Fotosíntesis
Biología
Conceptos clave
- Fotosíntesis: los fotoautótrofos convierten la energía luminosa en energía química (glucosa) en el cloroplasto.
- Ecuación global: .
- Dos etapas: reacciones de luz (tilacoide) → ATP, NADPH, O₂; ciclo de Calvin (estroma) → glucosa.
- Es la base de casi todas las cadenas alimentarias y del O₂ atmosférico.
Pigmentos y luz
- Clorofila a: pigmento primario de los centros de reacción; absorbe azul (~430 nm) y rojo (~680 nm).
- Clorofila b y carotenoides: pigmentos accesorios; amplían el espectro captado.
- Espectro de absorción (qué absorbe cada pigmento) ≈ espectro de acción (qué luz impulsa la fotosíntesis).
- Las plantas son verdes porque reflejan esa longitud de onda (la absorben poco).
Reacciones dependientes de la luz
- Ocurren en la membrana tilacoidal; la luz excita electrones en los fotosistemas II y I.
- Fotólisis del agua: el agua se rompe → electrones, H⁺ y O₂ (subproducto).
- El transporte de electrones bombea H⁺ al lumen → fotofosforilación de ADP a ATP.
- El NADP⁺ se reduce a NADPH.
Ciclo de Calvin
- Ocurre en el estroma (no necesita luz directa, pero depende de sus productos).
- Fijación: la enzima RuBisCO une CO₂ a la RuBP.
- Reducción: el ATP y el NADPH transforman el producto en G3P → glucosa.
Cómo se mide la tasa
- Se cuantifica por la producción de O₂ (burbujas en una planta acuática) o el consumo de CO₂.
- La quimiosmosis también fabrica ATP aquí: los H⁺ del lumen cruzan la ATP-sintasa.
- El G3P producido sirve para formar glucosa, almidón, celulosa y aminoácidos.
Ejemplo resuelto
- Factores limitantes: al aumentar la luz, la tasa sube hasta una meseta (limita el CO₂ o la temperatura).
- Subir el CO₂ o la temperatura (hasta el óptimo) eleva la meseta: el factor más escaso marca el límite.
En el examen IB
- La luz no "fabrica" glucosa directa: produce ATP y NADPH que el ciclo de Calvin usa.
- El O₂ proviene del agua, no del CO₂ (fotólisis).
- RuBisCO fija el carbono: es la enzima clave del ciclo de Calvin.
- Sabe leer curvas de factores limitantes e identificar el factor limitante en cada tramo.