Ejercicio resuelto de Fase luminosa · Biología · 2022

Respecto a la fase lumínica de la fotosíntesis:

a) En qué parte del cloroplasto se produce la captación de la energía lumínica. (0,2)

b) ¿Qué es un fotosistema? ¿De qué partes consta? ¿Qué fotosistema participa en la fotofosforilación cíclica? (1,0)

c) Qué diferencias existen, respecto a los compuestos formados, entre la fotofosforilación cíclica y acíclica. (0,8)

$\textbf{a) En qué parte del cloroplasto se produce la captación de la energía lumínica. (0,2)}$

En la membrana de los tilacoides, los sáculos aplanados que se apilan formando los grana dentro del estroma. Allí están insertados los fotosistemas con sus pigmentos fotosintéticos, que son los que absorben los fotones.

$\textbf{b) ¿Qué es un fotosistema? ¿De qué partes consta? ¿Qué fotosistema participa en la fotofosforilación cíclica? (1,0)}$

Un fotosistema es una unidad estructural y funcional de la membrana tilacoidal, formada por proteínas y pigmentos, en la que se capta la energía luminosa y se convierte en energía química al liberar electrones de alta energía.

Consta de dos partes. El complejo antena o complejo colector de luz, formado por varios centenares de moléculas de pigmentos —clorofilas a y b, carotenos y xantofilas— que absorben fotones de distintas longitudes de onda y transmiten esa energía por resonancia, de molécula en molécula, hacia el interior. Y el centro de reacción o centro reactivo, una pareja de moléculas de clorofila a que recibe la energía acumulada y, al excitarse, cede un electrón al primer aceptor de la cadena de transporte; queda entonces oxidada y necesita reponer ese electrón.

En la fotofosforilación cíclica participa únicamente el fotosistema I, cuyo centro de reacción es el P700.

$\textbf{c) Qué diferencias existen, respecto a los compuestos formados, entre la fotofosforilación cíclica y acíclica. (0,8)}$

$\text{ }$	$\text{Cíclica}$	$\text{Acíclica}$
Productos	Solo ATP	ATP, NADPH y $O_2$
Fotosistemas	Solo el I	El II y el I
Agua	No se consume	Se rompe por fotólisis

La razón de la diferencia está en el recorrido de los electrones. En la cíclica los electrones que salen del fotosistema I vuelven a él tras recorrer parte de la cadena: el circuito es cerrado, no hace falta reponerlos y por tanto no se rompe agua ni se desprende oxígeno; y como no llegan al $NADP^{+}$, tampoco se forma NADPH. Lo único que se obtiene es el ATP que permite fabricar el gradiente de protones, y por eso se dice que es anoxigénica.

En la acíclica el recorrido es abierto: los electrones parten del agua, que se rompe liberando oxígeno, pasan por el fotosistema II y por el I y terminan reduciendo el $NADP^{+}$ a NADPH; de camino se bombean protones y se obtiene también ATP.

La planta recurre a la cíclica cuando necesita más ATP que poder reductor, porque el ciclo de Calvin gasta tres ATP por cada dos NADPH.