10.1: Poner la fotosíntesis en contexto

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Todos los seres vivos requieren energía. Los carbohidratos son moléculas de almacenamiento para la energía. Los seres vivos acceden a la energía al descomponer las moléculas de carbohidratos durante el proceso de respiración celular. Las plantas producen carbohidratos durante la fotosíntesis. Entonces, si las plantas producen moléculas de carbohidratos durante la fotosíntesis, ¿también realizan respiración celular? La respuesta es sí, lo hacen. Aunque la energía se puede almacenar en moléculas como el ATP, los carbohidratos (y los lípidos, que también pueden ingresar a la respiración celular como fuente de energía) son depósitos mucho más estables y eficientes para la energía química. Los organismos fotosintéticos también llevan a cabo las reacciones de la respiración para cosechar la energía que han almacenado en los carbohidratos durante la fotosíntesis. Las plantas tienen mitocondrias además de cloroplastos.

La reacción general para la fotosíntesis:

\[\ce{6CO2 + 6H2O →⎯ C6H12O6 + 6O2}\nonumber\]

es el reverso de la reacción general para la respiración celular:

\[\ce{6O2 + C6H12O6 → 6CO2 + 6H2O}\nonumber\]

La fotosíntesis produce oxígeno como subproducto, y la respiración produce dióxido de carbono como subproducto. En la naturaleza, no existe tal cosa como el desperdicio. Cada átomo de materia se conserva, reciclándose indefinidamente. Las sustancias cambian de forma o se mueven de un tipo de molécula a otro, pero nunca desaparecen (Figura\(\PageIndex{1}\)).

El CO ₂ no es más una forma de desechos producidos por la respiración que el oxígeno es un producto de desecho de la fotosíntesis. Ambos son subproductos de reacciones que pasan a otras reacciones. La fotosíntesis absorbe la energía de la luz solar para generar carbohidratos en los cloroplastos, y la respiración celular aeróbica libera esa energía almacenada al usar oxígeno para descomponer los carbohidratos. Ambos orgánulos utilizan cadenas de transporte de electrones para generar la energía necesaria para impulsar otras reacciones. La fotosíntesis y la respiración celular funcionan en un ciclo biológico, permitiendo que los organismos accedan a energía vital que se origina a millones de millas de distancia en una estrella.

jirafa, y, árbol, con, flechas, ir, en, círculo — **Figura\(\PageIndex{1}\):** En el ciclo del carbono, las reacciones de fotosíntesis y respiración celular comparten reactivos y productos recíprocos. (crédito: modificación de obra por Stuart Bassil)

Hay dos partes básicas de la fotosíntesis: las reacciones dependientes de la luz y las reacciones independientes de la luz (también conocidas como el ciclo Calvino). Durante las reacciones lumínicas, la energía de la luz solar se almacena en moléculas portadoras de energía. Estas moléculas portadoras de energía se utilizan luego para alimentar las reacciones del ciclo Calvino, donde las moléculas de CO ₂ se unen entre sí para producir carbohidratos como la glucosa.

Esta ilustración muestra un cloroplasto con una membrana externa, una membrana interna y pilas de membranas dentro de la membrana interna llamadas tilacoides. Toda la pila se llama gránulo. En las reacciones lumínicas, la energía de la luz solar se convierte en energía química en forma de ATP y NADPH. En el proceso se utiliza agua y se produce oxígeno. La energía del ATP y el NADPH se utilizan para alimentar el ciclo Calvin, el cual produce GA3P a partir del dióxido de carbono. El ATP se descompone a ADP y Pi, y el NADPH se oxida a NADP+. El ciclo se completa cuando las reacciones de luz convierten estas moléculas de nuevo en ATP y NADPH. — **Figura\(\PageIndex{2}\):** Visión general del proceso de fotosíntesis. Durante las reacciones dependientes de la luz, la energía de la luz solar es utilizada por el cloroplasto para crear moléculas de energía: ATP y NADPH. Estas moléculas de energía potencian el ciclo Calvin, que crea carbohidratos (G3P) a partir del CO ₂.

Consulta\(\PageIndex{1}\)

Referencias

A menos que se indique lo contrario, las imágenes de esta página están bajo licencia CC-BY 4.0 de OpenStax.

Texto adaptado de: OpenStax, Biología. OpenStax CNX. 11 de noviembre de 2017. https://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10...Photosynthesis