La fotosíntesis de las plantas se puede dividir en dos partes. La primera parte requiere luz para convertir la energía luminosa en energía química, y sus reacciones químicas se denominan reacciones dependientes de la luz. La segunda parte, que utiliza la energía química creada por la primera parte para producir carbohidratos vegetales para alimentos vegetales, está formada por reacciones independientes de la luz. Las reacciones independientes de la luz también se denominan ciclo de Calvin, en honor al químico Melvin C. Calvin, quien ganó el premio Nobel de química en 1961 después de identificar el proceso.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
Las reacciones de fotosíntesis independientes de la luz son las cuatro reacciones que tienen lugar en la última parte del proceso de fotosíntesis. También conocido como el ciclo de Calvin, los cuatro pasos de las reacciones oscuras o independientes de la luz son la fijación de carbono, la reducción, la formación de carbohidratos y la regeneración de las enzimas iniciales. Aunque se conocen como reacciones oscuras porque no necesitan luz para continuar, las reacciones tienen lugar durante el día a la misma hora que el reacciones dependientes de la luz porque las reacciones oscuras necesitan los productos químicos de las reacciones dependientes de la luz como reactivos para los cuatro pasos.
Descripción general del ciclo de Calvin
El ciclo de Calvin utiliza los productos químicos producidos durante las reacciones dependientes de la luz para fijar el dióxido de carbono y producir los carbohidratos que las plantas necesitan para sobrevivir. En general, los precursores químicos que contienen hidrógeno de la primera etapa de la fotosíntesis y dióxido de carbono se transforman en carbohidratos.
En las reacciones dependientes de la luz, la luz se absorbe y la energía se usa para dividir las moléculas de agua. Los iones de hidrógeno y electrones resultantes se transfieren a fosfato de dinucleótido de nicotinamida y adenina químico (NADP+) para producir fosfato de dinucleótido de nicotinamida y adenina reducido (NADPH) mediante la adición de dos electrones y un ión de hidrógeno. Al mismo tiempo, el difosfato de adenosina químico (ADP) se cambia a trifosfato de adenosina (ATP) mediante la adición de un grupo fosfato. Los nuevos productos químicos se utilizan para almacenar la energía absorbida de la luz y hacerla disponible para el ciclo de Calvin.
El ciclo de Calvin utiliza el hidrógeno del NADPH, el carbono del dióxido de carbono y la energía del ATP para producir los carbohidratos que necesita la planta. Durante este proceso, el NADPH y el ATP se vuelven a cambiar a NADP+ y ADP para que estén nuevamente disponibles para reacciones adicionales dependientes de la luz.
Reactivos y productos del ciclo de Calvin
El ciclo de Calvin tiene lugar dentro de los cloroplastos de las células vegetales. Cada célula tiene varios cloroplastos y las células que los contienen forman las hojas de la planta. Dentro de los cloroplastos, las reacciones del ciclo de Calvin tienen lugar en el estroma. Los reactivos CO2, ATP y NADPH inician las reacciones de cuatro pasos que componen el ciclo de Calvin.
El primer paso fija el carbono del dióxido de carbono en el aire. Los átomos de carbono están unidos a una molécula de azúcar intermedia. En el segundo paso, un grupo fosfato del ATP se transfiere a una enzima intermedia y los electrones del NADPH se utilizan para reducir el azúcar intermedio del paso 1. En el tercer paso, el azúcar intermedio reacciona con la enzima intermedia para formar glucosa, los carbohidratos básicos que las plantas pueden usar como alimento. En el cuarto paso, se regeneran los productos químicos originales necesarios para la reacción. Los productos de reacción son glucosa, ADP y NADP+. Los dos últimos se utilizan de nuevo en reacciones dependientes de la luz.
Si bien las reacciones del ciclo de Calvin pueden tener lugar en ausencia de luz, de hecho son dependientes de la luz en las plantas y tienen lugar durante el día. Esta dependencia proviene de los reactivos requeridos ATP y NADPH, que son rápidamente consumidos por las reacciones del ciclo de Calvin. Los reactivos se reponen mediante las reacciones dependientes de la luz de los productos del ciclo de Calvin ADP y NADP+. El proceso de fotosíntesis completo se basa en un funcionamiento coordinado de las reacciones dependientes de la luz y la oscuridad para producir carbohidratos a partir de la luz, el agua y el dióxido de carbono.