Fotosíntesis: Proceso Vital para la Vida en la Tierra

🌞 Fotosíntesis: Qué es, cómo funciona y por qué es vital

La fotosíntesis es el proceso bioquímico mediante el cual las plantas, algas y algunas bacterias capturan la energía de la luz solar y la convierten en energía química, almacenándola en moléculas de glucosa. Además de generar alimento, produce oxígeno, indispensable para la respiración de la mayoría de los seres vivos.

📍 ¿Dónde ocurre la fotosíntesis?

En los cloroplastos, orgánulos exclusivos de células vegetales y algunas algas. La clorofila, un pigmento verde, capta la luz solar dentro de los tilacoides.

🧪 Ecuación general de la fotosíntesis

6 CO₂ + 6 H₂O + luz solar → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

  • CO₂: dióxido de carbono
  • H₂O: agua
  • C₆H₁₂O₆: glucosa
  • O₂: oxígeno

⚙️ Fases detalladas de la fotosíntesis

☀️ Fase luminosa

  • Ocurre en los tilacoides.
  • Capta la luz solar.
  • Se produce la fotólisis del agua liberando oxígeno.
  • Se forman ATP y NADPH.

🌙 Fase oscura (Ciclo de Calvin)

  • Ocurre en el estroma del cloroplasto.
  • Utiliza CO₂, ATP y NADPH.
  • Se sintetiza glucosa.
si deseamos conocer con mas detalle la fase luminosa y la fase oscura te dejo el siguiente resumen
▶ Fases de la fotosíntesis – Nivel avanzado

🔸 1. Definición
La fotosíntesis es un proceso anabólico y endergónico realizado por organismos autótrofos (plantas, algas y cianobacterias), en el cual se transforma la energía luminosa en energía química, almacenada en forma de glucosa.

🔆 Fases de la fotosíntesis (Click para ver/ocultar)

🔆 FASE LUMINOSA (Dependiente de la luz)

📍 Ubicación: Membranas de los tilacoides (dentro de los cloroplastos)
📍 Necesita: Luz solar, agua, NADP⁺, ADP + Pi
📍 Produce: ATP, NADPH y O₂ (oxígeno)

⚙️ Etapas detalladas:

1. Captación de energía solar- Fotoexitación
• La clorofila y otros pigmentos (carotenoides) captan fotones.
• Los fotosistemas FS-II (P680) y FS-I (P700) se activan por diferentes longitudes de onda:
◦ FS-II capta luz de 680 nm.
◦ FS-I capta luz de 700 nm.

2. Fotólisis del agua (en FS-II)
• Ocurre cuando FS-II pierde electrones.
• El agua es dividida: 2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂
• Se libera oxígeno como subproducto.
• Los protones (H⁺) y electrones son aprovechados por los fotosistemas.

3. Transporte de electrones
• Los electrones excitados en FS-II pasan por una cadena transportadora de electrones (ETC) hacia FS-I.
• En el trayecto:
◦ Se activa una bomba de protones que acumula H⁺ en el interior del tilacoide (lumen).
◦ Este gradiente se usará para generar ATP.

4. Fotofosforilación
Fotofosforilación acíclica:
◦ Implica FS-II y FS-I.
◦ Genera ATP, NADPH y O₂.
Fotofosforilación cíclica:
◦ Solo participa FS-I.
◦ Los electrones regresan a la ETC del tilacoide.
◦ Solo se genera ATP, no NADPH ni O₂.

5. Reducción de NADP⁺- Fotorreduccion del NADP
• En FS-I, los electrones reducen al NADP⁺ para formar NADPH:
NADP⁺ + 2e⁻ + H⁺ → NADPH
• Tanto ATP como NADPH se usarán en la fase oscura.


🌑 FASE OSCURA (Ciclo de Calvin-Benson – Independiente de la luz)

📍 Ubicación: Estroma del cloroplasto
📍 Necesita: CO₂, ATP y NADPH (de la fase luminosa)
📍 Produce: PGAL (G3P), base para glucosa y otras biomoléculas

⚙️ Etapas detalladas:

1. Fijación del carbono (Carboxilación)
• Enzima clave: Rubisco (la más abundante del planeta).
• Fija CO₂ (1 carbono) a una RuBP (5 carbonos).
• Se forma un compuesto de 6 carbonos que se descompone en:
◦ 2 moléculas de 3-fosfoglicerato (3-PGA).

