Fotosíntesis
- nombre femeninoBOTÁNICAProceso químico que tiene lugar en las plantas con clorofila y que permite, gracias a la energía de la luz, transformar un sustrato inorgánico en materia orgánica rica en energía.
Fotosíntesis: Definición
La fotosíntesis es un proceso químico usado por las plantas mediante
el cual producen energía química a partir de la energía lumínica solar.
Gracias a esta energía del sol, las plantas convierten el agua del suelo
y el dióxido de carbono del aire en glucosa, un nutriente esencial que
les provee energía y permite la fabricación de la celulosa o lo que es lo mismo, la fotosíntesis es como se llama el proceso por el que se alimentan las plantas.
La fotosíntesis es el proceso químico más importante en la Tierra,
mediante el cual se sintetizan sustancias orgánicas a partir de la
energía lumínica solar.
En la naturaleza, existen organismos que se alimentan de otros seres
vivos, y son llamados heterótrofos. También existen unos capaces de
sintetizar su propio alimento sin necesidad de usar materia orgánica de
otros seres vivos. A estos organismos se les llama autótrofos. Dentro de
esta categoría se encuentras las plantas verdes, que realizan el
proceso de la fotosíntesis.
Todas las plantas, algas y cianobacterias que realizan la fotosíntesis son considerados organismos fotoautótrofos.
Adicionalmente, todas las plantas, algas y cianobacterias que
realizan la fotosíntesis son considerados organismos fotoautótrofos. La
fuente de energía de éstos es la luz del sol y su principal fuente de
hidrógeno es el agua, produciendo como desperdicio, en la mayoría de los
casos el oxígeno vital para la vida en la Tierra; más del 50 por ciento del oxigeno en el planeta se produce por estos organismos en los mares.
Vídeo | Cómo se realiza la Fotosíntesis o cómo se alimentan las plantas
La fotosíntesis, forma básica de nutrición del Reino Plantae,
tiene lugar en los cloroplastos donde se encuentran las proteínas
especializadas llamadas “Centros de Reacción fotosintético” que absorben
la luz solar y cuentan con un pigmento llamado clorofila. Éste
interviene en el proceso fotosintético y dota del característico color
verde a las plantas.
La energía de la luz es usada para desprender electrones de algunas
substancias involucradas en el proceso como el hidrógeno que se toma de
una molécula de agua (H2O) para usarlo en la síntesis de la glucosa,
quedando como desecho el oxígeno que es descartado en forma de gas.
Antes de convertirlo en glucosa, el hidrógeno es usado para crear dos
compuestos intermedios empleados para almacenar energía como el NADPH
(Nicotinamida adenina dinucleótido fosfato) y el ATP (Adenosín
Trifosfato).
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| Proceso de fotosíntesis en las plantas. Fuentes: Kosmosis. |
La energía capturada por las plantas para realizar la fotosíntesis en todo el planeta, equivale aproximadamente a 130 Terawatts (10×12 watts).
Fotosíntesis: Proceso
→ La ecuación del proceso de fotosíntesis es:
DIÓXIDO DE CARBONO + AGUA + FOTONES → GLUCOSA + OXÍGENO
→ Que se traduce en:
6CO2 + 6H2O → C6H1206 + 6O2
Cada año, los organismos que realizan la fotosíntesis convierten
100,000 millones de toneladas de carbono en biomasa. De aquí podemos
observar la vital aportación de las plantas, consumen el bióxido de
carbono y nos entregan convenientemente oxígeno.
La producción de la glucosa, un tipo de azúcar, es necesaria tanto
para la nutrición como para la respiración de la planta, puede usarse
para convertirse en almidón, producir la celulosa que refuerza y protege
la pared celular, y descomponerse durante la respiración.
La velocidad de la fotosíntesis no es siempre igual, pues la
temperatura, la intensidad de la luz y la concentración de dióxido de
carbono pueden cambiar la velocidad.
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| Ciclo de Calvin. Imagen: Internet |
Etapas de la Fotosíntesis
Como todo proceso, la fotosíntesis consta de etapas bien diferenciadas, que son básicamente dos:
Fase luminosa.
Durante la etapa dependiente de la luz, la planta capta la energía
solar por medio de la clorofila en las células de las hojas y fabrica
una molécula llamada adenosín trifosfato o trifosfato de adenosina
(ATP), que almacena la energía.
Para hacerlo, cada molécula de clorofila absorbe un fotón de luz y al
hacerlo pierde un electrón. Este electrón pasa a la cadena de
transporte de electrones que produce el NADPH y el ATP. La molécula de
clorofila recupera el electrón perdido cuando una molécula de agua que
se absorbe del suelo, es dividida en un proceso llamado fotólisis que
libera una molécula de oxígeno a la atmósfera como desecho del proceso.
