Fase oscura

En la fase oscura, que tiene lugar en la matriz o estroma de los cloroplastos, tanto la energía en forma de ATP como el NADPH que se obtuvo en la fase fotoquímica se usa para sintetizar materia orgánica por medio de sustancias inorgánicas. La fuente de carbono empleada es el dióxido de carbono, mientras que como fuente de nitrógeno se utilizan los nitratos y nitritos, y como fuente de azufre, los sulfatos. Esta fase se llama oscura, no porque ocurra de noche, sino por que no requiere de energía solar para poder concretarse.

En esta etapa ocurre un único evento que es la fijación del dióxido de carbono en un compuesto orgánico a través del ciclo del C3 o Ciclo de Calvin Benson:

1. Fijación del dióxido de carbono. En el estroma del cloroplasto, el dióxido de carbono atmosférico se une a la ribulosa 1, 5 ribulosa  y origina un compuesto inestable de seis carbonos, que se descompone en dos moléculas de ácido-3-fosfoglicérico. Se trata de moléculas constituidas por tres átomos de carbono, por lo que las plantas que siguen esta vía metabólica se llaman C3.

2.  Con posterioridad se produce la reducción del dióxido de carbono fijado. Por medio del consumo de ATP y del NADPH obtenidos en la fase luminosa, el ácido 3-fosfoglicérico se reduce a gliceraldehído 3-fosfato.

3. El PGAL  puede seguir dos vías, consistiendo la primera de ellas en regenerar la ribulosa 1-5-difosfato (la mayor parte del producto se invierte en esto) o bien, servir para realizar otro tipo de biosíntesis: el que se queda en el estroma del cloroplasto comienza la síntesis de aminoácidos, ácidos grasos y almidón. El que pasa al citosol origina la glucosa y la fructosa, que al combinarse generan la sacarosa (azúcar característico de la savia) mediante un proceso parecido a la glucólisis en sentido inverso.
La regeneración de la ribulosa-1,5-difosfato se lleva a cabo a partir del gliceraldehído 3-fosfato, por medio de un proceso complejo donde se suceden compuestos de cuatro, cinco y siete carbonos, semejante a ciclo de las pentosas fosfato en sentido inverso (en el ciclo de Calvin, por cada molécula de dióxido de carbono que se incorpora se requieren dos de NADPH y tres de ATP).

 

 Intrucciones

De acuerdo a la información dada y el video conteste las siguientes preguntas:

1. ¿Qué sustancias utiliza la planta para llevar a cabo la fase oscura?

2.  ¿En qué parte del cloroplasto se lleva a cabo esta etapa?

3.  ¿Cuáles son las dos vías que puede seguir el PGAL en el ciclo de Calvin Benson?

4. ¿Qué sustancias se produce al final de esta etapa?

Fase luminica

Fase luminosa o fotoquímica

 La fase clara o luminosa de la fotosíntesis ocurre en los tilacoides en los cloroplastos.  En esta ocurren tres eventos importantes:


1. La energía solar es captada por pigmentos en los cloroplastos.
2. Las reacciones luinosas ocurren en cúmulos de energía llamados fotosistemas.
3. Reacción de Hill.

A continuación explicaremos cada uno de estos eventos:


1. En los tilacoides la energía es captada por pigmentos fotosintéticos como la clorofila, los carotenos y las ficocianinas.  La clorofila es la molécula principal absorbe luz roja, azul y violeta; los carotenos absorben luz azul y verde y las ficocianinas luz verde y  amarilla.


2. La energía luminosa que absorbe la clorofila se transmite a los electrones externos de la molécula, los cuales escapan de la misma y producen una especie de corriente eléctrica en el interior del cloroplasto al incorporarse a la cadena de transporte de electrones. Esta energía puede ser empleada en la síntesis de ATP mediante la fotofosforilación, y en la síntesis de NADPH. Ambos compuestos son necesarios para la siguiente fase o Ciclo de Calvin, donde se sintetizarán los primeros azúcares que servirán para la producción de sacarosa y almidón.

3. Reacción de Hill es un proceso importantísimo porque al darse su rompimiento por un fotón de luz (fotólisis), se descompone y asi es como es liberado el oxígeno a la atmósfera por las plantas. (la molécula de agua se divide en 2H⁺ + 2e^- + 1/2O₂).

Esquema de la etapa fotoquímica, que se produce en los tilacoides.

Instrucciones:
Deacuerdo a la lectura anterior y el video, haga su comentario.

¿Cuáles son las sutancias utilizadas por la planta en la fase lumínica?

¿Qué sustancias se producen al final de la fase lumínica?

¿ De dónde proviene el oxígeno liberado en la fase clara?

FOTOSINTESIS

La fotosíntesis es la conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz. En este proceso la energía lumínica se transforma en energía química estable, siendo el adenosín trifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esa energía química.

Es importante recalcar, que este proceso lo realizan las plantas, algas unicelulares y algunas cianobacterias.  Entre las algas unicelulares tenemos las diatomeas y dinoflagelados, que forman parte del fitoplancton marino que pueden llegar a realizar el 70 % de la actividad fotosintetizadora.












Las organelas  citoplasmáticas encargadas de la realización de la fotosíntesis son los cloroplastos, unas estructuras polimorfas y de color verde (esta coloración es debida a la presencia del pigmento clorofila) propias de las células vegetales. En el interior de estas organelas se halla una cámara que contiene un medio interno llamado estroma(lugar donde se lleva a cabo la fase oscura) que alberga diversos componentes, entre los que cabe destacar enzimas encargadas de la transformación del dióxido de carbono en materia orgánica y unos sáculos aplastados denominados tilacoides (lugar donde se lleva a cabo la fase clara) o lamelas, cuya membrana contiene pigmentos fotosintéticos,