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En que consiste la fotosintesis
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La fotosíntesis es el nombre que recibe el conjunto de reacciones químicas que realizan las plantas para convertir la energía del sol en energía química en forma de azúcar. En concreto, las plantas utilizan la energía de la luz solar para hacer reaccionar el dióxido de carbono y el agua y producir azúcar (glucosa) y oxígeno. Se producen muchas reacciones, pero la reacción química general de la fotosíntesis es:
En una planta, el dióxido de carbono entra a través de los estomas de las hojas por difusión. El agua se absorbe a través de las raíces y se transporta a las hojas a través del xilema. La energía solar es absorbida por la clorofila de las hojas. Las reacciones de la fotosíntesis se producen en los cloroplastos de las plantas. En las bacterias fotosintéticas, el proceso tiene lugar donde la clorofila o un pigmento relacionado está incrustado en la membrana plasmática. El oxígeno y el agua producidos en la fotosíntesis salen a través de los estomas.
En realidad, las plantas reservan muy poco de la glucosa para su uso inmediato. Las moléculas de glucosa se combinan mediante la síntesis de deshidratación para formar celulosa, que se utiliza como material estructural. La síntesis de deshidratación también se utiliza para convertir la glucosa en almidón, que las plantas utilizan para almacenar energía.
Fotosíntesis y respiración celular
Imagen compuesta que muestra la distribución global de la fotosíntesis, incluyendo tanto el fitoplancton oceánico como la vegetación terrestre. El rojo oscuro y el verde azulado indican las regiones de mayor actividad fotosintética en el océano y en la tierra, respectivamente.
Aunque la fotosíntesis se realiza de forma diferente en cada especie, el proceso siempre comienza cuando la energía de la luz es absorbida por unas proteínas llamadas centros de reacción que contienen pigmentos/cromóforos verdes (y otros de color). En las plantas, estas proteínas se encuentran en el interior de unos orgánulos denominados cloroplastos, que son los más abundantes en las células de las hojas, mientras que en las bacterias están incrustadas en la membrana plasmática. En estas reacciones dependientes de la luz, se utiliza una parte de la energía para despojar de electrones a sustancias adecuadas, como el agua, produciendo gas oxígeno. El hidrógeno liberado por el desdoblamiento del agua se utiliza en la creación de otros dos compuestos que sirven como almacenes de energía a corto plazo, permitiendo su transferencia para impulsar otras reacciones: estos compuestos son el nicotinamida adenina dinucleótido fosfato reducido (NADPH) y el adenosín trifosfato (ATP), la «moneda energética» de las células.
Durante la fotosíntesis
Los procesos de todos los organismos -desde las bacterias hasta los seres humanos- requieren energía. Para obtener esta energía, muchos organismos acceden a la energía almacenada comiendo alimentos. Los carnívoros comen otros animales y los herbívoros comen plantas. Pero, ¿de dónde procede la energía almacenada en los alimentos? Toda esta energía puede remontarse al proceso de fotosíntesis y a la energía luminosa del sol.
Gliceraldehído 3-fosfato) que a su vez puede convertirse en azúcares y otros compuestos moleculares. Las plantas utilizan estos compuestos en todos sus procesos metabólicos; las plantas no necesitan consumir otros organismos para alimentarse porque construyen todas las moléculas que necesitan. A diferencia de las plantas, los animales necesitan consumir otros organismos para obtener las moléculas que necesitan para sus procesos metabólicos.
Durante la fotosíntesis, las moléculas de las hojas capturan la luz del sol y energizan los electrones, que luego se almacenan en los enlaces covalentes de las moléculas de carbohidratos. Esa energía dentro de esos enlaces covalentes se liberará cuando se rompan durante la respiración celular. ¿Qué duración y estabilidad tienen esos enlaces covalentes? La energía que se extrae hoy en día al quemar carbón y productos petrolíferos representa la energía de la luz solar captada y almacenada por la fotosíntesis hace casi 200 millones de años.
La fotosíntesis es una
Dentro de las células vegetales, los cloroplastos son orgánulos especializados que sirven como lugares de la fotosíntesis. Las reacciones que componen el proceso de la fotosíntesis pueden dividirse en reacciones dependientes de la luz, que tienen lugar en los tilacoides, y reacciones independientes de la luz (también conocidas como reacciones oscuras o ciclo de Calvin), que tienen lugar en el estroma.
En el interior de la membrana interna del cloroplasto y rodeando a los tilacoides se encuentra un líquido llamado estroma. En el estroma tienen lugar las reacciones independientes de la luz de la fotosíntesis. Contiene enzimas que trabajan con el ATP y el NADPH para «fijar» el carbono del dióxido de carbono en moléculas que pueden utilizarse para construir glucosa. El material genético propio del cloroplasto (separado del de la célula) también se almacena en el estroma.
El interior del cloroplasto contiene otra membrana, la membrana tilacoide, que se pliega para formar numerosas pilas de discos conectados. Cada disco es un tilacoide y cada pila es un granum (pl. grana).
Las reacciones de la fotosíntesis, que dependen de la luz, tienen lugar en los tilacoides. Estas reacciones se producen cuando el pigmento clorofila, situado dentro de las membranas de los tilacoides, capta la energía del sol (fotones) para iniciar la ruptura de las moléculas de agua.
