La fotosíntesis es un conjunto de reacciones químicas mediante las cuales las plantas (algas, plantas) y algunas bacterias convierten la energía luminosa en la energía química necesaria para su supervivencia.
La fotosíntesis es un proceso de reacciones fotoquímicas y químicas que dan como resultado la producción de energía luminosa y glucosa a partir de la absorción de fotones.
Durante este proceso se produce la producción de carbohidratos (C6H1206) a partir de la asimilación del dióxido de carbono (C02). Esta producción es posible gracias a todas las reacciones que producen el poder reductor (NADPH), una fuente de energía (ATP) y la liberación de oxígeno.
Por lo tanto, gracias a la energía de la luz, las células de clorofila son capaces de producir glucosa a partir de dióxido de carbono y agua.
Ecuación de equilibrio de la fotosíntesis
La ecuación de equilibrio de la fotosíntesis: 6 CO2 + 6H2O -> C6H12O6 + 6O2
Es a partir de las moléculas iniciales (CO2 y agua) que las células fotosintéticas son capaces de producir carbohidratos y sustancias grasas, moléculas necesarias para su supervivencia. Por lo tanto, la fotosíntesis es tanto un mecanismo para almacenar energía como para producir moléculas.
Mecanismo de fotosíntesis
Por lo tanto, la fotosíntesis generalmente ocurre en tres etapas: la etapa fotoquímica, la etapa química y la etapa de reacción global.
A. Fase fotoquímica
Esta fase corresponde a reacciones organizadas en un ciclo: el ciclo de Calvin. En esta fase la membrana de los tilacoides, es decir los que contienen los fotosistemas (pigmentos + proteínas) juegan un papel importante en el inicio de la fotosíntesis.
La fotosíntesis comienza a nivel molecular con la absorción de fotones por pigmentos (clorofilas, pigmentos biliares, carotenoides), fotones en el rango de 400-700 nm, incluso 1000 nm en algunas bacterias.
Cuando un fotón es absorbido por una molécula, se excita y se mueve a sitios específicos (centros de reacción), donde se encuentra la clorofila a, también llamada clorofila trampa.
Una vez excitada por los rayos de luz, la clorofila ha cedido un electrón a la cadena fotosintética que es la cadena redox, situada en la membrana tilacoide. Este electrón es capturado por un oxidante soluble, llamado R, que se reduce a RH2. Luego, un electrón de la oxidación del agua se dona a la clorofila para restaurar su estado normal. Por lo tanto, estamos asistiendo a la producción de O2.
Sigue un movimiento de electrones en la cadena fotosintética, lo que provoca el paso de protones (H+) del estroma al lumen y la reducción del pH del lumen durante la iluminación de los cloroplastos. Este gradiente de pH entre la luz y el estroma es el almacenamiento de energía.
La ATP-sintasa (enzima de la membrana de los tilacoides) facilita el retorno de protones al estroma y al mismo tiempo la síntesis de ATP. Como resultado, la energía luminosa se convierte en energía química de dos maneras: compuestos RH2 y moléculas ATP. La conversión se produce en el estroma. Hay fijación de CO2 y producción de glucosa.
En resumen, esta fase produce compuestos reducidos RH2 y ATP, que son necesarios para la fase química.
B. La fase química
En esta fase tiene lugar la fijación de CO2 en un carbohidrato de 5 Carbonos (Ribulosa 1,5 bis fosfato (RuBP)) gracias a una enzima llamada: RubisCO. A esto le sigue la división en dos de la molécula producida (APG con 3 átomos de C). Es el APG con 3 átomos de carbono el que entrará en una reacción química para producir la molécula G3P (gliceraldehído 3 fosfato) y la regeneración de RuBP.
Las dos fases se acoplan gracias a ATP y RH2, que garantizan el acoplamiento entre las dos fases. 18 ATP, 12 RH2 y 6 CO2. RH2 y ATP se producen en la fase fotoquímica después de 6 vueltas del ciclo, en cambio el azúcar producido se almacena temporalmente en forma de almidón en los cloroplastos en la fase química.
En resumen, la fase química produce glucosa a partir del CO2 a través de los productos de la fase fotoquímica.
C. La reacción general
Las dos fases no funcionan en el vacío, están acopladas, es decir, una fase condiciona a la otra. La fase fotoquímica condiciona la fase química. En ausencia de la fase fotoquímica, la fase química simplemente no puede tener lugar.
