Ejercicio resuelto de Fotosíntesis · Biología · 2023

La imagen muestra una fase de la fotosíntesis. Conteste a las siguientes cuestiones:



a. Identifique la fase representada. ¿En qué orgánulo se realiza y cuál es su función? (0,8)

b. Sustituya los números 1 al 4 de la figura con el término que corresponda. (0,4)

c. ¿Cuál es el destino del elemento número 4? ¿Y el de los ${\text{H}}^{+}$? (0,4)

d. ¿Cómo se denomina y en qué parte del orgánulo se realiza el proceso en el que interviene una molécula de agua? ¿Cuál es el producto representado con la letra A? (0,4)

$\mathbf{\text{a.}}\mathbf{\text{Identifique}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{fase}}\mathbf{\text{representada.}}\mathbf{\text{¿En}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{org}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{nulo}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{realiza}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{funci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n?}}\mathbf{\text{(0,8)}}$

La fase representada es la fase luminosa o fotoquímica de la fotosíntesis: en el esquema se ven la luz incidiendo sobre los fotosistemas de la membrana tilacoidal, el recorrido de los electrones, el bombeo de protones al interior del tilacoide y la ATP-sintasa.

Se realiza en el cloroplasto, y dentro de él en la membrana de los tilacoides, donde están los pigmentos, los transportadores de electrones y la ATP-sintasa.

Su función es transformar la energía luminosa en energía química utilizable: generar ATP y NADPH, que después se consumen en el ciclo de Calvin para producir compuestos orgánicos. Como subproducto de la fotólisis del agua libera además oxígeno.

$\mathbf{\text{b.}}\mathbf{\text{Sustituya}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{n}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{meros}}\mathbf{\text{1}}\mathbf{\text{al}}\mathbf{\text{4}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{figura}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{t}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{rmino}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{corresponda.}}\mathbf{\text{(0,4)}}$

$\text{N}\acute{\text{u}}\text{mero}$	$\text{T}\acute{\text{e}}\text{rmino}$
1	Luz
2	Fotosistemas
3	Cadena de transporte de electrones
4	NADPH

$\mathbf{\text{c.}}\mathbf{\text{¿Cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{destino}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{elemento}}\mathbf{\text{n}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{mero}}\mathbf{\text{4?}}\mathbf{\text{¿Y}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{H+?}}\mathbf{\text{(0,4)}}$

El NADPH, señalado con el número 4, se dirige al estroma del cloroplasto, donde se consume en el ciclo de Calvin: aporta el poder reductor con el que el $C{O}_2$ fijado se transforma en gliceraldehído-3-fosfato, es decir, en materia orgánica.

Los protones se acumulan en el interior del tilacoide, bombeados desde el estroma por los transportadores de la cadena. Esa acumulación crea a través de la membrana tilacoidal un gradiente electroquímico, y los protones solo pueden volver al estroma atravesando la ATP-sintasa; al hacerlo a favor de gradiente, su paso mueve la enzima y se sintetiza ATP. Es la hipótesis quimiosmótica de Mitchell aplicada a la fotofosforilación.

$\mathbf{\text{d.}}\mathbf{\text{¿C}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{denomina}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{parte}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{org}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{nulo}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{realiza}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{interviene}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{cula}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{agua?}}\mathbf{\text{¿Cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{producto}}\mathbf{\text{representado}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{letra}}\mathbf{\text{A?}}\mathbf{\text{(0,4)}}$

El proceso se denomina fotólisis del agua o fotooxidación del agua, y se realiza en la membrana tilacoidal, en la cara interna del fotosistema II, donde un complejo con manganeso rompe la molécula:

$2H_{2}O⟶4H^{+}+4e^{-}+O_2$

Con ella se reponen los electrones que el fotosistema II ha cedido a la cadena, y se aportan además protones al interior del tilacoide.

El producto representado con la letra A es el oxígeno molecular, que se desprende como desecho del proceso y sale del cloroplasto. Es el oxígeno de la atmósfera y el que hace posible la respiración aerobia.