FO TO SÍNTESIS Exp lic a c ió n b re ve - La fo to sínte sis e s un pro c e so e n virtud de l c ua l lo s o rg a nism o s c o n c lo ro fila , c o m o la s pla nta s ve rde s, la s a lg a s y a lg una s b a c te ria s, c a ptura n e ne rg ía e n fo rm a de luz y la tra nsfo rm a n e n e ne rg ía q uím ic a . Prá c tic a m e nte to da la e ne rg ía q ue c o nsum e la vida de la b io sfe ra te rre stre la zo na de l pla ne ta e n la c ua l ha y vida pro c e de de la fo to sínte sis. - La fo to sínte sis se re a liza e n do s e ta pa s: una se rie de re a c c io ne s q ue de pe nde n de la luz y so n inde pe ndie nte s de la te m pe ra tura , y o tra se rie q ue de pe nde n de la te m pe ra tura y so n inde pe ndie nte s de la luz. La ve lo c ida d de la prim e ra e ta pa , lla m a da re a c c ió n lum ínic a , a um e nta c o n la inte nsida d lum ino sa (de ntro de c ie rto s lím ite s), pe ro no c o n la te m pe ra tura . En la se g unda e ta pa , lla m a da re a c c ió n e n la o sc urida d, la ve lo c ida d a um e nta c o n la te m pe ra tura (de ntro de c ie rto s lím ite s), pe ro no c o n la inte nsida d lum ino sa . G e ne ra lid a d e s | | En a lg a s e uc a rió tic a s y e n pla nta s, la fo to sínte sis se lle va a c a b o e n un o rg á nulo e spe c ia liza do de no m ina do c lo ro pla sto . Este o rg á nulo q ue e stá de lim ita do po r do s m e m b ra na s (e nvue lta s de lo s c lo ro pla sto s) q ue lo se pa ra n de l c ito pla sm a c irc unda nte . En su inte rio r se e nc ue ntra una fa se a c uo sa c o n un e le va do c o nte nido e n pro te ína s e hidra to s de c a rb o no (e stro m a de l c lo ro pla sto ) y una se rie de m e m b ra na s de no m ina da s tila c o ide s. Lo s tila c o ide s c o ntie ne n lo s pig m e nto s (susta nc ia s c o lo re a da s) fo to sinté tic o s y pro te ína s ne c e sa rio s pa ra c a pta r la e ne rg ía de la luz. El princ ipa l de e so s pig m e nto s e s la c lo ro fila , de c o lo r ve rde , de la q ue e xiste n va rio s tipo s (b a c te rio c lo ro fila s y c lo ro fila s a , b , c y d). G e ne ra lid a d e s | | La fo to sínte sis se divide e n do s fa se s. La prim e ra o c urre e n lo s tila c o ide s, e n do nde se c a pta la e ne rg ía de la luz y é sta e s a lm a c e na da e n do s m o lé c ula s o rg á nic a s se nc illa s (ATP y NADPH). La se g unda tie ne lug a r e n e l e stro m a y la s do s m o lé c ula s pro duc ida s e n la fa se a nte rio r so n utiliza da s e n la a sim ila c ió n de l C O 2 a tm o sfé ric o pa ra pro duc ir hidra to s de c a rb o no e indire c ta m e nte e l re sto de la s m o lé c ula s o rg á nic a s q ue c o m po ne n lo s se re s vivo s (a m ino á c ido s, lípido s, nuc le ó tido s, e tc .). Tra dic io na lm e nte , a la prim e ra fa se se le de no m ina b a fa se lum ino sa y a la se g unda fase o sc ura de la fo to sínte sis. Sin e m b a rg o , la de no m ina c ió n c o m o "fa se o sc ura " de la se g unda e ta pa e s inc o rre c ta , po rq ue a c tua lm e nte se c o no c e q ue lo s pro c e so s q ue la lle va n a c a b o so lo o c urre n e n c o ndic io ne s de ilum ina c ió n. Es m á s pre c iso re fe rirse a e lla c o m o fa se de fija c ió n de l dió xido de c a rb o no (c ic lo de C a lvin) y a la prim e ra c