Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-243

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Fotosíntesis: captura de energía luminosa 209
fotosíntesis, no la respiración aeróbica, se favorece con la luz. Cuando la 
luz es muy débil, en un punto conocido como el punto de compensación 
lumínica, la fotosíntesis aún ocurre, pero esto no es evidente porque la 
tasa de fi jación de CO2 por fotosíntesis es igual a la tasa de liberación 
de CO2 mediante respiración aeróbica. Por otro lado, cuando la luz es 
muy brillante, la fotorrespiración puede disminuir signifi cativamente la 
producción fotosintética.
En este capítulo, ya se ha visto que las reacciones del ciclo de Calvin 
proporcionan una producción neta de azúcar fosforilado de tres carbonos 
G3P. ¿Cuáles son los distintos destinos del G3P en la planta? Considere 
una célula de una hoja que realiza la fotosíntesis en forma activa. Una 
serie de enzimas puede convertir parte del G3P a glucosa y después
a almidón. Éste se almacena en gránulos de almidón que se forman den-
tro de los cloroplastos. Se ha demostrado recientemente que cuando 
este almidón se rompe, por lo común se forma maltosa disacárida (vea 
la fi gura 3-8a). La maltosa sale del cloroplasto y se rompe en el citosol, 
aportando glucosa para la respiración aeróbica. No todos los G3P ter-
minan como carbohidratos; una parte al fi nal se convierten a aminoáci-
dos, ácidos grasos, y a otras moléculas orgánicas necesarias por la célula 
fotosintética.
Una parte del G3P es exportada al citosol, en donde las enzimas 
lo convierten a sacarosa disacárida (vea la fi gura 3-8b). Entonces la sa-
carosa se transporta activamente fuera de la célula, para moverse por 
el sistema vascular de la planta (vea el capítulo 35 para un análisis del 
transporte vegetal), y se transporta activamente a las diversas células. La 
sacarosa se puede descomponer a glucosa y fructosa, que son empleadas 
en la respiración aeróbica o como puntos de arranque para la síntesis 
de las múltiples moléculas orgánicas que necesitan las células, como los 
aminoácidos, lípidos, y carbohidratos. Los carbohidratos importantes 
incluyen a la celulosa para las paredes celulares (vea la fi gura 3-10) y
almidón, particularmente en estructuras almacenadoras de almidón como 
las raíces (vea la fi gura 3-9a) y semillas en desarrollo y tubérculos (co-
mo las papas).
Son asombrosos los benefi cios de la fotosíntesis para el ambiente. 
De hecho, al fi jar carbono, los fotoautótrofos son la fuente principal de 
prácticamente todas las moléculas orgánicas empleadas como energía y 
fuentes de carbono por los quimioheterótrofos como nosotros mismos 
(para una excepción, vea Preguntas acerca de: La vida sin Sol, capítulo 
55). Al realizar la fi jación de carbono, los fotoautótrofos eliminan CO2 
de la atmósfera, disminuyendo así el calentamiento global (vea el capí-
tulo 57). También de primordial importancia es el hecho que la fotólisis 
del agua por medio del fotosistema II libera el O2 que todos los orga-
nismos aeróbicos necesitan para la respiración aeróbica. El oxígeno mo-
lecular es tan reactivo que no podría mantenerse en la atmósfera si no 
fuera constantemente repuesto de esta manera. 
Como se analiza en el capítulo 21, la evolución de la fotosíntesis 
productora de oxígeno fue un evento crítico en la historia de la vida so-
bre la Tierra, que no sólo permitió la evolución de los organismos aeróbi-
cos, sino también hizo posible la vida terrestre porque en la estratosfera 
el O2 es convertido a ozono (O3), que protege al planeta de la dañina luz 
ultravioleta.
Repaso 
 ■ ¿Cómo obtiene energía una célula raíz? ¿Moléculas orgánicas?
 ■ ¿Cuál es la fuente del oxígeno molecular en la atmósfera de la Tierra?
orgánicas estables a partir del CO2 y agua. Estos compuestos orgánicos 
no sólo se emplean como materiales de base para sintetizar a todos los 
otros compuestos orgánicos que necesita el organismo fotosintético 
(como carbohidratos complejos, aminoácidos, y lípidos) sino también 
para almacenar energía. La glucosa y otros carbohidratos producidos du-
rante la fotosíntesis son compuestos relativamente reducidos que pue-
den ser oxidados de manera subsecuente mediante respiración aeróbica 
o por alguna otra ruta catabólica (vea el capítulo 8).
En contraste, los animales, hongos, y la mayoría de las bacterias se 
conocen como quimioheterótrofos. Son quimiotrofos porque obtie-
nen energía a partir de sustancias químicas, usualmente por reacciones 
redox (vea los capítulos 7 y 8). Son heterótrofos (del griego heter, que 
signifi ca “otros”, y trophos, que signifi ca “alimentar”) porque no pueden 
fi jar carbono; por ello utilizan moléculas orgánicas, producidas por otros 
organismos, como materiales básicos a partir de los cuales sintetizan los 
compuestos de carbono que necesitan.
Existe alguna familiaridad al referirse a las plantas como fotoautótro-
fas y a los animales, incluyendo los humanos como quimioheterótrofos, 
por eso se tiende a pensar que todos los organismos deberían ajustar en 
esas dos categorías “principales”. En ciertas bacterias se han encontrado 
otros dos tipos de nutrición. Unas pocas bacterias, conocidas como bac-
terias púrpura no azufradas, son fotoheterótrofos, capaces de emplear 
energía lumínica pero incapaces de realizar la fi jación de carbono, por lo 
que deben obtener carbono a partir de compuestos orgánicos. Algunas 
otras bacterias son quimioautótrofas, que obtienen su energía de la oxi-
dación de moléculas inorgánicas reducidas como el sulfuro de hidrógeno 
(H2S), nitrito (NO2−), o amoniaco (NH3). Parte de esta energía captu-
rada se utiliza subsecuentemente para efectuar la fi jación de carbono.
Repaso
 ■ ¿Cómo obtiene energía una planta verde? ¿Y carbono? ¿Cómo obtiene 
su cuerpo estas cosas?
9.7 FOTOSÍNTESIS EN PLANTAS 
Y EN EL AMBIENTE
OBJETIVO DE APRENDIZAJE
12 Establecer la importancia de la fotosíntesis tanto para una planta como 
para otros organismos.
Aunque las plantas se caracterizan como fotoautótrofas, no todas las 
células vegetales realizan la fotosíntesis, y aún las células con cloroplas-
tos también tienen mitocondrias y efectúan la respiración aeróbica. En 
efecto, la respiración que utiliza moléculas orgánicas, que la planta ha 
hecho por sí misma, es la fuente directa del ATP necesario para la mayor 
parte del metabolismo vegetal.
Varios mecanismos regulan las actividades relativas de la fotosínte-
sis y la respiración aeróbica en las plantas. Aunque las enzimas del ciclo 
de Calvin no requieren luz para funcionar, están realmente reguladas 
por la luz. Como consecuencia de las reacciones dependientes de luz, el 
estroma adquiere un caracter más básico (aproximadamente pH de 8), 
activando el rubisco y a otras enzimas del ciclo de Calvin. En contraste, 
la luz tiende a inhibir las enzimas de la glicólisis en el citosol. Así que la 
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	Parte 2 Transferencia de energía a través de sistemas vivos 
	9 Fotosíntesis: captura de energía luminosa
	9.6 Diversidad metabólica
	Repaso
	9.7 Fotosíntesis en plantas y en el ambiente
	Repaso