2. Reducción
• Cada 3-PGA es transformado en 1,3-bisfosfoglicerato mediante ATP.
• Luego se reduce a Gliceraldehído 3-fosfato (PGAL o G3P) usando NADPH.
• Por cada 3 moléculas de CO₂, se generan 6 PGAL, pero:
◦ Solo 1 PGAL sale del ciclo para formar glucosa o almidón.
◦ Las 5 restantes se reciclan.

3. Regeneración de RuBP
• Las 5 PGAL se reorganizan y transforman (con ayuda de ATP) para regenerar 3 RuBP.
• Esto permite que el ciclo continúe captando CO₂.

🔸 3. Características de los fotosistemas

Fotosistema Pigmento central Longitud de onda Funciones principales
FS-II P680 680 nm Fotólisis del agua, inicio de la cadena de transporte de electrones
FS-I P700 700 nm Reducción del NADP⁺, fotofosforilación cíclica

🔁 Diferencia entre Fotofosforilación Cíclica y Acíclica

🔍 Característica 🔄 Fotofosforilación CÍCLICA 🔆 Fotofosforilación ACÍCLICA
🚦 Ruta de los electrones Los electrones salen y regresan al FS-I Los electrones van del agua al NADP⁺
🌱 Fotosistemas involucrados Solo FS-I (P700) FS-II (P680) y FS-I (P700)
⚡ Productos formados Solo ATP ATP + NADPH + O₂
💧 Fotólisis del agua No ocurre Sí ocurre (se libera oxígeno)
🧪 Aceptores finales de electrones El propio P700 (retorno) NADP⁺ se reduce a NADPH
🔄 Uso principal Cuando se necesita más ATP que NADPH Fase luminosa normal, para el Ciclo de Calvin
🧠 Tipo de fosforilación Cíclica (reciclaje de electrones) Acíclica (flujo lineal de electrones)

🔍 Tipos de fotosíntesis

🌱 Fotosíntesis oxigénica

  • Realizada por plantas, algas y cianobacterias.
  • Libera oxígeno como subproducto.

🧫 Fotosíntesis anoxigénica

  • Realizada por algunas bacterias.
  • No libera oxígeno.

🌍 Importancia ecológica y ambiental

  • Produce oxígeno necesario para la respiración celular.
  • Es la base de la cadena alimenticia.
  • Regula el CO₂ y mitiga el cambio climático.
  • Soporta ecosistemas acuáticos y terrestres.

⚠️ Factores que afectan la fotosíntesis

Factor Efecto
Luz Aumenta la fotosíntesis hasta un punto óptimo.
CO₂ Incrementa la tasa fotosintética hasta saturación.
Temperatura Óptima entre 20°C y 30°C; afecta enzimas.
Agua Su escasez disminuye el proceso.

🧬 Origen de la fotosíntesis: evolución bacteriana y simbiótica

🔬 Origen bacteriano

La fotosíntesis se originó en cianobacterias, microorganismos capaces de realizar fotosíntesis oxigénica. Estas bacterias fueron las primeras en liberar oxígeno a la atmósfera, cambiando las condiciones del planeta.

🤝 Evolución simbiótica (endosimbiosis)

Una célula eucariota primitiva incorporó simbióticamente a una cianobacteria. Esta asociación simbiótica dio origen a los cloroplastos, organelos que permiten la fotosíntesis en plantas y algas actuales.

🎯 Actividad sugerida

  1. Ingresa a Canva, MindMeister, Miro u otra plataforma de mapas mentales.
  2. Crea un mapa conceptual interactivo titulado: “La Fotosíntesis y su importancia para la vida”.
  3. Organiza el contenido en 4 secciones:
    • ¿Qué es la fotosíntesis?
    • Fases del proceso (luminosa y oscura)
    • Tipos de fotosíntesis (oxigénica y anoxigénica)
    • Importancia ecológica y factores que la afectan
  4. Agrega imágenes, íconos, videos o enlaces interactivos.

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