o m o "fa se fo to q uím ic a " o re a c c ió n de Hill. G e ne ra lid a d e s | | En la fa se lum ino sa o fo to q uím ic a , la e ne rg ía de la luz c a pta da po r lo s pig m e nto s fo to sinté tic o s unido s a pro te ína s y o rg a niza do s e n lo s de no m ina do s "fo to siste m a s" (ve r m á s a de la nte ), pro duc e la de sc o m po sic ió n de l a g ua , lib e ra ndo e le c tro ne s q ue c irc ula n a tra vé s de m o lé c ula s tra nspo rta do ra s pa ra lle g a r ha sta un a c e pto r fina l (NADP+ ) c a pa z de m e dia r e n la tra nsfo rm a c ió n de l C O 2 a tm o sfé ric o (o disue lto e n e l a g ua e n siste m a s a c uá tic o s) e n m a te ria o rg á nic a . Este pro c e so lum ino so e stá ta m b ié n a c o pla do a la fo rm a c ió n de m o lé c ula s q ue func io na n c o m o inte rc a m b ia do re s de e ne rg ía e n la s c é lula s (ATP). La fo rm a c ió n de ATP e s ne c e sa ria ta m b ié n pa ra la fija c ió n de l C O 2 . De sc ub rimie nto | | C o m o m uc ho s o tro s de sc ub rim ie nto s, e l de la fo to sínte sis se re a lizó a nte s de q ue su c o nc e pto fue ra e sb o za do . En 1771, e l ing lé s Prie stle y, pre o c upa do po r la s te o ría s de la é po c a so b re e l flo g isto y la na tura le za de l a ire , c o m ie nza una se rie de e xpe rim e nto s q ue no tie ne n m uc ho q ue ve r c o n la fo to sínte sis. Se o c upa de lo q ue de no m ina la «b o nda d» de l a ire , e s de c ir, su utilida d pa ra la re spira c ió n. C o n e ste fin, po ne un ra tó n b a jo una c a m pa na de vidrio y o b se rva q ue su re spira c ió n dism inuye e n una q uinta pa rte e l vo lum e n to ta l de a ire ; lue g o po ne una pla nta , y de sc ub re q ue e ste vo lum e n se re c upe ra . Sus m e dida s só lo so n, po r ta nto , c ua ntita tiva s, pue sto q ue no de sc ub rirá e l o xíg e no ha sta tre s a ño s de spué s. ING EN HO USZ | | | En 1779, e l ho la ndé s Ing e n Ho usz, re to m a la s o b se r- va c io ne s de Prie stle y y de sc ub re q ue la s pla nta s pro duc e n m uc ho o xíg e no de día , pe ro q ue , po r la no c he , pro duc e n a nhídrido c a rb ó nic o , intro duc ie ndo lo s c o nc e pto s de re spira c ió n diurna y re spira c ió n no c turna . Ba sá ndo se e n su de sc ub rim ie nto , lle g a a la hipó te sis de q ue e l o xíg e no q ue se de spre nde dura nte e l día pro vie ne de la de sc o m po sic ió n de l a g ua . Ing e n Ho usz se da c ue nta a sim ism o de q ue la s pa rte s no ve rde s de la s pla nta s sie m pre pro duc e n a nhídrido c a rb ó nic o . Se ha lla , po r ta nto , so b re la pista de l pa pe l de la c lo ro fila , pe ro de tie ne e n e ste punto su e xc e le nte o b se rva c ió n. LAS ETAPAS FINALES | | La s e ta pa s m á s im po rta nte s so n lo s de sc ub rim ie nto s de la s fa se s de la fo to sínte sis, q ue inic ia n e l ruso Tim iria se v (1877) y e l a le m á n Eng e lm a nn (1881) y q ue c o ntinúa n lo s a m e ric a - no s Bla c km a nn (1905), Em e rso n (1921) y Arno ld (1924). Esto s b o tá nic o s e sta b le c e n q ue la c lo ro fila c a pta prim e ro la e ne rg ía so la r, pa sa ndo a un e sta do de a c tiva c ió n m o le c ula r; uno de lo s e le c tro ne s se e sc a pa de la m o lé c ula y to m a pa rte e n la hidró lisis