2.4 fotosíntesis
La fotosíntesis es el proceso por el que se
capta la energía luminosa que procede del sol y se convierte en energía
química. Con esta energía el CO2, el agua y los nitratos que las
plantas absorben reaccionan sintetizando las moléculas de carbohidratos
(glucosa, almidón, celulosa, etc.), lípidos (aceites, vitaminas, etc.),
proteínas y ácidos nucleicos (ADN y ARN) que forman las estructuras vivas de la
planta.
Las plantas crecen y se desarrollan gracias a
la fotosíntesis, pero respiran en los periodos en los que no pueden obtener
energía por fotosíntesis porque no hay luz o porque tienen que mantener los
estomas cerrados. En la respiración se oxidan las moléculas orgánicas con
oxígeno del aire para obtener la energía necesaria para los procesos vitales.
En este proceso se consume O2 y se desprende CO2 y
agua, por lo que, en cierta forma, es lo contrario de la fotosíntesis que toma
CO2 y agua desprendiendo O2.
El dióxido de carbono de la atmósfera se
disuelve en contacto con las aguas oceánicas, donde las corrientes submarinas
lo transportan después por todo el planeta. El fitoplancton, formado por
microorganismos dotados de capacidad de fotosíntesis (producción de materia
orgánica al combinar el dióxido de carbono y el agua utilizando la energía de
la luz solar), asimila parte de este carbono. Cuando abunda el plancton, el
océano se convierte en un "depósito de carbono", que absorbe el CO2 atmosférico
y lo convierte en residuos orgánicos que eventualmente quedan retenidos en los
sedimentos del fondo marino.
La fotosíntesis es un proceso
en virtud del cual los organismos con clorofila, como las plantas
verdes, las algas y algunas bacterias, capturan energía en forma de luz y la
transforman en energía química.
Prácticamente toda la energía que consume la
vida de la biósfera terrestre —la zona del planeta en la cual
hay vida— procede de la fotosíntesis.
La fotosíntesis se realiza en dos etapas: una
serie de reacciones que dependen de la luz y son independientes de la
temperatura, y otra serie que dependen de la temperatura y son independientes
de la luz.
La velocidad de la primera etapa,
llamada reacción lumínica, aumenta con la intensidad luminosa
(dentro de ciertos límites), pero no con la temperatura. En la segunda etapa,
llamada reacción en la oscuridad, la velocidad aumenta con la
temperatura (dentro de ciertos límites), pero no con la intensidad luminosa.
Fase primaria o lumínica
La fase lumínica de la fotosíntesis es una
etapa en la que se producen reacciones químicas con la ayuda de la luz solar y
la clorofila.
La clorofila es un compuesto orgánico, formado
por moléculas que contienen átomos de carbono, de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno
y magnesio.
Estos elementos se organizan en una estructura
especial: el átomo de magnesio se sitúa en el centro rodeado de todos los demás
átomos.
La clorofila capta la luz solar, y provoca el
rompimiento de la molécula de agua (H2O), separando el hidrógeno (H)
del oxígeno (O); es decir, el enlace químico que mantiene unidos al hidrógeno y
al oxígeno de la molécula de agua, se rompe por efecto de la luz.
El proceso genera oxígeno gaseoso que se
libera al ambiente, y la energía no utilizada es almacenada en moléculas
especiales llamadas ATP. En consecuencia, cada vez que la luz esté
presente, se desencadenará en la planta el proceso descrito.
Fase secundaria u oscura
La fase oscura de la fotosíntesis es una etapa
en la que no se necesita la luz, aunque también se realiza en su presencia.
Ocurre en los cloroplastos y depende directamente de los productos obtenidos en
la fase lumínica.
En esta fase, el hidrógeno formado en la fase
anterior se suma al dióxido de carbono gaseoso (CO2) presente en el
aire, dando como resultado la producción de compuestos orgánicos,
principalmente carbohidratos; es decir, compuestos cuyas moléculas
contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.
Dicho proceso se desencadena gracias a una
energía almacenada en moléculas de ATP que da como resultado el carbohidrato
llamado glucosa (C6HI2O6), un tipo
de compuesto similar al azúcar, y moléculas de agua como desecho.
Después de la formación de glucosa, ocurre una
secuencia de otras reacciones químicas que dan lugar a la formación de almidón y
varios carbohidratos más.
A partir de estos productos, la planta
elabora lípidos y proteínas necesarios para
la formación del tejido vegetal, lo que produce el crecimiento.
Cada uno de estos procesos no requiere de la
participación de luz ni de la clorofila, y por ende se realiza durante el día y
la noche. Por ejemplo, el almidón producido se mezcla con el agua presente en
las hojas y es absorbido por unos tubitos minúsculos que existen en el tallo de
la planta y, a través de éstos, es transportado hasta la raíz donde se
almacena. Este almidón es utilizado para fabricar celulosa, el
principal constituyente de la madera.
El resultado final, y el más trascendental, es
que la planta guarda en su interior la energía que proviene del Sol. Esta
condición es la razón de la existencia del mundo vegetal porque constituye la
base energética de los demás seres vivientes.
Por una parte, las plantas son para los
animales fuente de alimentación, y, por otra, mantienen constante la cantidad
necesaria de oxígeno en la atmósfera permitiendo que los seres vivos puedan
obtener así la energía necesaria para sus actividades.
Si los químicos lograran reproducir la
fotosíntesis por medios artificiales, se abriría la posibilidad de capturar
energía solar a gran escala. En la actualidad se trabaja mucho en este tipo de
investigación. Todavía no se ha logrado sintetizar una molécula artificial que
se mantenga polarizada durante un tiempo suficiente para reaccionar de forma
útil con otras moléculas, pero las perspectivas son prometedoras.
Importancia biológica de la fotosíntesis
La fotosíntesis
es seguramente el proceso bioquímico más importante de la biósfera por varios
motivos:
1. La síntesis
de materia orgánica a partir de la materia inorgánica se realiza
fundamentalmente mediante la fotosíntesis; luego irá pasando de unos seres
vivos a otros mediante las cadenas tróficas, para ser transformada
en materia propia por los diferentes seres vivos.
2. Produce
la transformación de la energía luminosa en energía química,
necesaria y utilizada por los seres vivos
3. En la
fotosíntesis se libera oxígeno, que será utilizado en la
respiración aerobia como oxidante.
4. La
fotosíntesis fue causante del cambio producido en la atmósfera
primitiva, que era anaerobia y reductora.
5. De la
fotosíntesis depende también la energía almacenada en combustibles
fósiles como carbón, petróleo y gas natural.
6. El equilibrio
necesario entre seres autótrofos y heterótrofos no
sería posible sin la fotosíntesis.
Se puede concluir que
la diversidad de la vida existente en la Tierra depende principalmente de la
fotosíntesis.
BIBLIOGRAFIA
http://ecociencia.fateback.com/articulos/fotosintesis.htm
http://www.botanical-online.com/fotosintesis.htm
www.misrespuestas.com/que-es-la-fotosintesis.htm
muy bueno
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