Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-229

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Fotosíntesis: captura de energía luminosa 195
buido en la célula sino que está confi nado a orgánulos llamados cloro-
plastos. En las plantas, los cloroplastos están principalmente dentro de
la hoja en las células del mesófi lo, una capa con múltiples espacios
de aire y una muy alta concentración de vapor de agua (FIGURA 9-4a). 
El interior de la hoja intercambia gases con el exterior mediante poros 
microscópicos, llamados estomas. Cada célula mesófi la tiene de 20 a 
100 cloroplastos. 
El cloroplasto, como la mitocondria, está rodeado por las membra-
nas externa e interna (FIGURA 9-4b). La membrana interna encierra una 
región llena de fl uido llamada estroma, que contiene la mayor parte 
de las enzimas requeridas para producir moléculas de carbohidrato. 
En el estroma está suspendido un tercer sistema de membranas que 
forma un conjunto interconectado de sacos planos discoidales llamados 
tilacoides.
La membrana del tilacoide forma un espacio interior lleno de fl uido, 
la luz del tilacoide. En algunas regiones del cloroplasto, los sacos ti -
lacoides están acomodados en pilas o montones de nombre grana o gra-
nos. Cada grana se parece a una pila de monedas y cada “moneda” es 
un tilacoide. Algunas membranas tilacoides se extienden de una grana 
a otra. Las membranas tilacoides, como las membranas mitocondriales 
internas (vea el capítulo 8), están implicadas en la síntesis de ATP. (Las 
procariotas fotosintéticas no tienen cloroplastos, pero con frecuencia 
las membranas tilacoides se acomodan alrededor de la periferia celular 
como repliegues de la membrana plasmática).
La clorofi la se localiza en la membrana 
del tilacoide
Las membranas tilacoides contienen varios tipos de pigmentos, que son 
sustancias que absorben luz visible. Distintos pigmentos absorben luz 
de diferentes longitudes de onda. La clorofi la, el pigmento fundamen-
tal de la fotosíntesis, absorbe luz sobre todo en las regiones azul y rojo 
del espectro visible. La luz verde no es apreciablemente absorbida por 
la clorofi la. Las plantas por lo común son verdes porque parte de la luz 
verde les incide, se dispersa o se refl eja.
Una molécula de clorofi la tiene dos partes importantes, una es-
tructura de anillo y una larga cadena lateral (FIGURA 9-5). La estructura 
anular, llamada anillo de porfi rina, se compone de pequeños anillos de 
átomos de carbono y nitrógeno; el anillo de porfi rina absorbe energía 
luminosa. El anillo de porfi rina de clorofi la es muy similar a la parte o 
grupo hemo del pigmento rojo de hemoglobina en los glóbulos rojos 
de la sangre. Sin embargo, a diferencia del grupo hemo, que contiene 
un átomo de hierro en el centro del anillo, la clorofi la tiene un átomo 
de magnesio en esa posición. La molécula de clorofi la también contiene 
una larga cadena lateral hidrocarbonada que hace a la molécula extrema-
damente no polar que la fi ja a la membrana.
Todas las moléculas de clorofi la que se encuentran en la membrana 
del tilacoide están asociadas a ella, mediante proteínas de unión a clorofi la;
los biólogos han identifi cado alrededor de 15 diferentes tipos. Cada 
membrana del tilacoide está llena de moléculas de clorofi la con una 
orientación precisa para absorber la luz y de proteínas de unión a cloro-
fi la que facilitan la transferencia de energía de una molécula a otra.
Existen varios tipos de pigmentos de clorofi la. El más importante es 
la clorofi la a, que inicia las reacciones dependientes de luz en la fotosín-
tesis. La clorofi la b es un pigmento accesorio que también participa en 
la fotosíntesis. Difi ere de la clorofi la a sólo en el grupo funcional unido 
al anillo de porfi rina: el grupo metilo (OCH3) en la clorofi la a se reem-
plaza en la clorofi la b por un grupo carbonilo terminal (OCHO). Esta 
trones, la cual queda reducida en el proceso; esto es lo que sucede en la 
fotosíntesis.
Ahora que ya se entienden algunas de las propiedades de la luz, se 
considerarán los orgánulos que utilizan luz para realizar la fotosíntesis.
Repaso
 ■ ¿Por qué la fotosíntesis requiere luz visible?
 ■ ¿Qué color de luz tiene mayor longitud de onda, el violeta o el rojo?
 ■ ¿Qué color de luz tiene mayor energía por fotón, el violeta o el rojo?
9.2 CLOROPLASTOS
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
2 Dibujar la estructura interna de un cloroplasto y explicar cómo interac-
túan sus componentes para facilitar el proceso de fotosíntesis.
3 Describir qué le ocurre a un electrón en una molécula biológica como la 
clorofi la, cuando ésta absorbe un fotón de energía luminosa.
Si se examina una sección del tejido de una hoja al microscopio, puede 
verse que el pigmento verde, la clorofi la, no está uniformemente distri-
El fotón es absorbido por un 
electrón excitable que se mueve 
a un nivel de energía más alto.
Fotón
Electrón
El electrón puede retornar al 
estado fundamental emitiendo 
un fotón menos energético.
El electrón puede ser 
aceptado por una molécula 
aceptora de electrones.
Nivel de baja energía
Nivel de alta energía
Ya sea O
Molécula 
aceptora de 
electrones
FIGURA 9-3 Interacciones entre la luz y átomos o moléculas
(Arriba) Cuando un fotón de energía luminosa choca con un átomo o a 
una molécula de la cual el átomo es una parte, la energía del fotón puede 
empujar a un electrón hacia un orbital más alejado del núcleo (es decir, en 
un nivel energético más alto). (Abajo a la izquierda) Si el electrón regresa al 
nivel de energía más bajo (más estable), entonces se puede liberar la ener-
gía como un fotón menos energético con mayor longitud de onda, conocido 
como fl uorescencia (que se observa), o como calor. (Abajo a la derecha) Si hay 
aceptores de electrones disponibles, el electrón puede abandonar el átomo. 
Durante la fotosíntesis, un aceptor de electrones captura al electrón energi-
zado y lo transfi ere a una cadena de aceptores.
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	Parte 2 Transferencia de energía a través de sistemas vivos 
	9 Fotosíntesis: captura de energía luminosa
	9.1 Luz y fotosíntesis
	Repaso
	9.2 Cloroplastos
	La clorofila se localiza en la membrana del tilacoide