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Fase luminosa y ciclo de Calvin – transporte de electrones, ATP sintasa, RuBP/PGA/G3P y experimento con ¹⁴C

BiologíaFisiología vegetalEdades 16–17

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Una membrana tilacoidal con los fotosistemas II y I, la fotólisis del agua, una cadena de transporte de electrones que bombea H⁺ al lumen del tilacoide, la ATP sintasa que produce ATP y la reducción del NADP⁺ a NADPH; en el estroma, el ciclo de Calvin fija el CO₂ con la RuBisCO, reduce el PGA a G3P y regenera la RuBP. Apaga la luz o el CO₂ para ver cómo cambian RuBP, PGA y G3P con el tiempo, y varía la luz, el CO₂ y la temperatura para encontrar el factor limitante. Un modo de pulso y caza repite el experimento de Calvin con ¹⁴C: añade H¹⁴CO₃⁻, toma muestras a distintos tiempos, lee el cromatograma y anota el porcentaje de ¹⁴C en cada compuesto.

Lección: Fotosíntesis: fase luminosa (fotólisis del agua, transporte de electrones, fotofosforilación, NADPH) y fase oscura o ciclo de Calvin (fijación del carbono, reducción, regeneración de la RuBP)

Qué muestra

La fotosíntesis ocurre en dos fases enlazadas dentro del cloroplasto. En la fase luminosa, en la membrana del tilacoide, la luz excita los fotosistemas II y I, el agua se rompe y libera O₂, H⁺ y electrones, y la cadena de transporte de electrones bombea H⁺ al lumen; al volver por la ATP sintasa, los H⁺ producen ATP, y el NADP⁺ se reduce a NADPH. El ciclo de Calvin, en el estroma, usa ese ATP y NADPH: la RuBisCO fija el CO₂ a la RuBP y forma PGA, el PGA se reduce a G3P y la mayor parte del G3P regenera la RuBP.

Cómo usarla

Ajusta Luz, CO₂ y Temperatura con los deslizadores y observa los electrones, los H⁺ y las reservas del ciclo de Calvin. Pulsa Apagar luz o Quitar CO₂ y lee en la gráfica cómo cambian RuBP, PGA y G3P; pulsa otra vez para volver. En el modo Trazador ¹⁴C, elige Muestra tras y una caza, pulsa Una muestra o Serie 2–120 s, y lee el cromatograma y la tabla.

Parámetros que puedes cambiar

  • Modo Ruta de la fotosíntesis (fase luminosa + ciclo de Calvin), Experimento de Calvin con ¹⁴CO₂
  • Intensidad luminosa 0–2000 µmol fotones m⁻² s⁻¹
  • Concentración de CO₂ 0–1500 ppm
  • Temperatura 5–45 °C

Preguntas para explorar

  1. ¿Por qué se acumula el PGA y baja la RuBP al apagar la luz?
  2. ¿Qué les pasa a la RuBP y al PGA cuando se quita el CO₂, y por qué?
  3. ¿Qué compuesto se marca primero en el experimento con ¹⁴C y qué demuestra eso?

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