Ejercicio resuelto de Fotosíntesis · Biología · 2022

Bloque 2. LA CÉLULA VIVA. MORFOLOGÍA, ESTRUCTURA Y FISIOLOGÍA CELULAR. Se deberán escoger DOS de las siguientes cuatro cuestiones (3 puntos):

2.3. De la fotosíntesis oxigénica, indique los sustratos iniciales, los productos finales y el balance energético de la fase luminosa (0,6 puntos) y de la fase oscura (0,6 puntos), explique la relación entre ambas fases y localícelas de forma precisa en la célula (0,3 puntos).

$\mathbf{\text{De}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{fotos}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{ntesis}}\mathbf{\text{oxig}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{nica,}}\mathbf{\text{indique}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{sustratos}}\mathbf{\text{iniciales,}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{productos}}\mathbf{\text{finales}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{balance}}\mathbf{\text{energ}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tico}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{fase}}\mathbf{\text{luminosa}}\mathbf{\text{(0,6}}\mathbf{\text{puntos)}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{fase}}\mathbf{\text{oscura}}\mathbf{\text{(0,6}}\mathbf{\text{puntos),}}\mathbf{\text{explique}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{relaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{ambas}}\mathbf{\text{fases}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{local}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{celas}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{forma}}\mathbf{\text{precisa}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lula}}\mathbf{\text{(0,3}}\mathbf{\text{puntos).}}$

$$	$\text{Fase luminosa}$	$\text{Fase oscura}$
Sustratos iniciales	${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$, $\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{P}}^{+}$, ADP y ${\mathrm{P}}_{\mathrm{i}}$, más la luz	$\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$, ribulosa-1,5-bisfosfato, ATP y NADPH
Productos finales	${\mathrm{O}}_2$, NADPH y ATP	Gliceraldehído-3-fosfato, ADP y $\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{P}}^{+}$
Balance energético	Produce ATP y poder reductor: es la fase que gana energía	Consume 18 ATP y 12 NADPH por molécula de glucosa
Localización	Membrana de los tilacoides	Estroma del cloroplasto

En la fase luminosa, la energía de los fotones excita la clorofila de los fotosistemas, que cede electrones; la fotólisis del agua los repone y libera oxígeno y protones. Los electrones recorren la cadena transportadora de la membrana tilacoidal, generan un gradiente de protones que la ATP-sintasa aprovecha para fosforilar el ADP, y acaban reduciendo el $\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{P}}^{+}$ a NADPH. Se obtienen así ATP y poder reductor a costa de la luz.

En la fase oscura tiene lugar el ciclo de Calvin. La rubisco fija el dióxido de carbono sobre la ribulosa-1,5-bisfosfato y el compuesto resultante se escinde y se reduce hasta gliceraldehído-3-fosfato, consumiendo el ATP y el NADPH de la fase anterior. De cada seis moléculas de gliceraldehído formadas, cinco regeneran la ribulosa y una sale del ciclo, de modo que hacen falta seis vueltas y seis moléculas de $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ para obtener una de glucosa.

La relación entre ambas es de dependencia estricta y unidireccional: la fase luminosa transforma la energía luminosa en energía química (ATP) y en poder reductor (NADPH), y la fase oscura los gasta para reducir el dióxido de carbono y fabricar materia orgánica, devolviendo a la primera el ADP y el $\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{P}}^{+}$ que necesita. La fase oscura no requiere luz de forma directa, pero al depender de los productos de la luminosa solo funciona mientras hay iluminación, de ahí que se prefiera llamarla fase biosintética o de fijación del carbono.