Ejercicio resuelto de Fotosíntesis · Biología · 2025

En relación con la fotosíntesis conteste a las siguientes cuestiones:

a) ¿Por qué necesitan agua los cloroplastos? Razone la respuesta. (0,8)

b) ¿Qué es un fotosistema? (0,5)

c) ¿Cuántas moléculas de $\text{CO}_2$ se tendrán que incorporar al ciclo de Calvin para dar lugar a una molécula de sacarosa? (0,2)

$\textbf{a) ¿Por qué necesitan agua los cloroplastos? Razone la respuesta. (0,8)}$

Porque el agua es la fuente de los electrones que la fotosíntesis necesita, y sin ella el proceso se detiene.

En la fase luminosa, la clorofila del fotosistema II absorbe la luz y cede electrones a la cadena de transporte de la membrana tilacoidal. Al hacerlo queda oxidada, y para volver a funcionar tiene que recuperar esos electrones de alguna parte. Los toma del agua, que se rompe en un proceso llamado fotólisis o fotooxidación:

$2\,H_2O \longrightarrow 4\,H^{+} + 4\,e^{-} + O_2$

El agua cumple así tres papeles a la vez. Aporta los electrones que reponen los que ha perdido el fotosistema II, y que acabarán reduciendo el $NADP^{+}$ a NADPH. Aporta los protones que se acumulan en el interior del tilacoide y forman el gradiente electroquímico con el que la ATP-sintasa fabrica ATP. Y libera oxígeno como producto de desecho, que es el oxígeno que respiramos y el que hizo posible la atmósfera actual.

Además, aunque no sea la razón principal, el agua es el disolvente en el que ocurren las reacciones del estroma y el vehículo que trae el $CO_2$ disuelto.

$\textbf{b) ¿Qué es un fotosistema? (0,5)}$

Un fotosistema es un complejo de proteínas y pigmentos situado en la membrana de los tilacoides que capta la energía luminosa y la convierte en energía química, transformándola en un flujo de electrones.

Consta de dos partes. La antena o complejo colector está formada por varios centenares de moléculas de pigmentos —clorofilas a y b, carotenos y xantofilas— que absorben fotones de distintas longitudes de onda y transmiten la energía por resonancia hacia el interior. El centro de reacción es una pareja de moléculas de clorofila a que recibe esa energía y libera un electrón, cediéndolo al primer aceptor de la cadena.

Hay dos tipos, que se nombran por la longitud de onda a la que su centro de reacción absorbe mejor: el fotosistema II, cuyo centro es el P680, y el fotosistema I, cuyo centro es el P700.

$\textbf{c) ¿Cuántas moléculas de CO2 se tendrán que incorporar al ciclo de Calvin para dar lugar a una molécula de sacarosa? (0,2)}$

La sacarosa es un disacárido formado por una glucosa y una fructosa, dos hexosas de seis carbonos cada una, así que tiene doce átomos de carbono. Como cada molécula de $CO_2$ aporta un carbono:

$12\ \text{C} \;\Rightarrow\; 12\ \text{moléculas de } CO_2$

Hay que incorporar doce moléculas de dióxido de carbono.