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2.5: Reacciones a la luz

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    ¿Son las plantas los únicos organismos que realizan la fotosíntesis?

    Aunque generalmente discutimos las plantas cuando aprendemos sobre la fotosíntesis, hay que tener en cuenta que las plantas no son los únicos organismos que pueden hacer su propio alimento. Algunas bacterias y algunos protistas, como las algas que aquí se muestran, también realizan la fotosíntesis. Esta alga tiene cloroplastos y fotosintetiza igual que una planta.

    El Proceso de la Fotosíntesis

    En Presencia de Luz Solar, Dióxido de Carbono + Agua → Glucosa + Oxígeno

    La fotosíntesis se realiza en los orgánulos de la célula vegetal conocidos como los cloroplastos. Los cloroplastos son una de las principales diferencias entre las células vegetales y animales. Las células animales no tienen cloroplastos, por lo que no pueden fotosintetizar. La fotosíntesis ocurre en dos etapas. Durante la primera etapa, la energía de la luz solar es absorbida por el cloroplasto. Se utiliza agua y se produce oxígeno durante esta parte del proceso. Durante la segunda etapa, se utiliza dióxido de carbono y se produce glucosa.

    Los cloroplastos contienen pilas de tilacoides, que son sacos aplanados de membrana. La energía de la luz solar es absorbida por el pigmento clorofila en la membrana tilacoidea. Hay dos partes separadas de un cloroplasto: el espacio dentro del cloroplasto mismo, y el espacio dentro de los tilacoides (Figura abajo).

    • Los compartimentos internos dentro de los tilacoides se denominan espacio tilacoides (o lumen). Este es el sitio de la primera parte de la fotosíntesis.
    • El espacio interior que rodea a los tilacoides se llena de un líquido llamado estroma. Aquí es donde se utiliza el dióxido de carbono para producir glucosa, la segunda parte de la fotosíntesis.
    Diagrama de un cloroplasto
    Figura\(\PageIndex{1}\): El cloroplasto es la fábrica de fotosíntesis de la planta.

    Los Reactivos

    ¿Qué entra en la célula vegetal para iniciar la fotosíntesis? Los reactivos de la fotosíntesis son dióxido de carbono y agua. Estas son las moléculas necesarias para iniciar el proceso. Pero es necesario un elemento más, y eso es la luz solar. Los tres componentes, el dióxido de carbono, el agua y la energía del sol son necesarios para que ocurra la fotosíntesis. Estos tres componentes deben reunirse en el cloroplasto de la célula foliar para que se produzca la fotosíntesis. ¿Cómo llegan estos tres componentes a las células de la hoja?

    • La clorofila es el pigmento verde en las hojas que captura la energía del sol. Las moléculas de clorofila se localizan en las membranas tilacoides dentro de los cloroplastos.
    • Las venas de una planta transportan agua desde las raíces hasta las hojas.
    • El dióxido de carbono ingresa a la hoja desde el aire a través de aberturas especiales llamadas estomas (Figura abajo).
    Imagen que muestra los estomas en una hoja
    Figura\(\PageIndex{2}\): Los estomas son poros especiales que permiten que los gases entren y salgan de la hoja.

    Los Productos

    ¿Qué produce la célula vegetal durante la fotosíntesis? Los productos de la fotosíntesis son la glucosa y el oxígeno. Esto significa que se producen al final de la fotosíntesis. La glucosa, el alimento de las plantas, se puede utilizar para almacenar energía en forma de grandes moléculas de carbohidratos. La glucosa es una molécula de azúcar simple que se puede combinar con otras moléculas de glucosa para formar carbohidratos grandes, como el almidón. El oxígeno es un producto de desecho de la fotosíntesis. Se libera a la atmósfera a través de los estomas. Como saben, los animales necesitan oxígeno para vivir. Sin organismos fotosintéticos como las plantas, no habría suficiente oxígeno en la atmósfera para que los animales sobrevivan.

