Ejercicio resuelto de Fotosíntesis · Biología · 2021

a) Define metabolismo. (0.4)

b) ¿En qué proceso metabólico es necesaria la clorofila y cuál es su función? (0.6)

c) Escribe la ecuación global de este proceso. (0.4)

d) Define las fases del proceso e indica su ubicación celular. (0.6)

$\textbf{a) Define metabolismo. (0.4)}$

El metabolismo es el conjunto de todas las reacciones químicas que tienen lugar en las células de un organismo, organizadas en rutas y catalizadas por enzimas, mediante las cuales la materia y la energía se transforman.

Comprende dos vertientes complementarias y acopladas. El catabolismo, que degrada moléculas complejas en otras más sencillas liberando energía, y el anabolismo, que construye moléculas complejas a partir de sencillas consumiendo esa energía. El nexo entre los dos es el ATP y el poder reductor de las coenzimas.

$\textbf{b) ¿En qué proceso metabólico es necesaria la clorofila y cuál es su función? (0.6)}$

La clorofila es necesaria en la fotosíntesis, y en concreto en su fase luminosa, que ocurre en la membrana de los tilacoides del cloroplasto.

Su función es captar la energía luminosa. Es el pigmento fotosintético principal: absorbe la luz sobre todo en el rojo y en el azul —y refleja el verde, de donde viene el color de las plantas— y, organizada en los fotosistemas, transmite esa energía hasta el centro de reacción. Allí, la pareja de clorofilas del centro se excita y cede un electrón a la cadena de transporte, con lo que la energía de la luz queda convertida en energía química. Sin ese primer paso no habría ni ATP ni NADPH y la fotosíntesis no podría producirse.

$\textbf{c) Escribe la ecuación global de este proceso. (0.4)}$

$6\,CO_2 + 12\,H_2O + \text{energía luminosa} \longrightarrow C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2 + 6\,H_2O$

Se escriben doce moléculas de agua a la izquierda y seis a la derecha porque el oxígeno que se desprende procede íntegramente del agua, no del $CO_2$: hacen falta doce moléculas para liberar seis de $O_2$, y seis se vuelven a formar en el proceso. Simplificando quedaría la versión más conocida, con seis aguas a cada lado.

$\textbf{d) Define las fases del proceso e indica su ubicación celular. (0.6)}$

Fase luminosa o fotoquímica. Necesita luz y tiene lugar en la membrana de los tilacoides, donde están los fotosistemas, la cadena de transporte electrónico y la ATP-sintasa. En ella la clorofila capta la energía luminosa y la convierte en un flujo de electrones; el agua se rompe por fotólisis liberando oxígeno, se bombean protones al interior del tilacoide y con ese gradiente se sintetiza ATP, a la vez que se reduce el $NADP^{+}$ a NADPH.

Fase oscura o biosintética, llamada ciclo de Calvin. No necesita luz de forma directa y tiene lugar en el estroma del cloroplasto, donde están sus enzimas y en particular la rubisco. En ella se fija el $CO_2$ sobre la ribulosa-1,5-bisfosfato y, gastando el ATP y el NADPH obtenidos antes, se sintetiza gliceraldehído-3-fosfato y, a partir de él, glucosa y los demás compuestos orgánicos.