de l a g ua , lo q ue pro vo c a una c a de na de re a c c io ne s q uím ic a s q ue pre pa ra n la se g unda fa se , e n la q ue un a zúc a r se hidro liza e n pre se nc ia de a nhídrido c a rb ó nic o pa ra fo rm a r o tro s a zúc a re s. ¿ Q UÉ ES LA FO TO SÍNTESIS? | Lo s c lo ro p la sto s tie ne n la c a p a c id a d d e c o nve rtir la e ne rg ía lumino sa e n e ne rg ía q uímic a me d ia nte e l p ro c e so d e la fo to sínte sis, e l c ua l se e fe c túa me d ia nte d o s tip o s d e re a c c io ne s, la s lumino sa s y la s o sc ura s. ¿ Q UÉ O RG ANISMO S REALIZAN ESTE PRO C ESO ? | | La s p la nta s, la s a lg a s y c ie rta s b a c te ria s so n lo s o rg a nismo s q ue p ue d e n re a liza r e ste p ro c e so . A e ste tip o d e o rg a nismo se le s lla ma a utó tro fo s, o rg a nismo s q ue p ue d e n p ro d uc ir sus p ro p io s a lime nto s a p a rtir d e ma te ria s p rima s ino rg á nic a s, y p o r lo ta nto no d e p e nd e n d e o tro s o rg a nismo s p a ra su nutric ió n. ¿ Q UÉ O RG ANULO C ELULAR LA LLEVA AC ABO Y Q UÉ ESTRUC TURA TIENE? | Lo s c lo ro pla sto s lo s c ua le s se e nc ue ntra n e n c é lula s ve g e ta le s y e n o rg a nismo s muy se nc illo s. C o mo a lg a s y p ro to zo o s. Lo s c lo ro p la sto s c o ntie ne n la c lo ro fila , e n e l inte rio r d e lo s c lo ro p la sto s se p ue d e n o b se rva r lo s tila c o ide s . Va rio s tila c o id e s se me ja n p ila s d e mo ne d a s, c a d a p ila d e mo ne d a s e s una g ra na . La s g ra na s e stá n ro d e a d a s d e una susta nc ia g e la tino sa lla ma d a e stro m a . FASE FO TO Q UÍMIC A • La e ne rg ía lumino sa q ue a b so rb e la c lo ro fila se tra nsmite a lo s e le c tro ne s e xte rno s d e la mo lé c ula . • Esta e ne rg ía p ue d e se r e mp le a d a e n la sínte sis d e ATP (Ad e no sin Tri fo sfa to ) me d ia nte la fo to fo sfo rila c ió n, y e n la sínte sis d e NADPH .( Nic o tina mid a a d e nina d inuc le ó tid o fo sfa to ) • Amb o s c o mp ue sto s so n ne c e sa rio s p a ra la sig uie nte fa se o c ic lo de c a lvin, d o nd e se sinte tiza rá n lo s p rime ro s a zúc a re s q ue se rvirá n p a ra la p ro d uc c ió n d e sa c a ro sa y a lmid ó n. | Existe n d o s va ria nte s d e fo sfo rila c ió n: a c íc lic a y c íc lic a , se g ún e l trá nsito q ue sig a n lo s e le c tro ne s a tra vé s d e lo s fo to siste ma s. La s c o nse c ue nc ia s d e se g uir un tip o u o tro e strib a n p rinc ip a lme nte e n la p ro d uc c ió n o no d e NADPH y e n la lib e ra c ió n o no d e O 2. FASE LUMINO SA | | En la e ta pa c la ra la luz q ue "g o lpe a " a la c lo ro fila e xc ita a un e le c tró n a un nive l e ne rg é tic o supe rio r. En una se rie de re a c c io ne s la e ne rg ía se c o nvie rte (a lo la rg o de un pro c e so de tra nspo rte de e le c tro ne s ) e n ATP y NADPH. El a g ua se de sc o m po ne e n e l pro c e so lib e ra ndo o xíg e no c o m o pro duc to se c unda rio de la re a c c ió n. El ATP y e l NADPH se utiliza n pa ra fa b ric a r lo s e nla c e s C - C e n la e ta pa o sc ura . Lo s fo to siste m a s so n lo s c o njunto s de m o lé c ula s de c lo ro fila y o tro s pig m e nto s e m pa q ue ta do s e n lo s tila c o ide s. En e l "c o ra zó n" de l fo to siste m a