Fotosintesi: Fase fosca i factors que influeixen en la fotosintesi.

FASE FOSCA:

El cicle de Calvin té lloc a l'estroma dels cloroplastos on s'acumulen els productos de la fase lluminosa. Se distringeixen tres etapes: fixació del CO2, reducció i regeneració dela ribulosa-1,5-bifosfat.

-Fixació del CO2: El dioxid de carboni s'incorpora al cicle de Calvin i s'uneix a un sucre de cinc carbonis, la ribulosa-1,5-bifosfat. L'enzim que catalitza aquesta reacció s'anomena rubisco, i el producte és un compost de sis carbonis que es trenca i forma dues molècules de 3-fosfoglicerat.

El 3-fosfoglicerat és un compost orgànic, per tamt s'ha produit la fixació del carboni inorgànic del CO2  en compostos orgànics.

-Reducció: El 3-fosfoglicerat per a reduir-li es necessita els prodcutes sintetitzats en la fase lluminosa(ATP, NADPH). El gliceraldehid és un monisàcarid de tres carbonis, l'anterior reacció proporciona la primera màteria necessària per a la sintesi de sucres o altres compost orgànic per la via metabòlica adequada.

-Regeneració de la ribulosa-1,5-bifosfat: Part del gliceraldehid és aprofitat per a la síntesi de compostos orgànics i altra part és utilitzat per a la regeneració de la ribulosa-1,5-bifosfat. Les molècules del gliceraldehid-3-fosfat per mitjà d'unes transformacions s'obté la ribulosa-5- fosfat que junt al ATP forma, finalment, la ribulosa-1,5-bifosfat. Es tracta d'un procés cíclic ja que entra un compost inorgànic de carboni i ix un compost orgànic reduït.

FACTORS QUE INFLUEIXEN EN LA FOTOSÍNTESI:

-Intensitat lluminosa: quan més intensitat lluminosa, més elevat és el rendiment de la fotosíntesi, fins a superar certs límits en què es produeix la fotooxidació irreversibles dels pigments fotosintètics.
-Temperatura: l'eficàcia del procés augmenta amb la temperatura, fins a arribar a una temperatura en què s'inicia la desnaturalització dels enzims i el rendiment disminueix.
-Concentració del CO2:si la intensitat lluminosa és elevada i constant, el rendimentt augmenta en relació directa amb la concentració de CO2, fins arribar a un cert valo en que el rendiment s'estabilitza.
-Concentració del O2:quan augmenta la contentració d'oxigen dismineix el rendiment de la fotosíntesi, perquè es produeix la fotorespiració, en la qual el rubisco catalitza i s'allibera CO2 consumint ATP.
-Escassetat d'aigua:disminueix el rendiment fotosintètic perquè provoca que es tanquen els estomes per evitar la dessecació de la planta i això dificulta l'entrada de dioxid de carboni.

Fotosintesi: Fase lluminosa

Els cloroplastos de les plantes absorbeixen l'energia de la llum solar i la converteixen en energia química que és emmagatzemada en sucres i altres biomolécules orgàniques.

Fotosintesi: procés anabòlic autotrof que consisteix en una sèrie de reaccions impulsades per la llum mitjançant les quals es produeixen biomolècules orgàniques a partir de dioxid de carboni i aigua.

Totes les cèl·lules fotosintetitzadores tenen cloroplastos i en aquests organuls esran present molècules de les clorofil·les. Quan una molècula absorbeix llum, els electrons són impulsats a un nivell energètic superior, com en les molècules de clorofil·la que els electrons s'exciten quan absorbeixen llum.

Aquets electrons són arreplegats per proteines transportadores i es produeix un bombament de protons des de l'estroma fins al espai tilacoidal i la tornada dels protons a l'estroma(sintesi d'ATP).

El procés de formació d'ATP, impulsat per la llum, s'anomena fotofosforilació. Al final del transport electrònic pot produir-se la reduccio del NADP, formant NADPH + H. El NADPH i el ATP, es poden ultitzar en les raccions metabòliques necessàries per a obtindre biomolècules orgàniques i reduir el CO2.



En conclusió, la fotosintesi es pot dividir en dues fases:
-Fase lluminosa: procés d'excitació dels electrònica de la clorofil·la i obtenció de ATP i NADPH.
-Fase fosca: reducció del CO2, incorporació a les cadenes carbonades de les biomolècules, aquestes reaccions metabòliques formen el cicle de Calvin.




FASE LLUMINOSA:

La reacció que es produeix en aquesta fase es la seguent: H2O + NADP ---> 1/2 O2 + NADPH + H
L'energia necessària per a realitzar aquesta reacció es aportada per la llum. La clorofil·la és la substància encarregada de transformar l'energia lluminosa en energia química.

Fotosistemes: es troben en les membranes tilacoidals dels cloroplastos i estan formats per molècules de clorofil·les i molècules transportadores d'electrons. En cada fotosistema hi ha antenes col·lectors que absorbeixen l'energia lluminosa i la tranmeten al centre de reacció on es troba la molècula especial de clorofil·la. Hi ha dos tipus de fotosistemes, el I i el II. Quan la molècula especial de clorofil·la capta l'energia lluminosa del fotosistema I, s'excita i cedeix els electrons a un amolècula transportadora d'electrons (cadena de transport elèctronic), quan acaba este transport es produeix la reducció del NADP a NADPH + H.

Per a recuperar ele electrons perduts en el fotosistema I, aquests produeixen del fotosistema II, el qual ha obtingut eixos electrons de la fotolisis de l'aigua (es descompon en dos electrons, protons que van a parar al espai tilacoidal i perl últim O2).

Gràcies a l'energia de la llum els electrons flueixen de l'aigua fina al NADP, i per a formar una molècula de O2, es requereix repetir dues vegades el procés dels fotosistemes (4 electrons i 8 fotons).

FOTOFOSFORILACIÓ NO CÍCLICA:

La transferencia d'eñectrons des de l'aigua fins als NADP implica dos passos en els quals s'absorbeix l'energia de la llum.

Durant el transport electrònic dels fotosistemes , l'energia que perden els electrons s'utilitza per a bombar protons en contra de gradient, des de l'esrtoma fins al espai tilaoidal. Quan els protons tornen a l'etroma a favor de gradient ho fan a través del ATP-sintasa (sintsi d'ATP: ADP+Pi--> ATP.
Aquest procés es denomina la fotofosforilació , no cíclica ja que el flux del electrons que la produeix no és cíclic. L'energia de la llum s'empra en la fotosintesi per a generar NADPH i ATP, que es requereixen per a la reducció del CO2 en el cicle de Calvin.

FOTOFOSFORILACIÓ CÍCLICA:

En el cicle de Clavin, conjunt de raccions acoblades a la fotofosforilació, es consumeixen més molècules d'ATP que de NADPH, i en la anterior es produeixen la mateixa quantitat per tant necessitem més molècules d'ATP, que s'obtenen de la seguent forma:

Només intervé el fotosistema I i es produeix un transort electrònic cíclic que no gernera NADP. La clorofil·la del fotosistema I s'excita per la llum i l'electró es transfereix fins a la ferredoxina, i en compte de passar al NADP es transfereix altra vegada a la plstoquinona i a través del complex citocrom bf i la pastocianina torna a reduir la clorofil·la oxidada del fotosistema I. Els electrons del complex citocrom bf, es produeix un bombament de protons de l'estroma a l'espai tilaciodal, es crea un gradient de concentració de protons que finalment s'obté la sintesi de ATP a través de la molècula de ATP-sintasa. En definitiva, s'obté més molècules d'ATP necessàries per al cicle de Calvin.