La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas, algas y ciertas bacterias transforman la energía de la luz solar, el dióxido de carbono y el agua en azúcares, liberando oxígeno como subproducto. Consta de dos fases, la fase luminosa donde se captura la energía lumínica y se producen ATP y NADPH, y la fase oscura donde se fija el carbono usando la energía química producida para sintetizar azúcares a partir de CO2. Este proceso vital permite la

1. FOTOSÍNTESIS

2. CONCEPTO
La fotosíntesis es un proceso mediante el cual
los organismos fotoautótrofos son capaces de
transformar la energía de la luz solar en energía
química (ATP y NADPH) y utilizarla para sintetizar
compuestos orgánicos a partir de compuestos
inorgánicos.
- También: función clorofílica.
Transcurre en dos etapas llamadas:
• Fase luminosa.
• Fase oscura.

3. Reacción general
• La reacción general de la fotosíntesis puede resumirse de la
siguiente manera. Para sintetizar una molécula de glucosa
la reacción se resume así:
6 CO2 + 12 H2O + luz → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Dentro de la fotosíntesis podemos encontrar reacciones
que dependen de la energía de la luz y otras que no
dependen de la luz.
• Las reacciones químicas que dependen de la energía
luminosa forman la fase luminosa. Las reacciones químicas
que no dependen de la luz constituyen la fase oscura.

4. Fase luminosa de la fotosíntesis
- Necesita la presencia de luz.
- Sucede en los tilacoides (en sus membranas)
de los cloroplastos, en los que está la clorofila.
- En esta fase, los pigmentos fotosintéticos
captan la luz y la transforman en energía
química, tanto en forma de poder reductor
(NADPH + H+) como en forma de energía (ATP).
Se libera O2 a la atmósfera procedente de la
fotólisis del agua.

5. cloroplastos

6. cloroplastos
• Estructura del cloroplasto (Fig. anterior):
– Está rodeado por una doble membrana, una
externa muy permeable, y otra interna, bastante
impermeable.
– En el interior queda un espacio, el estroma, en el
que existen una serie de sacos membranosos
llamados tilacoides.
– Las membranas tilacoidales están orientadas hacia
el eje mayor del cloroplasto, disponiéndose en
discos aplanados y apilados denominados grana.

7. pigmentos fotosintéticos
Los más importantes son:
• Clorofilas, pigmentos verdes con estructuras
policíclicas y un átomo de Mg2+ en su posición central,
ligado a cuatro átomos de N; además todas poseen una
cadena lateral larga de fitol (alcohol). Debido a sus
altos coeficientes de absorción, las clorofilas están
especialmente capacitadas para absorber la luz visible.
En los cloroplastos de las plantas superiores
encontramos clorofila a (más abundante) y clorofila b.
• Pigmentos accesorios que absorben la luz a
longitudes de onda diferentes de las clorofilas, entre
los que se encuentran los carotenoides y la xantofila

8. pigmentos fotosintéticos

9. Fotosistemas
• Un fotosistema es un complejo formado por
proteínas que contienen pigmentos
fotosintéticos y forman dos subunidades
funcionales:
– El complejo captador
de luz o antena.
– El centro de reacción.

10. Fotosistemas
• CENTRO CAPTADOR DE LUZ. Contiene clorofila a y b.
Captan la energía luminosa (moléculas antena), se
excitan y la transmiten hasta el centro de reacción.
• CENTRO DE REACCIÓN: está constituido por una
molécula de clorofila diana, asociada estrechamente a
un aceptor y a un dador de electrones.
La clorofila diana recibe la luz absorbida por los
pigmentos antena y transfiere sus electrones a otra
molécula denomina primer aceptor de electrones, que
los cederá a su vez a otra molécula externa. La clorofila
diana repone los electrones perdidos a partir de otra
molécula denominada primer dador de electrones.

11. Fotosistemas I y II
- Fotosistema I (PS I):
con una molécula diana de clorofila que capta
los fotones a un máximo de 700 nm de longitud
de onda (P700). La clorofila especial de estos
centros se denomina pigmento 700 o P700.
- Fotosistema II (PS II):
con su centro de reacción P680 presenta un
máximo de absorción a 680 nm. Su clorofila se
denomina P680.

12. Fase luminosa de la fotosíntesis
La fase luminosa puede presentarse en dos
modalidades:
• Fase luminosa acíclica: con transporte acíclico
de electrones, participan los fotosistemas I y II.
• Fase luminosa cíclica: con transporte cíclico de
electrones, sólo participa el fotosistema I.