se e nc ue ntra la c lo ro fila q ue a b so rb e la luz pa ra c o nve rtirse e n una fo rm a "a c tiva da ". La e ne rg ía c o nte nida e n e sta c lo ro fila a c tiva da se utiliza pa ra ha c e r func io na r la m a q uina ria q uím ic a de la c ua l de pe nde g ra n pa rte de la vida . FASE LUMINO SA | | | El fo to siste m a I usa la c lo ro fila a e n una fo rm a de no m ina da P700. El Fo to siste m a II usa una fo rm a de c lo ro fila c o no c ida c o m o P680. Am b a s fo rm a s "a c tiva s" de la c lo ro fila a func io na n e n la fo to sínte sis de b ido a su re la c ió n c o n la s pro te ína s de la m e m b ra na tila c o ide . La e ne rg ía de la luz c a usa la e lim ina c ió n de un e le c tró n de una m o lé c ula de P680 q ue e s pa rte de l Fo to siste m a II, e l e le c tró n e s tra nsfe rido a una m o lé c ula a c e pto ra (a c e pto r prim a rio ), y pa sa lue g o c ue sta a b a jo a l Fo to siste m a I a tra vé s de una c a de na tra nspo rta do ra de e le c tro ne s. La P680 re q uie re un e le c tró n q ue e s to m a do de l a g ua ro m pié ndo la e n io ne s H+ y io ne s O - 2 . Esto s io ne s O - 2 se c o m b ina n pa ra fo rm a r O 2 q ue se lib e ra a la a tm ó sfe ra . La luz a c túa so b re la m o lé c ula de P700 de l Fo to siste m a I, pro duc ie ndo q ue un e le c tró n se a e le va do a un po te nc ia l m a s a lto . Este e le c tró n e s a c e pta do po r un a c e pto r prim a rio (dife re nte de l a so c ia do a l Fo to siste m a II). FASE LUMINO SA | | | El e le c tró n pa sa nue va m e nte po r una se rie de re a c c io ne s re do x, y fina lm e nte se c o m b ina c o n NADP+ e H+ pa ra fo rm a r NADPH, un po rta do r de H ne c e sa rio e n la fa se inde pe ndie nte de la luz. Ele c tró n de l fo to siste m a II re e m pla za a l e le c tró n e xc ita do de la m o lé c ula P700. Existe po r lo ta nto un c o ntinuo flujo de e le c tro ne s (no c íc lic o ) de sde e l a g ua a l NADPH, e l c ua l e s usa do pa ra la fija c ió n de l c a rb o no . FASE LUMINO SA | Lo s fo to ne s inc id e n so b re e l fo to siste ma , e xc ita nd o y lib e ra nd o d o s e le c tro ne s, q ue p a sa n a l p rime r a c e p to r d e e le c tro ne s, la fe o fitina . | Lo s e le c tro ne s lo s re p o ne e l p rime r d a d o r d e e le c tro ne s, e l d a d o r Z , c o n lo s e le c tro ne s p ro c e d e nte s d e la fo tó lisis d e l a g ua e n e l inte rio r d e l tila c o ide (la mo lé c ula d e a g ua se d ivid e e n 2H+ + 2e - + 1/ 2O 2 | Lo s p ro to ne s d e la fo tó lisis se a c umula n e n e l inte rio r d e l tila c o id e , y e l o xíg e no e s lib e ra d o . FASE O SC URA | | En e sta fa se , se va a utiliza r la e ne rg ía q uímic a o b te nid a e n la fa se lumino sa , e n re d uc ir C O 2, Nitra to s y sulfa to s y a simila r lo s b io e le me nto s C , H, y S, c o n e l fin d e sinte tiza r g lúc id o s, a mino á c id o s y o tra s susta nc ia s. El p ro c e so d e re d uc c ió n d e l c a rb o no e s c íc lic o y se c o no c e c o mo C ic lo d e C a lvin., e n ho no r d e su d e sc ub rid o r M. C a lvin. IMAG EN REC UPERADA DE.HTTP:/ / KAMBRY.ES/ APUNTES%20WEB/ PAG INAS%20WEB%20DE%20MATEMATIC AS/ ANALISIS_ALG EBRA/ IMAG ENES/ BIO LO G IA/ FO TO SIN TESIS/ C IC LO _C ALVIN.JPG EC UAC