Ejercicio resuelto de Fotosíntesis · Biología · 2023

En relación con la fotosíntesis:

a) ¿En qué tipo de células se produce: procariotas, eucariotas o ambas? (0,2)

b) ¿Qué fotosistemas participan en la fotofosforilación cíclica? ¿Y en la no cíclica? (0,4)

c) Indique los productos finales en cada uno de los dos procesos mencionados anteriormente. (0,4)

d) ¿Cómo se llama el proceso cíclico más importante que tiene lugar durante la fase oscura? ¿Dónde se localiza? Explique brevemente en qué consiste. (1)

$\textbf{a) ¿En qué tipo de células se produce: procariotas, eucariotas o ambas? (0,2)}$

En ambas. En las eucariotas la realizan las células vegetales y las algas, dentro de un orgánulo específico, el cloroplasto. En las procariotas la realizan las cianobacterias, que hacen fotosíntesis oxigénica como las plantas, y otras bacterias fotosintéticas, que la hacen anoxigénica; al no tener orgánulos, sus pigmentos y sus cadenas de transporte se sitúan en repliegues de la membrana plasmática o en sistemas de membranas internas.

$\textbf{b) ¿Qué fotosistemas participan en la fotofosforilación cíclica? ¿Y en la no cíclica? (0,4)}$

En la fotofosforilación cíclica participa únicamente el fotosistema I: los electrones que este cede vuelven a él tras recorrer parte de la cadena, en un circuito cerrado.

En la no cíclica o acíclica participan los dos, el fotosistema II y el fotosistema I: los electrones siguen un recorrido abierto que empieza en el agua, pasa por el fotosistema II, recorre la cadena hasta el fotosistema I y termina en el $NADP^{+}$.

$\textbf{c) Indique los productos finales en cada uno de los dos procesos mencionados anteriormente. (0,4)}$

En la fotofosforilación cíclica el único producto es el ATP. No se rompe agua, así que no se desprende oxígeno, y como los electrones vuelven al fotosistema I tampoco se forma NADPH. La planta recurre a ella cuando necesita más ATP que poder reductor, porque el ciclo de Calvin gasta tres ATP por cada dos NADPH.

En la no cíclica se obtienen ATP y NADPH, y además se desprende oxígeno procedente de la fotólisis del agua, que es la que repone los electrones del fotosistema II. Por eso se dice que la fotofosforilación acíclica es oxigénica y la cíclica, anoxigénica.

$\textbf{d) ¿Cómo se llama el proceso cíclico más importante que tiene lugar durante la fase oscura? ¿Dónde se localiza? Explique brevemente en qué consiste. (1)}$

Se llama ciclo de Calvin, o ciclo de Calvin-Benson, y también ruta de las pentosas fosfato reductiva.

Se localiza en el estroma del cloroplasto, el medio interno que rodea a los tilacoides, donde están sus enzimas y en particular la rubisco.

Consiste en fijar el $CO_2$ y reducirlo hasta materia orgánica, gastando el ATP y el NADPH que la fase luminosa ha producido en los tilacoides. Se distinguen tres etapas. En la fijación, la rubisco une una molécula de $CO_2$ a la ribulosa-1,5-bisfosfato, y el compuesto de seis carbonos que se forma se parte enseguida en dos moléculas de ácido 3-fosfoglicérico. En la reducción, esas moléculas se fosforilan con ATP y se reducen con NADPH hasta gliceraldehído-3-fosfato. Y en la regeneración, la mayor parte de ese gliceraldehído se reorganiza, con más gasto de ATP, para reconstruir la ribulosa-1,5-bisfosfato y que el ciclo pueda repetirse; el resto sale del ciclo y sirve para sintetizar glucosa, almidón, aminoácidos y ácidos grasos.

Hacen falta seis vueltas, es decir, seis moléculas de $CO_2$, para obtener una molécula de glucosa.