Menu

Panells d'energia
solar fotovoltaica

Instal·lació d'energia solar tèrmica

Planta d'energia solar
termoelèctrica

Fases de la fotosíntesis

Fases de la fotosíntesis

La fotosíntesi de la clorofil·la, també anomenada fotosíntesi d'oxigen a causa de la producció d'oxigen en forma molecular, es porta a terme per etapes en dues fases:

  • La fase dependent de la llum (o fase lluminosa);

  • La fase de fixació de carboni de la qual el cicle de Calvin és part.

Fase lluminosa de la fotosíntesi. Quina funció té?

La fase lluminosa és la fase de la fotosíntesi és un procés en què es converteix energia solar en energia química. La clorofil·la i altres pigments fotosintètics com el carotè absorbeixen l'energia de la llum i la utilitzen per fragmentar molècules d'aigua, de manera que s'allibera oxigen com a residu.

processos fotosintètics

El procés fotosintètic té lloc dins dels cloroplasts. Dins d'aquests hi ha un sistema de membranes que formen piles de bosses aplanades (tilacoides).

Dins d'aquestes membranes trobem molècules de clorofil·la. Les molècules de clorofil·la estan agregades per formar els anomenats fotosistemes. Es poden distingir el fotosistema I i el fotosistema II.

Què són els fotosistemes?

Els fotosistemes són un conjunt de molècules de pigment disposades per envoltar una molècula especial "trampa" de clorofil·la. L'energia lumínica de l'fotó passa de molècula en molècula fins que s'arriba a la clorofil·la especial.

Fotosistema I

En el fotosistema I, la molécula trampa está excitada por una longitud de onda de 700 nm, en el fotosistema II de 680 nm.

El fotosistema I està format per un LHC (complex que captura la llum). L'LHC es compon de: aproximadament 70 molècules de clorofil·la, 13 diferents tipus de cadenes de polipèptids, un centre de reacció que inclou aproximadament 130 molècules de clorofil·la.

Fotosistema II

El fotosistema II també es compon d'un LHC. Aquest LHC està format per: aproximadament 200 molècules de clorofil·la, diferents cadenes de polipèptids, un centre de reacció que es forma a partir d'aproximadament 50 molècules de clorofil·la.

Totes aquestes molècules són capaços de capturar l' energia de la radiació solar. No obstant això, només en aquells de clorofil·la són capaços de moure a un estat excitat que activa la reacció fotosintètica.

Les molècules que només tenen la funció de captació es diuen molècules d'antena. Aquells que activen el procés fotosintètic es diuen centres de reacció.

Com es capta l'energia?

La fase lluminosa està dominada per la clorofil·la a. Les molècules de clorofil·la absorbeixen selectivament la llum en les parts vermella i blau-violeta de l'espectre visible. L'absorció la realitzen a través d'una sèrie d'altres pigments. L'energia capturada per les molècules de clorofil·la permet la promoció d'electrons des orbitals atòmics de menor energia a orbitals de més energia mediantes els transportadors d'electrons.

Aquests són substituïts immediatament per l'escissió de molècules d'aigua.

Els electrons alliberats per la reacció química de la clorofil·la II s'alimenten a una cadena de transport. Durant la cadena de transport perden energia i es mouen a un nivell d'energia més baix. L'energia perduda es fa servir per bombar protons des del estroma cap a l'espai de l'tilacoide, creant un gradient de protons.

Finalment, els electrons arriben al fotosistema I.

El fotosistema I, al seu torn, ha perdut altres electrons a causa de la llum. Els electrons perduts pel fotosistema I es transfereixen a la ferredoxina, que redueix NADP + a NADPH.

Es pot formar una molècula d'ATP cada dos electrons perduts pels fotosistemes.

Diversos estudis han demostrat que la planta creix més amb la radiació solar difusa que amb llum directa, amb la mateixa potència de llum entrant. Un estudi emfatitza, però, la rellevància d'altres condicions que modifiquen el creixement de les plantes que varien amb la llum, com la humitat i la temperatura.

Fase fosca de la fotosíntesi. Quina funció té?

La fase fosca és una sèrie de reaccions independents de la llum que converteixen el diòxid de carboni i altres compostos en glucosa. Aquesta conversió no depèn directament de la llum.

En la fase fosca es converteix la matèria inorgànica en matèria orgànica.

Aquestes reaccions no requereixen llum per produir-se. Aquestes reaccions prenen els productes de la fase lluminosa i realitzen més processos químics sobre ells.

Les reaccions fosques són dues: la fixació de l'carboni i el Cicle de Calvin.

Fase de fixació de l'carboni o el cicle de Calvin

El cicle de Calvin utilitza l'energia dels portadors d'electrons excitats electrònicament de curta durada per convertir el diòxid de carboni i l'aigua en compostos orgànics que poden ser utilitzats per l'organisme. Aquest conjunt de reaccions també es diu fixació de carboni.

Els enzims en el cicle de Calvin són funcionalment equivalents a la majoria dels enzims utilitzades en altres vies metabòliques com la gluconeogènesi i la via de la pentosa fosfat. No obstant això, els enzims del cicle de Calvin es troben en l'estroma de l'cloroplast en lloc del citosol cel·lular, separant les reaccions.

Aquests enzims s'activen en la llum, i també per productes de la reacció dependent de la llum. Aquestes funcions reguladores eviten que el cicle de Calvin respiri diòxid de carboni.

Autor:

Data de publicació: 6 de octubre de 2020
Última revisió: 6 de octubre de 2020