13. Fase luminosa de la fotosíntesis
a) Fase luminosa acíclica. En esta fase se producen tres
fenómenos:
• Fotólisis (hidrólisis) del agua (La energía luminosa que absorben los
fotosistemas aumenta el estado energético de los electrones del H2O , la
molécula se rompe y cede los electrones a la cadena fotosintética).
H2O → ½ O2 + 2 H+ + 2 e-
• Síntesis de poder reductor, NADPH. Fotorreducción del
NADP+ (la energía del fotón llega a la clorofila del centro de reacción, que cede
n electrón al NADP+ el cual se reduce a NADPH)
NADP+ + 2H+ + 2 e- → NADPH + H+
• Síntesis de energía en forma de ATP. Fotofosforilación del
ADP. (los protones que se acumulan en el espacio intratilacoide genera un gradiente
electroquímico que les impulsa a salir al estroma. La energía liberada permite que la
ATPasa sintetice ATP a partir de ADP y P).
ADP + Pi → ATP + H2O

14. FUNCIONAMIENTO
• Cuando la clorofila diana del fotosistema II (P680) es excitada,
saltan dos electrones al aceptor primario de electrones. La
clorofila queda en un estado de oxidación, recuperando sus
electrones a partir de la fotólisis del agua.
• El primer aceptor cede los electrones en una cadena de
transporte que los cede a la clorofila P700 del fotosistema I.
• Cuando el fotosistema I recibe la luz, su clorofila P700 cede dos
electrones al primer aceptor de electrones. La clorofila recupera
sus electrones de la cadena transportadora, que los toma del
fotosistema II.
• Mediante la cadena siguiente, los electrones llegarán al NADP+
que se reduce a NADPH
• Finalmente, se produce la síntesis de ATP como consecuencia de
la diferencia de potencial entre las dos caras de la membrana del
tilacoide, provocada por los protones que se introducen en el
interior de este.

15. Fase luminosa de la fotosíntesis

16. Fase luminosa de la fotosíntesis
b) Fase luminosa ciclíca
• En esta fotofosforilación sólo interviene el
fotosistema I, y se llama cíclica ya que los
electrones perdidos por el P700 regresan de
nuevo a dicho fotosistema.
• La finalidad de esta fase cíclica es fabricar ATP
y no NADPH, ya que como veremos, en la fase
oscura se necesita más ATP que NADPH.

17. Fase oscura de la fotosíntesis
• Se utiliza la energía (ATP) y el NADPH de la
fase anterior para sintetizar materia orgánica.
• Es independiente de la luz (no es necesaria).
• Se realiza mediante un proceso cíclico
denominado CICLO DE CALVIN, con los
procesos:
– Fijación del CO2
– Reducción del CO2 fijado.
– Regeneración del aceptor.

18. Ciclo de Calvin
– Fijación del CO2.
El CO atmosférico entra en el estroma y se une a una molécula de 5
C, la ribulosa 1,5-difosfato, que es un aceptor rico en energía, dando
lugar a un compuesto inestable que se disocia en dos moléculas de 3
C, el ácido 3-fosfoglicérico. La enzima responsable es la rubisco
(ribulosa-difosfato- carboxilasa-oxidasa)
– Reducción del CO2 fijado.
Reducción del 3-fosfoglicerato, empleándose 6ATP y 6NADPH, hasta
la formación de seis moléculas de gliceraldehido-3-fosfato.
2
- Regeneración del aceptor,
utilizándose cinco de las seis moléculas de gliceraldehido-3P, y 3
moléculas de ATP en la
formación de 3 moléculas de ribulosa 1,5difosfato.

19. Ciclo de Calvin

20. DESPUÉS DEL CICLO DE CALVIN
• EL G3P(gliceraldehido-3-fosfato) puede seguir
tres vías:
- Regeneración de la ribulosa-1-5-difosfato
(continuar el ciclo de calvin9
- Síntesis de almidón, ácidos grasos y
aminoácidos en los cloroplastos.
- Síntesis de glucosa y fructosa fuera del
cloroplasto, es decir, en el citosol, por un proceso
similar a la glucólisis, pero en sentido inverso.

21. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA
FOTOSÍNTESIS
• INTENSIDAD LUMINOSA. Como norma general: a
mayor intensidad de luz mayor rendimiento de la
fotosíntesis.
• CONCENTRACIÓN DE CO2: el rendimiento de la
fotosíntesis aumenta con la concentración de CO2,
hasta un límite.
• CONCENTRACIÓN DE O2: al aumentar la
concentración de O2 disminuye el rendimiento de
la fotosíntesis.
• TEMPERATURA: el proceso aumenta con la
temperatura.
• ESCASEZ DE AGUA: disminuye el rendimiento de la
fotosíntesis.

22. IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE LA FOTOSÍNTESIS
1. Gracias a la fotosíntesis, el reino vegetal, partiendo de
materiales pobres en energía, convierte una fracción
relativamente pequeña (0,1 %), pero cuantitativamente muy
significativa de la energía solar en energía química.
2. La fotosíntesis, realizada por las algas y plantas verdes, consiste
en la captación y conversión de la luz solar en energía química.
3. En la fotosíntesis, al contrario que en la respiración aerobia, se
consume CO2 y se libera O2, contribuyendo al equilibrio de estos
gases en la atmósfera.
4. Los productos que por medio de la fotosíntesis elaboran las
plantas y el oxígeno que simultáneamente liberan al medio
sirven, a su vez, de manera indirecta o directa, como alimentos
plásticos y energéticos a todos los demás seres de la Biosfera.

23. Consecuencias de la
fotosíntesis