    La reacción química

    La reacción química global para la fotosíntesis es de 6 moléculas de dióxido de carbono (CO 2) y 6 moléculas de agua (H 2 O), con la adición de energía solar. Esto produce 1 molécula de glucosa (C 6 H 12 O 6) y 6 moléculas de oxígeno (O 2). Usando símbolos químicos, la ecuación se representa de la siguiente manera: 6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2. Aunque esta ecuación puede no parecer tan complicada, la fotosíntesis es una serie de reacciones químicas divididas en dos etapas, las reacciones a la luz y el ciclo de Calvino (Figura a continuación).

    Las reacciones de la luz

    La fotosíntesis comienza con las reacciones lumínicas. Es durante estas reacciones que la energía de la luz solar es absorbida por el pigmento clorofila en las membranas tilacoides del cloroplasto. La energía se transfiere entonces temporalmente a dos moléculas, ATP y NADPH, las cuales se utilizan en la segunda etapa de la fotosíntesis. ATP y NADPH son generados por dos cadenas de transporte de electrones. Durante las reacciones lumínicas, se utiliza agua y se produce oxígeno. Estas reacciones solo pueden ocurrir durante la luz del día ya que el proceso necesita luz solar para comenzar.

    El Ciclo Calvino

    La segunda etapa de la fotosíntesis es la producción de glucosa a partir del dióxido de carbono. Este proceso ocurre en un ciclo continuo, que lleva el nombre de su descubridor, Melvin Calvin. El ciclo de Calvin utiliza CO2 y la energía almacenada temporalmente en ATP y NADPH para hacer que el azúcar sea glucosa.

    Diagrama de los pasos de la fotosíntesis
    Figura\(\PageIndex{3}\): La fotosíntesis es un proceso de dos etapas. Como se representa aquí, la energía de la luz solar es necesaria para iniciar la fotosíntesis. La etapa inicial se llama las reacciones de luz ya que ocurren solo en presencia de luz. Durante estas reacciones iniciales, se utiliza agua y se libera oxígeno. La energía de la luz solar se convierte en una pequeña cantidad de ATP y un portador de energía llamado NADPH. Junto con el dióxido de carbono, estos se utilizan para elaborar glucosa (azúcar) a través de un proceso llamado Ciclo Calvino. NADP+ y ADP (y Pi, fosfato inorgánico) se regeneran para completar el proceso.

    Resumen

    • La fotosíntesis ocurre en el cloroplasto de la célula vegetal.
    • El dióxido de carbono, el agua y la energía del sol son necesarios para las reacciones químicas de la fotosíntesis.
    • Los productos de la fotosíntesis son la glucosa y el oxígeno.

    Explora más

    Utilice los recursos a continuación para responder a las siguientes preguntas.

    Explorar más I

    1. ¿En qué se diferencian los autótrofos de los heterótrofos? ¿Cómo son iguales?
    2. ¿Qué hacen las plantas con la mayor parte del azúcar que producen durante la fotosíntesis?
    3. ¿Cómo afectan los niveles decrecientes de CO2 a las plantas? ¿Cómo crees que el aumento de los niveles de CO2 afecta a las plantas?

    Explora más II

    1. ¿De dónde obtienen las plantas las materias primas para la fotosíntesis?
    2. ¿Qué toman las plantas a través de sus raíces? ¿Cuáles de estas sustancias se utilizan para la fotosíntesis?
    3. ¿Dónde tienen lugar las reacciones químicas de la fotosíntesis?

    Revisar

    1. Describir las estructuras del cloroplasto donde se realiza la fotosíntesis.
    2. ¿Qué pasaría si los estomas de una hoja de planta fueran pegados y pegados? ¿Esa planta sería capaz de realizar fotosíntesis? ¿Por qué o por qué no?
    3. ¿Cuáles son los reactivos necesarios para realizar la fotosíntesis? ¿Los productos?
    4. ¿Qué pasa con los productos de la fotosíntesis?

    2.5: Reacciones a la luz is shared under a CC BY-NC license and was authored, remixed, and/or curated by LibreTexts.