IO NES RESUMIDAS DE LA FO TO SÍNTESIS | REAC C IO NES FO TO DEPENDIENTES LUZ 12H2O +12NADP++18ADP+18Pi | C IC LO DE C ALVIN: 12NADPH+18ATP+6C O 2 | 6 O 2+12 NADPH+18 ATP C 6H12O 6+12 NADP++18 ADP + 18 Pi+6H2O EC UAC IÓ N G LO BAL 6C O 2+12H2O C 6H12O 6+6 O 2 + 6H2O LUZ TIPO S DE FO TO SÍNTESIS | Fo to sínte sis ve g e ta l La s p la nta s to ma n d ió xid o d e c a rb o no d e l a ire y a g ua d e l sue lo y, c o n la e ne rg ía d e l so l, sinte tiza n g luc o sa , un hid ra to d e c a rb o no ric o e n e ne rg ía (E), y lib e ra n o xíg e no . Este p ro c e so tie ne lug a r e n la s ho ja s g ra c ia s a la c lo ro fila , un p ig me nto c o nte nid o e n lo s c lo ro p la sto s, uno s o rg á nulo s p ro p io s d e la s c é lula s ve g e ta le s. | | | Fo to sínte sis b a c te ria na En la fo to sínte sis a no xig é nic a o b a c te ria na lo s o rg a nismo s q ue la re a liza n no utiliza n e l a g ua c o mo e le me nto d a d o r d e e le c tro ne s, p o r lo q ue no e xiste p ro d uc c ió n d e o xíg e no . Existe n tre s tip o s d e o rg a nismo s q ue re a liza n e sta fo to sínte sis: la s sulfo b a c te ria s p urp úre a s y la s sulfo b a c te ria s ve rd e s, la s c ua le s e mp le a n sulfuro d e hid ró g e no , y la s b a c te ria s ve rd e s q ue utiliza n ma te ria o rg á nic a c o mo susta nc ia d o na d o ra d e e le c tro ne s (p o r e je mp lo , e l á c id o lá c tic o ). IMPO RTANC IA DE LA MO LÉC ULA DE AG UA | | | Es a b so rb id a p o r la s ra íc e s y e s e l so lve nte q ue tra nsp o rta la s sa le s mine ra le s e n e l inte rio r d e la p la nta . Lo s e le c tro ne s d e l a g ua so n utiliza d o s p a ra re p o ne r lo s e le c tro ne s q ue se d e sp re nd e n d e la c lo ro fila d ura nte la fa se lumino sa . Lo s Pro to ne s sirve n p a ra fo rma r un g ra d ie nte q uimio smó tic o p a ra la fo rma c ió n d e l ATP. C a d a á to mo d e o xíg e no se une a o tro (Pro ve nie nte d e o tra mo lé c ula d e a g ua ) p a ra fo rma r e l o xíg e no mo le c ula r q ue se lib e ra a la a tmó sfe ra y c o nstituye e l o xíg e no q ue re sp ira mo s. PRO C EDENC IA DEL C ARBO NO UTILIZADO EN LA FO TO SÍNTESIS • CO2 - Pro d uc to d e d e se c ho d e la re sp ira c ió n. - Utiliza d o p a ra la fo rma c ió n d e g luc o sa . - Su utiliza c ió n no re q uie re la p re se nc ia d e luz, p o r lo q ue la g luc o sa se p ro d uc e d ura nte la re a c c ió n o sc ura d e la fo to sínte sis. - Esto ma s: Ab e rtura s lo c a liza d a s e n ma yo r p ro p o rc ió n e n e l e nvé s d e la s ho ja s. -So n e l sitio p o r d o nd e se re a liza e l inte rc a mb io d e g a se s d e la s p la nta s (e ntra e l C O 2 p a ra la fo to sínte sis y sa le e l O 2 p ro d uc id o ). PRO DUC TO S INIC IALES Y FINALES DE LA FO TO SÍNTESIS * Se ne c e sita n C lo ro fila , fo to ne s (luz so la r) y a g ua . * Pro duc to s inic ia le s Ma te ria ino rg á nic a : Ag ua , C O 2 y sa le s mine ra le s. * Pro duc to s fina le s Ma te ria o rg á nic a : Azúc a re s (g luc o sa ), á c id o s g ra so s, a mino á c id o s y O 2. LA LUZ EN LA FO TO SÍNTESIS |La fo to sínte sis e s una re a c c ió n e nd e rg ó nic a Ære q uie re e ne rg ía . Ene rg ía Æp ro vie ne d e la luz d e l So l Æe s c a p ta d a p o r la c lo ro fila