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Biología avanzada (AP Biology)
Curso: Biología avanzada (AP Biology) > Unidad 3
Lección 4: Fotosíntesis- Fotosíntesis
- Introducción a la fotosíntesis
- Subdivisión en etapas de la fotosíntesis
- Resumen conceptual de las reacciones dependientes de la luz
- Las reacciones dependientes de la luz
- El ciclo de Calvin
- Evolución de la fotosíntesis
- Repaso de fotosíntesis
- Fotosíntesis
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El ciclo de Calvin
Cómo los productos de las reacciones de luz, ATP y NADPH, se utilizan para fijar el carbono en los azúcares en la segunda etapa de la fotosíntesis.
Introducción
Tú, como todos los organismos de la Tierra, eres una forma de vida basada en carbono. Es decir, las moléculas complejas de tu increíble cuerpo se forman con base en esqueletos de carbono. Es posible que sepas que estás formado de carbono; sin embargo, ¿te has preguntado alguna vez de dónde proviene todo ese carbono?
Resulta que los átomos de carbono de tu cuerpo alguna vez fueron parte de las moléculas de dióxido de carbono (start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript) del aire. Los átomos de carbono acaban siendo parte de ti y de otras formas de vida gracias a la segunda etapa de la fotosíntesis, conocida como ciclo de Calvin (o las reacciones independientes de la luz).
Descripción general del ciclo de Calvin
En las plantas, el dióxido de carbono (start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript) entra al interior de las hojas a través de unos poros llamados estomas y se difunde hacia el estroma del cloroplasto, el sitio en el cual se producen las reacciones del ciclo de Calvin, donde se sintetiza el azúcar. Estas reacciones también se llaman reacciones independientes de la luz, porque la luz no las causa directamente.
En el ciclo de Calvin, los átomos de carbono del start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript se fijan (se incorporan a moléculas orgánicas) y se utilizan para formar azúcares de tres carbonos. Este proceso es estimulado por el ATP y NADPH que provienen de las reacciones luminosas, y depende de ellos.
A diferencia de las reacciones dependientes de la luz, que ocurren en la membrana tilacoidal, las reacciones del ciclo de Calvin ocurren en el estroma (espacio interior de los cloroplastos).
Reacciones del ciclo de Calvin
Las reacciones del ciclo de Calvin se pueden dividir en tres etapas principales: fijación de carbono, reducción y regeneración de la molécula de partida.
A continuación, un esquema general del ciclo:
- Fijación del carbono. Una molécula de start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript se combina con una molécula aceptora de cinco carbonos, ribulosa-1,5-bifosfato (RuBP). Este paso produce un compuesto de seis carbonos que se divide para formar dos moléculas de un compuesto de tres carbonos, ácido 3-fosfoglicérico (3-PGA). Esta reacción es catalizada por la enzima RuBP carboxilasa/oxigenasa o RUBisCO.
- Reducción. En la segunda etapa, el ATP y NADPH se utilizan para convertir las moléculas de 3-PGA en moléculas de azúcar de tres carbonos, gliceraldehído-3-fosfato (G3P). Esta etapa se llama así, porque NADPH debe donar sus electrones o reducir a un intermediario de tres carbonos para formar el G3P.
- Regeneración. Algunas moléculas de G3P se van para formar glucosa, mientras que otras deben reciclarse para regenerar el aceptor RuBP. La regeneración necesita ATP e implica una compleja serie de reacciones, que a mi profesor de biología de la preparatoria le gustaba llamar “secuencia desordenada de carbohidratos”. start superscript, 1, end superscript
Para que un G3P salga del ciclo (y se dirija a la síntesis de glucosa), tres moléculas de start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript deben entrar en el ciclo, lo que resulta en tres nuevos átomos de carbono fijo. Cuando tres moléculas de start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript entran en el ciclo, se producen seis moléculas de G3P. Una sale del ciclo y se utiliza para formar glucosa, mientras que las otras cinco deben reciclarse para regenerar tres moléculas del aceptor RuBP.
