Fase Oscura: Ciclo de Calvin- Benson

La fase oscura ocurre en el estroma. Para generar una molecula de glucosa se necesita de dos ciclos (6 CO2). Un ciclo se inicia con la captura de CO2 por la Ribulosa bifosfato, 3 CO2 se unen a 3 moleculas de 5C-PP (Rubisco). Al unirse CO2 se transforma en 3 moleculas inestables de 6C-PP y luego se parte en dos, formandose 6 moléculas de 3C-P. Ocurre una nueva fosforilación quedando 6 moleculas de 3C-PP. luego entra NADPH y sale NADP solo para dar origen a otras 6 moleculas 3C-P. Una de estas sale del ciclo y entra a la formación de glucosa, mientras las otras 5 moléculas de 3C-P se transforman en 3 moleculas de 5C-P (la ribulosa fosfato) que al fosforilarse otra vez con ATP, se forma nuevamente la ribulosa bifosfato con 3 moleculas de 5C-PP. El ciclo continúa en presencia o ausencia de luz.

Si una planta no tiene luz, no produce ATP ni NADPH, y por lo tanto no puede fabricar glucosa ni otros azucares y la planta muere.

Durante los meses de verano, un árbol produce tantos azucares en exceso que en los mese de invierno, cuando caen sus hojas y no puede hacer fotosíntesis, de todas maneras puede sobrevivir con los nutrientes almacenados.

Estructura de la Clorofila

En general se llama pigmento a cualquier sustancia capaz de absorber luz visible. La clorofila absorbe longitudes de onda del violeta, azul y rojo y refleja la luz de color verde, que es el color que uno observa en la hoja o los tallos verdes. El patrón de longitudes de ondas que absorbe un pigmento, se conoce como espectro de absorción y la actividad fotosintetica de una planta es mayor a las longitudes de onda que coincide con su espectro de absorción.
Existen varios tipos de clorofila: clorofila a, clorofila b, clorofila d. En el centro de la molecula de clorofila existe un átomo de Magnesio.
Otros pigmentos son: Xantofilas, Ficoeritrina, Ficocianina y Carotenoides.
En algunos casos como el Ciruelo, la coloración de la hoja es rojiza, eso se debe a la presencia de otros pigmentos además de la clorofila que enmascara el verde.

Fase luminosa

La fotosíntesis se divide en una fase luminosa (dependiente de luz) y una fase oscura (independiente de la luz). La fase luminosa ocurre durante el día y ocurre en las membranas de los tilacoides del grana. La luz llega a unos pigmentos fotosensibles como carotenoides, xantofilas y clorofilas (fotosistema II o PSII), excita los electrones y los dirige mediante un aceptor primario hacia el H2O que se rompe en O2 y H+ (fotólisis del agua), los electrones son transportados de un complejo a otro, pasando por otro grupo de pigmentos fotosensibles (fotosistema I o PSI), hasta alcanzar un complejo que transformará NADP en NADPH, los H+ los obtiene del estroma mismo. Los protones provenientes del agua pasan por su gradiente de difusión a través de la enzima ATP sintetasa hacia el estroma, dando la energía suficiente para fosforilar ADP en ATP.

Una planta expuesta a oscuridad por demasiado tiempo no puede fabricar su energía y muere. Por otro lado, una planta durante el día fabrica suficiente cantidad de ATP y NADPH en el Estroma para que halla en exceso durante las horas de oscuridad.

Corte de hoja

Si hacemos un corte de una hoja podemos observar una epidermis superior impermeable al agua pero permeable al paso de la luz. Abajo hay otro epitelio con aberturas llamados Estomas que regulan la entrada de CO2 y salida de O2. En su interior la hoja posee vasos de conducción de agua y sales (nervadura) y el relleno está formado por células llamadas "células del mesofilo". Estas células son las que poseen cloroplastos y que son las responsables de la fotosíntesis. Cada celula puede tener hasta 50 cloroplastos.

Célula vegetal

Las celulas vegetales poseen cloroplastos, ribosomas, mitocondrias, vacuola, retículo endoplasmatico rugoso y liso, aparato de Golgi. Además de una membrana plasmatica posee una pared celular formada de celulosa. Carece de centríolos y lisosomas. Los Cloroplastos se parecen mucho a las mitocondrias, poseen un tamaño parecido al de las bacterias, una forma similar a las bacterias, posee ADN circular, se dividen independientemente, doble membrana como las bacterias; todo esto la hace protagonista en la hipótesis simbiotica. Alguna vez estos cloroplastos fueron bacterias que ingresaron a las celulas eucarioticas de plantas y comenzaron a tener una relación de ayuda mutua que se transformó en vital para la sobrevivencia de ambos.

Fotosíntesis

La fotosintesis es un proceso muy complejo por el cual las plantas capturan la energía luminosa y la convierten en energía química. A través de este proceso, las plantas (autótrofas) obtiene la energía necesaria para todas las reacciones relacionadas con su desarrollo, crecimiento y mantensión. La fotosíntesis consiste en tomar agua y dioxido de carbono y transformarlas en glucosa. La energía necesaría para cumplir este proceso proviene de la luz solar o artificial y como consecuencia se produce Oxígeno como desecho.

6H2O + 6 CO2 + Energía luminosa ---------> C6H12O6 + 6 O2