Æla tra nsfo rma e n e ne rg ía q uímic a . |REAC C IO NES DE LUZ En lo s p ro c e so s q ue d e p e nd e n d e la luz, c ua nd o un fo tó n e s c a p tura d o p o r un p ig me nto fo to sinté tic o , se p ro d uc e la e xc ita c ió n d e un e le c tró n, e l c ua l e s e le va d o d e sd e su e sta d o b a sa l re sp e c to a l núc le o a nive le s d e e ne rg ía sup e rio r, p a sa nd o a un e sta d o e xc ita d o . De sp ué s d e una se rie d e re a c c io ne s d e o xid o re d uc c ió n, la e ne rg ía d e l e le c tró n se c o nvie rte e n ATP y NADPH. ¿ C Ó MO SE UTILIZA LA LUZ? | Pig me nto : - C ua lq uie r susta nc - ia q ue a b so rb e luz. El c o lo r d e un p ig me nto e s e l re sulta d o d e la lo ng itud d e o nd a re fle ja d a (no a b so rb id a ). |En lo s g ra na d e lo s c lo ro p la sto s Æc lo ro fila s a y b (p ig me nto ve rd e d e to d a s la s c é lula s fo to sinté tic a s) y a lg uno s p ig me nto s a c c e so rio s. - Func io na n c o mo a nte na s re c e p to ra s d e luz y d e c o nc e ntra c ió n d e e ne rg ía . ¿ C Ó MO SE UTILIZA LA LUZ? | | | Prime ra s re a c c io ne sÆLuz = Fa se Lumino sa (e n la me mb ra na d e lo s g ra na ). Pa rte d e lo s p ro d uc to sÆe stro ma d e l c lo ro p la sto ÆNo luz = Fa se o sc ura . Re a c c io ne s c íc lic a s Fo to sínte sis Fo to siste ma I Fa se Lumino sa Re a c c io ne s no c íc lic a s Fo to sínte sis Fo to siste ma I y II • Fo to siste mas - Se lo c a liza n e n la me mb ra na d e lo s g ra na d e lo s c lo ro p la sto s. - C a d a fo to siste ma e stá fo rma d o p o r tre s p a rte s: e l c e ntro d e re a c c ió n, la tra mp a e ne rg é tic a y e l siste ma d e tra nsp o rte d e e le c tro ne s | ¿ C O MO | SE PRO DUC E EL O XIG ENO ? Pa rte d e l o xíg e no se o rig ina c o mo sub p ro d uc to d e la fo to sínte sis. La e c ua c ió n g e ne ra l mue stra e l p ro c e so d e la s p la nta s ve rd e s: 6 C O 2 + 6H2O -à C 6H12O 6 + 6O 2 | El o xíg e no q ue p ro d uc e la fo to sínte sis p ro vie ne d e l a g ua q ue e s o xid a d a p o r d e shid ro g e na c ió n. Este p ro c e so e s e nd o té rmic o . FASES LUMINO SAS Y SINTÉTIC A DE LA FO TO SÍNTESIS. SUSTRATO Y PRO DUC TO S DE AMBAS ETAPAS E INTERRELAC IÓ N ENTRE LAS MISMAS. FAC TO RES Q UE INFLUYEN EN LA FO TO SÍNTESIS 1. | Inte nsid a d lumino sa : La a c tivid a d fo to sinté tic a a ume nta c o n la inte nsid a d lumino sa ha sta a lc a nza r un límite má ximo c a ra c te rístic o d e c a d a e sp e c ie . Pa ra una misma inte nsid a d lumino sa , e l re nd imie nto fo to sinté tic o e s sup e rio r e n la s p la nta s a d a p ta d a s a c lima s se c o s y c a luro so s. C o nc e ntra c ió n d e C O 2: La a c tivid a d fo to sinté tic a a ume nta c o nfo rme va c re c ie nd o la c o nc e ntra c ió n d e C O 2, ha sta a lc a nza r un límite e n e l q ue se e sta b iliza . 3. Te mp e ra tura : C o mo to d a a c tivid a d e nzimá tic a , la fo to sínte sis a ume nta c o n la te mp e ra tura ha sta a lc a nza r un límite má ximo (va ria b le se g ún la s e sp e c ie s d e c lima s c á lid o s, te mp la d o s o frío s), p o r e nc ima d e l c ua l se p ro d uc e la d e sna tura liza c ió n d e lo s e nzima s. 4. Fo to p e río d o : El re nd imie nto e stá e n re la c ió n d ire c ta a la s ho ra s d e e xp o sic ió n a la luz q ue te ng a la p la nta . 