Resumen de los reactivos y productos del ciclo de Calvin
Se necesitan tres vueltas del ciclo de Calvin para crear una molécula de G3P que pueda salir del ciclo para formar glucosa. Resumamos las cantidades de moléculas clave que entran y salen del ciclo de Calvin a medida que se crea una molécula de G3P neta. En tres vueltas del ciclo de Calvin:
- Carbono. 3 moléculas de start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript se combinan con 3 aceptores RuBP, lo cual forma 6 moléculas de gliceraldehído-3-fosfato (G3P).
- 1 molécula de G3P sale del ciclo para formar glucosa.
- 5 moléculas de G3P se reciclan, lo cual regenera 3 moléculas aceptoras de RuBP.
- ATP. 9 moléculas de ATP se convierten en 9 ADP (6 durante la etapa de fijación y 3 durante la etapa de regeneración).
- NADPH. 6 moléculas de NADPH se convierten en 6 moléculas de NADPstart superscript, plus, end superscript (durante la etapa de reducción).
Una molécula de G3P contiene tres átomos de carbono fijo, por lo que toma dos G3P para formar una molécula de glucosa de seis carbonos. Se necesitarían seis vueltas del ciclo, o 6 start text, C, O, end text, start subscript, 2, end subscript, 18 ATP y 12 NADPH, para producir una molécula de glucosa.
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Cuántas moléculas de ATP se consumen por cada carbono incorporado en el ciclo de Calvin?(4 votos)
Se necesitan 3 ATP por cada molécula de CO2.(1 voto)
Según la reacción de fotosíntesis, de 6 moléculas de CO2 y 6 moléculas de H2O salen una de glucosa y 6 de O2 usando energía. Si en la fase luminosa se expulsan 3 moléculas de O2 (procedentes de la hidrólisis de 6 moléculas de H2O), ¿dónde están las otras 3 moléculas de oxígeno que faltan? ¿No deberían producirse en el ciclo de calvin con los 6 átomos de O que sobran del CO2 al producir una molécula de C6H12O6? Y en tal caso, ¿dónde exactamente se producen?(3 votos)
¿De qué hablas?
3O2 + 6H+ (3H2) = 6H2O
Se fueron tres moléculas de oxígeno (O2), eso es igual a 6 átomos de oxígeno... No nos sobra nada.(12 votos)
por donde entran las moléculas en la fase luminosa y por donde en la fase oscura
contesten porfa(3 votos)- Reacciones del ciclo de Calvin(2 votos)
- holaa cuales son las estructuras involucradas en este ciclo? y cuales son las proteinas de membrana?(2 votos)
- Como sucede el siclo de calvin(2 votos)
Hombre... el artículo lo explica, igual si lo entiendes, este video del TED-Ed te puede ayudar a comprenderlo mejor: https://www.youtube.com/watch?v=0UzMaoaXKaM(5 votos)
- ¿Podría describir cómo se da cada una de las 6 vueltas del Ciclo de Calvin?(2 votos)
cuales son las enzimas que intervienen en cada etapa(2 votos)- Mi profesor de Biología general nos comentó que era necesario dos vueltas del ciclo de calvin para producir 1 glucosa, cómo es que aquí dice que es necesario tres vueltas si una glucosa tiene 6 carbonos y no 9 carbonos como resultaría de tres vueltas?(1 voto)
Lo que pasa es que estás tomando que cada vuelta del ciclo de Calvin implica que ingresan 3 moléculas de dióxido de carbono, en realidad para dar una vuelta ingresa una sola molécula de dióxido de carbono. Por eso, para que se pueda dejar una única molécula de 3GP (3 carbonos) es necesario dar tres vueltas y como la glucosa tiene 6 carbonos serán necesarias 2 moléculas de 3GP (3 carbonos), sumando al final 6 carbonos y que implican 6 vueltas(9 votos)
- Creo que hay un error en la parte del resumen de los reactivos, porque en la parte del ATP dice que se usan 6 ATP para la FIJACIÓN y en la fijación no se usa ATP, quizá se refiere a la reducción. Igualmente con en NADPH, en la fijación no se usa NADPH, en la reducción si.(1 voto)