Etapas de la Fotosíntesis: ¿Qué son? ¿Qué fases tiene?

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¿Cuáles son las etapas de la fotosíntesis?

Cuáles son las etapas de la fotosíntesisLa fotosíntesis, unos de los procesos exclusivos del reino vegetal más importantes para la vida en el planeta, tiene dos grandes etapas: la lumínica y la oscura.

No hay que olvidar que los organismos fotosintéticos son productores de oxígeno (02), necesitan usar energía lumínica, agua y dióxido de carbono (C02) para cubrir sus necesidades alimentarias, como efectos seres autótrofos capaces de fabricar sus nutrientes alimenticios.

Es decir, la luz que ingresa a los pigmentos se convertirá en alimento. El dióxido de carbono es tomado del aire circundante con ayuda de poros vegetales.

El oxígeno liberado se forma con ayuda de los átomos provenientes del agua, que será absorbida por las raíces y se mueve hasta alcanzar las hojas. Veamos en qué consiste la etapa lumínica de este mecanismo mágico de las plantas que regala vida a todos los seres del planeta.

Es decir, los elementos agua y dióxido de carbono entran a la planta y los productos de la fotosíntesis, oxígeno y azúcar, se desprenden del vegetal.

Fase lumínica

Etapas de la fotosíntesis - Fase lumínicaSe caracteriza por el uso de la luz solar para que se produzcan diversas reacciones químicas por las moléculas de clorofila en la membrana del tilacoide.

Allí se inicia el transporte de electrones y la formación de un gradiente de protones que producirá un nucleótido que proporciona corriente energética para el mecanismo celular compuesto de adenina, ribosa y tres grupos fosfatos, identificado con las siglas ATP.

En los organismos eucariontes, la fotosíntesis se realiza en los cloroplastos o tilacoides, que son organelas que tienen una membrana externa y otra interna.

La fotosíntesis suele producirse en un tejido llamado mesófilo, que contiene cloroplastos. La membrana interna rodea a una solución densa llamada estroma donde se consiguen las membranas tilacoides, estructuras en forma de sacos aplanados colocados en forma apilada.

Las reacciones químicas de la fase lumínica ocurren justamente al interior de los sacos tilacoides. Los sacos tilacoides en los seres procariontes fotosintéticos suelen estar integrados a la membrana celular, en el citoplasma o formar estructuras más complejas de la membrana interna celular.

Los sacos tilacoides absorben la luz y son los responsables de la interacción entre la planta y los rayos solares. Las hojas tienen pequeños poros llamados estomas que permiten el ingreso de dióxido de carbono, para que este se propague dentro del tejido mesófilo y lograr que el oxígeno pueda ser liberado a la atmósfera, favoreciendo la vida planetaria.

Durante este mecanismo, la molécula de agua libera nuevas moléculas de oxígeno gaseoso a la atmósfera. La energía proveniente de la luz solar además tiene otra función vital: se convierte en la gasolina que empuja el ensamblaje de las moléculas de la glucosa.

¿Pero cómo sucede la reacción que genera energía química a partir de la luz?

Ocurre en presencia de dos compuestos químicos, el ATP, que como ya hemos explicado, es la molécula que guarda la energía, y otro identificado como NADPH, responsable de transportar electrones reducidos.

Los fotosistemas son complejos de proteínas donde la energía solar se convierte en energía química. Están ubicados en el cloroplasto. Cada fotosistema está equipado con muchas proteínas que contienen a su vez una mezcla de moléculas y pigmentos, que son la clorofila y las carotenoides que hacen posible la absorción solar.

Los organismos fotosintéticos poseen dos fotosistemas formados por una antena colectora de luz y un centro de reacción a nivel fotoquímico donde se incluye una molécula de clorofila a. 

Los pigmentos de estos fotosistemas trabajan como un vehículo perfecto para canalizar energía y moverla a centros de reacción, porque cuando la luz atrae algún pigmento, transferirá energía a un pigmento cercano, casi de inmediato y a otro y otro más, para que el proceso se repita sucesivamente.

En ambos sistemas, se establecen diferenciaciones debido al pico de absorción de la clorofila, fácilmente cuantificables. Y pueden trabajar en forma independiente, formándose un flujo cíclico de electrones.

En el llamado fotosistema II la luz es empleada para dividir el agua y liberar electrones, hidrógeno y oxígeno. Los electrones cargados de energía se dirigen al fotosistema I, donde se libera entonces ATP.

Hay una fotosíntesis oxigénica entonces que posee un primer electrón donante: el agua, por lo que el oxígeno liberado será considerado un desperdicio de este singular proceso. Existe también otra fotosíntesis anoxigénica donde se emplean varios electrones donantes.

La fase lumínica, en consecuencia, captura energía lumínica que será guardada de forma temporal en las moléculas químicas ATP y NADPH. El ATP se descompone para liberar energía y el NAPDH debe donar sus electrones para convertir las moléculas de dióxido de carbono en azúcares que son fuente de energía. 

Fase oscura

Etapas de la fotosíntesis - Fase oscuraEn este momento, el dióxido de carbono de la atmósfera se captura para que sea modificado cuando a la reacción química entra hidrógeno, para que se produzca la reacción.

Esta mezcla permitirá la formación de carbohidratos, que también serán utilizados por la planta como un alimento muy nutritivo.

 Se denomina fase oscura porque no hay luz directa implicada, no es requisito indispensable la energía solar para que se produzca la reacción. Pero sí son necesarias las moléculas de ATP y NADPH creados en la fase lumínica. 

La fase oscura sucede al interior del estroma de los cloroplastos. El dióxido de carbono ingresa por las hojas de la planta a través de estomas de los cloroplastos y ocurre gracias al ATP y al NADPH que se formaron en la reacción anterior.

¿Pero cómo suceden las reacciones en la fase oscura?

Se combina, antes que todo, una molécula de dióxido de carbono con una molécula receptora de carbono llamada RuBP. Esto genera un compuesto inestable de 6 carbonos.

 Dicho compuesto es dividido inmediatamente en dos moléculas de carbono que reciben energía del ATP y producirán dos nuevas moléculas llamadas BPGA.

Acto seguido, actúa un electrón de NADPH, que es combinado con cada molécula de BPGA y forma dos nuevas moléculas llamadas G3P, empleadas con mucha eficiencia para producir glucosa, pero también serán usadas en la reposición u restauración de RuBP, a fin de que el ciclo prosiga de manera exitosa. 

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