5. Hume d a d a mb ie nta l: C ua nd o ha y e sc a se z d e a g ua , lo s e sto ma s (a b e rtura s d e la e p id e rmis d e la s zo na s ve rd e s d e la s p la nta s sup e rio re s) se c ie rra n p a ra e vita r p é rd id a s d e a g ua p o r tra nsp ira c ió n, lo c ua l d ific ulta e l p a so d e C O 2 y la a c tivid a d fo to sinté tic a d isminuye . 6. C o nc e ntra c ió n d e O 2: si a ume nta b a ja e l re nd imie nto fo to sinté tic o d e b id o a la s p é rd id a s p o r fo to rre sp ira c ió n. FO TO SÍNTESIS DURANTE EL O TO ÑO C ua nd o e l ve ra no a c a b a y lle g a e l o to ño , lo s d ía s se ha c e n c a d a ve z má s c o rto s y la luz e s c a d a ve z me no s inte nsa . Esta e s la ma ne ra c o n la c ua l lo s á rb o le s "sa b e n" q ue se d e b e n p re p a ra r p a ra e l invie rno . En invie rno no ha y la sufic ie nte luz o a g ua c o mo p a ra ha c e r la fo to sínte sis. Lo s á rb o le s d e sc a nsa rá n y vivirá n c o n e l a lime nto q ue a lma c e na ro n d ura nte e l ve ra no . Así, e n o to ño e mp ie za n a c e rra r sus fá b ric a s d e c o mid a . La c lo ro fila d e la s ho ja s d e sa p a re c e y, p o c o a p o c o , a me d id a q ue su c o lo r ve rd e se d e sva ne c e , e mp e za mo s a ve r c o lo re s na ra nja s y a ma rillo s. Esto s c o lo re s ya e xistía n d ura nte e l ve ra no , p e ro no lo s p o d ía mo s ve r p o rq ue q ue d a b a n c ub ie rto s p o r e l ve rd e d e la c lo ro fila . Lo s ro jo s b rilla nte s y lo s lila s c o rre sp o nd e n a susta nc ia s fa b ric a d a s e xc lusiva me nte e n o to ño . En a lg uno s á rb o le s, c o mo lo s a rc e s, la g luc o sa q ue d a a tra p a d a e n la s ho ja s c ua nd o la fo to sínte sis se p a ra . La luz d e l So l y la s no c he s fría s d e l o to ño ha c e n q ue la g luc o sa se vue lva ro ja . El ma rró n q ue a p a re c e e n la s ho ja s d e a lg uno s á rb o le s, c o mo lo s ro b le s, p ro vie ne d e p ro d uc to s d e d e se c ho q ue se a c umula n e n la s ho ja s. IMPO RTANC IA DE LA FO TO SÍNTESIS PARA EL MANTENIMIENTO DE LA VIDA EN EL PLANETA 1.- La sínte sis d e ma te ria o rg á nic a a p a rtir d e la ino rg á nic a se re a liza fund a me nta lme nte me d ia nte la fo to sínte sis; lue g o irá p a sa nd o d e uno s se re s vivo s a o tro s me d ia nte la s c a d e na s tró fic a s, p a ra se r tra nsfo rma d a e n ma te ria p ro p ia d e lo s d ife re nte s se re s vivo s. 2.- Pro d uc e la tra nsfo rma c ió n d e la e ne rg ía lumino sa e n e ne rg ía q uímic a , ne c e sa ria y utiliza d a p o r lo s se re s vivo s. 3.- En la fo to sínte sis se lib e ra o xig e no , q ue se rá utiliza d o e n la re sp ira c ió n a e ro b ia c o mo o xid a nte . 4.- La fo to sínte sis fue c a usa nte d e l c a mb io p ro d uc id o e n la a tmo sfe ra p rimitiva , q ue e ra a na e ro b ia y re d uc to ra 5.- De la fo to sínte sis d e p e nd e ta mb ié n la e ne rg ía a lma c e na d a e n c o mb ustib le s fó sile s c o mo c a rb ó n, p e tró le o y g a s na tura l. 6.- El e q uilib rio ne c e sa rio e ntre se re s a utó tro fo s y he te ró tro fo s no se ría p o sib le sin la fo to sínte sis. 7.