Fotosíntesis
Cuando las plantas comienzan a tener un poco de hambre, solo necesitan girar sus hojas hacia el sol para comenzar la fotosíntesis , el proceso que convierte la energía de la luz solar en alimento. En esta lección, comenzaremos a desglosar cómo se lleva a cabo este proceso.
La fotosíntesis consta de dos partes. La primera parte de este proceso consiste en las reacciones de luz , mientras que la segunda se llama reacciones de oscuridad . Esto puede parecer dos caras de algo como el bien contra el mal de Star Wars , pero prometemos que todo es bueno cuando se trata de la fotosíntesis. Es solo que las reacciones dependientes de la luz usan la luz solar y las reacciones oscuras no usan la luz solar.
Antes de comenzar con el funcionamiento de las reacciones a la luz, recordemos los productos y reactivos para la fotosíntesis. En este proceso, recuerde que la energía luminosa, el dióxido de carbono y el agua se utilizan para producir glucosa o azúcar y oxígeno. En esta lección, aprenderemos cómo se usan dos de estos reactivos. Específicamente, aprenderemos cómo se usa la energía de la luz para dividir el agua, un proceso conocido como fotólisis .
Fotosistemas
Dentro de una célula vegetal, dentro de un cloroplasto y dentro de una membrana tilacoide , hay fotosistemas , que son los sitios de las reacciones de fotosíntesis dependientes de la luz. Hay dos tipos de fotosistemas: fotosistema I y fotosistema II . El fotosistema II se usa en realidad antes que el fotosistema I, pero están numerados según el orden en que fueron descubiertos.
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Los fotosistemas contienen un complejo de antenas . El complejo de antenas contiene el pigmento clorofila a , y es lo que las hace verdes. Los fotosistemas también tienen pigmentos accesorios de otros colores. Los pigmentos, como recordará, absorben longitudes de onda específicas de luz. En el fotosistema II, las moléculas de clorofila se denominan P680 porque absorben de manera óptima la luz en esta longitud de onda, mientras que en el fotosistema I son P700.
En estos fotosistemas, los pigmentos pasan la energía absorbida de la luz al centro de reacción , que se encuentra en el medio del fotosistema. El centro de reacción contiene un par especial de moléculas de clorofila acopladas con proteínas. Aquí viene la parte emocionante, literalmente. Cuando la energía de la luz golpea el centro de reacción, los electrones de las moléculas de clorofila se excitan a un nivel de energía más alto. ¡Imagínese la energía de la luz saltando en un trampolín a lo largo de un fotosistema y luego boom, aterrizando directamente en el centro, enviando electrones al aire, entregados a un aceptor primario de electrones !
Ahora, lo que sube debe volver a bajar. Estos electrones energizados vuelven a bajar en niveles de energía al moverse a través de una cadena de transporte de electrones . Quizás recuerde la cadena de transporte de electrones de la respiración celular. La cadena de transporte de electrones en la fotosíntesis es similar a esto. Las proteínas aceptoras de electrones residen dentro de la membrana tilacoide . Estas proteínas también se reducen a medida que aceptan electrones y se oxidan a medida que pasan electrones por esta cadena. El aceptor de electrones primario pasa los electrones a estas proteínas de membrana a medida que disminuyen en el nivel de energía hasta que alcanzan el fotosistema I. Mientras tanto, la cadena de transporte de electrones de la fotosíntesis, al igual que en la respiración celular, crea un gradiente de concentración de protones que produce ATP., o energía química, cuando los protones se mueven a través de una ATP sintasa .
Fotólisis
Cuando los electrones abandonan las moléculas de clorofila, dejan un «agujero». Este agujero de electrones se llena con una molécula de agua que se oxida o pierde electrones, ya que esencialmente se divide en dos átomos de hidrógeno, o protones, y un átomo de oxígeno. Dos átomos de oxígeno se combinan para formar una molécula de gas oxígeno que se libera como desecho. Por supuesto, esto es un desperdicio para la planta, pero es oro para nosotros, ¡y no podríamos vivir sin él!
Mientras tanto, los nuevos electrones de esta división de una molécula de agua son los siguientes en la línea para rebotar hasta el aceptor de electrones primario. Los protones que se liberan ayudan a crear el gradiente de protones en la luz tilacoide importante para producir ATP.
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Fotosistema I
Cuando un electrón del fotosistema II golpea el centro de reacción del fotosistema I, la energía capturada de los pigmentos en este fotosistema se usa para hacer rebotar estos electrones a un estado de mayor energía, donde luego caen por la segunda cadena de transporte de electrones. Aquí, los electrones finalmente aterrizan en la molécula NADP +, que es un portador de electrones similar al portador de electrones NAD + utilizado en la respiración celular. NADP + se reduce a NADPH. Estos portadores de electrones reducidos pueden continuar con estos electrones hasta la segunda etapa, las reacciones oscuras , también conocidas como ciclo de Calvin.
Resumen de la lección
En esta lección, aprendimos sobre las reacciones a la luz de la fotosíntesis. Estas reacciones utilizan la fotólisis o el uso de energía luminosa para dividir las moléculas de agua y producir oxígeno. En estas reacciones dependientes de la luz, la clorofila y otros pigmentos absorben la energía de la luz y la transfieren al centro de reacción del fotosistema II . Aquí, los electrones se excitan a un nivel de energía más alto y transmiten una cadena de transporte de electrones a fotosistema I .
Cuando estos electrones aterrizan en el centro de reacción del fotosistema I, son excitados nuevamente por la energía de la luz y pasan a una segunda cadena de transporte de electrones . Aquí, NADP + es el aceptor de electrones final, que se reduce a NADPH . Mientras tanto, también se forma ATP . Por lo tanto, estas reacciones de luz liberan oxígeno como un producto de desecho de la fotosíntesis, mientras que el ATP y el NADPH son esenciales para el siguiente paso de la fotosíntesis, las reacciones oscuras.
Resultado de aprendizaje
Después de ver este video, podrá describir los pasos involucrados en las reacciones a la luz de la fotosíntesis.
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