Proceso de Anabolismo y Fotosíntesis: Fases, Tipos y Factores Clave
¿Qué es el Anabolismo?
El anabolismo es el conjunto de procesos bioquímicos mediante los cuales las células sintetizan la mayoría de las sustancias que las constituyen. Son procesos constructivos que intervienen en reacciones de reducción y requieren un aporte energético.
La Fotosíntesis: Concepto y Tipos
La fotosíntesis es un proceso anabólico por el cual las plantas, algas y algunas bacterias captan la energía de la luz y forman ATP y NADPH, los cuales se sintetizarán luego para elaborar moléculas orgánicas.
- Fotosíntesis oxigénica: El donador es la molécula de $H_2O$. Todas las plantas llevan a cabo este tipo de fotosíntesis, donde se libera oxígeno como producto final.
- Fotosíntesis anoxigénica: Como donador de electrones se utiliza el sulfuro de hidrógeno ($H_2S$) u otros compuestos orgánicos sencillos; se libera azufre y otros compuestos.
Fases de la Fotosíntesis
La fotosíntesis se divide principalmente en dos etapas fundamentales:
Fase Lumínica
Es necesaria la luz, que es captada por las moléculas fotorreceptoras. En esta etapa se obtiene ATP y NADPH. Ocurre en los tilacoides e incluye:
- Captación de energía lumínica: A través de clorofilas y carotenoides.
- Transporte electrónico dependiente de la luz: Se cede un electrón a otro compuesto aceptor. Este transporte se produce de forma que los electrones efectúan un recorrido desde el agua hasta el $NADP^+$, existiendo el fotosistema I y el fotosistema II.
- Síntesis de ATP o fotofosforilación: La fosforilación del ATP se produce gracias a la energía contenida en los fotones de luz.
Fase Oscura
No se necesita luz directamente. Se produce la biosíntesis de compuestos orgánicos a partir del dióxido de carbono ($CO_2$), utilizando el ATP y el NADPH obtenidos en la fase anterior:
- Fijación del $CO_2$: La primera reacción del ciclo de Calvin es la incorporación del átomo de carbono a la ribulosa, enzima catalizada bajo el nombre de rubisco.
- Reducción del átomo de carbono: Procedente del $CO_2$, se lleva a cabo en dos reacciones diferentes. Para que el ciclo de Calvin siga funcionando y continúe la fijación de $CO_2$, es preciso que la ribulosa-1,5-difosfato pueda recuperarse.
Factores que Influyen en la Fotosíntesis
La tasa y eficacia del proceso fotosintético dependen de diversos factores ambientales:
- La luz:
- Intensidad lumínica: Al aumentar la intensidad de la iluminación se incrementa la actividad fotosintética, aunque las distintas especies de plantas están adaptadas a intensidades de luz diferentes.
- Tiempo de iluminación: Hay especies que necesitan largas exposiciones diarias a la luz, mientras que otras precisan la alternancia entre periodos de iluminación y oscuridad.
- La concentración de $CO_2$: La eficacia de la fotosíntesis es mayor según aumenta la concentración de $CO_2$, hasta que alcanza un valor máximo en el que se estabiliza por la saturación de la enzima rubisco en el ciclo de Calvin.
- La temperatura: Todas las reacciones metabólicas se aceleran al elevarse la temperatura hasta un valor determinado; si se supera, las enzimas se desnaturalizan y el proceso se detiene.
- La humedad: Si hay poca humedad, las plantas cierran los estomas para evitar pérdidas de $H_2O$, lo que dificulta la captación de $CO_2$.
- La concentración de oxígeno ($O_2$): Cuando la concentración de oxígeno es elevada, la eficacia de la fotosíntesis disminuye debido a la fotorrespiración.