- Se vue lve a utiliza r e l C O 2, p ro d uc id o p o r lo s a nima le s y p o r lo s p ro c e so s d e p utre fa c c ió n o d e sc o mp o sic ió n. De o tra ma ne ra e l C O 2, sa tura ría e l p la ne ta . 8.- Se re stituye e l o xig e no a l a ire y se ha c e p o sib le la re sp ira c ió n. En g e ne ra l, la d ive rsid a d e xiste nte p rinc ip a lme nte d e la fo to sínte sis. en la Tie rra d e p e nd e | FAC TO RES AMBIENTALES PUEDEN ALTERAR EL PRO C ESO FO TO SINTÉTIC O Luz: Pue d e a fe c ta r la fo to sínte sis p o r tre s d e sus p ro p ie d a d e s: c a lid a d , c a ntid a d y d ura c ió n. La luz b la nc a c o ntie ne to d o e l e sp e c tro visib le y la c a lid a d d e luz ne c e sa ria p a ra e stimula r lo s p ig me nto s fo to sinté tic o s. La c a ntid a d d e luz se re fie re a la inte nsid a d lumino sa . C ua nd o é sta a ume nta la fo to sínte sis ta mb ié n lo ha c e , p e ro si la inte nsid a d d e la luz e s e xc e siva e sta fre na e l p ro c e so fo to sinté tic o . La d ura c ió n d e la luz, e s d e c ir la s ho ra s d e e xp o sic ió n a la luz d ura nte e l d ía , so n ta mb ié n un fa c to r imp o rta nte p a ra la fo to sínte sis. En invie rno , p o r e je mp lo , la me no r c a ntid a d d e luz re d uc e la ta sa fo to sinté tic a , p o r lo q ue la s p la nta s c o nsume n sus re se rva s. | La dispo nib ilida d de a g ua : Este fa c to r a fe c ta c ua nd o la s c é lula s fo to sinté tic a s sufre n d e fic ie nc ia s. C o rre sp o nd e p rinc ip a lme nte a l a g ua a b so rb id a p o r la s ra íc e s. | La te m pe ra tura : e s un fa c to r a mb ie nta l muy va ria b le ; c o mo lo s a nte rio re s p ue d e va ria r d ura nte e l d ía o a lo la rg o d e un a ño . Lo s d ife re nte s c lima s ha c e n va ria r la te mp e ra tura . Existe n p la nta s d e zo na s fría s q ue p ue d e n re a liza r fo to sínte sis a 0ºC y o tra s a d a p ta d a s a a lta s te mp e ra tura s (c o mo la s p la nta s d e l d e sie rto o p la nta s C 4) q ue p ro d uc e n fo to sínte sis e ntre lo s 15 y 35º C . ¿ Q ué le d e b e mo s a la fo to sínte sis? | | | | | | | La fo to sínte sis pro b a b le m e nte se a e l pro c e so b io q uím ic o de la b io sfe ra m á s im po rta nte po r va rio s m o tivo s: 1. La sínte sis de m a te ria o rg á nic a a pa rtir de la ino rg á nic a se re a liza funda m e nta lm e nte m e dia nte la fo to sínte sis; lue g o irá pa sa ndo de uno s se re s vivo s a o tro s m e dia nte la s c a de na s tró fic a s, pa ra se r tra nsfo rm a da e n m a te ria pro pia po r lo s dife re nte s se re s vivo s. 2. Pro duc e la tra nsfo rm a c ió n de la e ne rg ía lum ino sa e n e ne rg ía q uím ic a , ne c e sa ria y utiliza da po r lo s se re s vivo s 3. En la fo to sínte sis se lib e ra o xíg e no , q ue se rá utiliza do e n la re spira c ió n a e ro b ia c o m o o xida nte . 4. La fo to sínte sis fue c a usa nte de l c a m b io pro duc ido e n la a tm ó sfe ra prim itiva , q ue e ra a na e ro b ia y re duc to ra . 5. De la fo to sínte sis de pe nde ta m b ié n la e ne rg ía a lm a c e na da e n c o m b ustib le s fó sile s c o m o c a rb ó n, pe tró le o y g a s na tura l. 6. El e q uilib rio ne c e sa rio e ntre se re s a utó tro fo s y he te ró tro fo s no se ría po sib le sin la fo to sínte sis.