo de Calvin.

Fotofosforilación cíclica

Tanto la fase no cíclica como la cíclica ocurren simultáneamente. Sus características principales son:

  • No es necesaria la fotólisis del H2O.
  • No se genera O2.
  • Se produce un transporte de electrones cíclico que no genera la reducción del NADP+.
  • Se contribuye a crear el gradiente de concentración de protones y, por tanto, a la síntesis de ATP en los complejos de ATP-sintasa.

De esta forma, se incrementa el número de moléculas de ATP sin que se produzcan nuevas moléculas de NADPH.

Fase oscura: el ciclo de Calvin

Esta etapa tiene lugar en el estroma de los cloroplastos, donde se acumulan los productos obtenidos en la fase lumínica.

Fase I: fijación del CO2

El CO2 se incorpora al ciclo de Calvin y se une a un azúcar de 5 carbonos denominado ribulosa-1,5-bisfosfato. La enzima que cataliza este primer paso se denomina rubisco. El producto de esta reacción es inestable y se rompe por la mitad, formándose dos moléculas de 3-fosfoglicerato por cada molécula de CO2 fijada.

Fase II: reducción

El 3-fosfoglicerato es un compuesto demasiado oxidado. Para reducirlo, intervienen los procesos energéticos (ATP y NADPH) sintetizados en la fase luminosa. La reacción proporciona la materia prima necesaria para la síntesis de azúcares o de cualquier otro tipo de compuesto orgánico por la vía metabólica adecuada.

Balance energético: 6 CO2 // 18 ATP // 12 NADPH

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Preguntas frecuentes

¿Dónde ocurre el ciclo de Calvin?

Tiene lugar en el estroma de los cloroplastos, donde se acumulan los productos obtenidos en la fase luminosa.

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

La enzima que cataliza la fijación del CO2 es la rubisco, que une el CO2 a la ribulosa-1,5-bisfosfato.

¿Por qué la fotofosforilación cíclica no genera NADPH?

Porque el transporte de electrones es cíclico y no produce la reducción del NADP+. Solo contribuye a aumentar la síntesis de ATP.

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Test

1. ¿Qué molécula se produce en la fase luminosa a partir de la reducción de NADP+?
2. ¿Qué ocurre durante la fotofosforilación cíclica?
3. ¿Dónde se encuentran los fotosistemas?
4. ¿Qué compuesto se forma tras la fijación del CO2 por la rubisco?
5. ¿Qué función cumple la energía del ATP y NADPH en la fase II del ciclo de Calvin?

Preguntas generadas con IA a partir del documento: comprueba las respuestas con el texto.