Fase oscura.
La energía que la planta obtuvo durante la fase luminosa es usada
para sintetizar la glucosa a partir del agua y el dióxido de carbono
captado de la atmósfera terrestre. Se le llama fase oscura porque a
diferencia de la anterior, no necesita la luz solar.
La enzima RuBisCO captura el dióxido de carbono de la atmósfera y en
otro proceso llamado ciclo de Calvin, usa el NADPH y el ATP creados en
la fase luminosa y libera azúcares de tres carbonos que pueden
convertirse luego en sucrosa o almidón. Se utilizan seis moléculas de
dióxido de Carbono para generar una molécula de Glucosa.
El ciclo de Calvin, también conocido como ciclo Calvin-Benson, consta de tres etapas:
- Etapa 1. Fijación del Carbono, se usa difosfato de ribulosa para formar PGA (Ácido 3- fosfoglicérico).
- Etapa 2. Se reduce el PGA a un azúcar usando el NADPH y el ATP de la fase lumínica.
- Etapa 3. Se regenera el difosfato de ribulosa. Las plantas convierten la luz solar en energía química con una eficiencia del 3-6%.
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| Proceso de fotosíntesis a nivel molecular. Fuente: Wikipedia. |
Partes de la Célula Vegetal involucradas en la Fotosíntesis.
Cloroplastos.
Estos orgánulos son exclusivos de las plantas y algas. La principal
función de los cloroplastos es realizar la fotosíntesis, ya que
contienen la clorofila y otras enzimas necesarias para llevar a cabo el
proceso.
La clorofila absorbe la energía de la luz solar y la convierte y
almacena en moléculas de NADPH y ATP liberando el oxígeno del agua.
Posteriormente usan estas moléculas proveedoras de energía para hacer
moléculas orgánicas a partir del dióxido de Carbono en un proceso
conocido como el Ciclo de Calvin.
Una célula vegetal típica contiene entre 10 y 100 cloroplastos.
Membrana celular.
Permite la entrada y salida a la célula del agua, el gas y las moléculas.
Vacuola.
Las células vegetales contienen una vacuola central y grande rellena
de agua y cubierta por una membrana llamada tonoplasto. Su función es
controlar el movimiento de moléculas entre el citosol y la savia.
Pared celular.
Está hecha de celulosa que protege el contenido de la célula y otorga
fuerza y rigidez a la misma. Adicionalmente contiene conductos de
comunicación con las células adyacentes.
Citoplasma.
Contiene las enzimas y las proteínas que la célula necesita para efectuar la fotosíntesis.
Núcleo celular.
Es sitio que alberga el ADN de las enzimas y proteínas usadas durante la fotosíntesis.
Fotosíntesis y su importancia para los seres vivos
La fotosíntesis es el proceso químico más importante en la Tierra y
es completamente imprescindible para la supervivencia de los seres vivos. Los animales, incluidos los seres humanos, viven porque las plantas existen y éstas viven gracias a la fotosíntesis.
Debido a que las plantas pueden nutrirse por medio de este proceso,
otros organismos obtienen alimento de ellas: raíces, tallos, corteza,
hojas, flores y frutos. Por otra parte, el proceso libera uno de los
productos más importantes para la respiración: el oxígeno.
Durante los últimos tiempos la presencia de las plantas se ha
reconsiderado por su capacidad para reducir los gases nocivos que las
industrias y los automóviles liberan a la atmósfera. Es por eso que los
bosques frondosos son una especie de “pulmones” para la Tierra.
Historia del descubrimiento de la Fotosíntesis.
El suizo Jean Senebier demostró que las plantas consumen dióxido de carbono y liberan oxígeno si reciben luz solar.
Durante el siglo XVII, el inglés Stephen Hales planteó la idea que la
plantas usaban el aire en su entorno como fuente de alimento, sin
embargo, hasta el siglo XVIII otro inglés Joseph Priestley descubrió que
los vegetales producían oxígeno de alguna forma.
Fue alrededor del año 1778 que Jan Ingenhousz descubrió que las
plantas liberaban un gas que podía intoxicar a la gente, pero que con la
presencia de luz solar liberaban oxígeno, benéfico para la salud.
Agregando que la fotosíntesis solo se realizaba en las hojas.
En 1796, el suizo Jean Senebier, demostró que las plantas consumen
dióxido de carbono y liberan oxígeno si reciben luz solar. Al poco
tiempo, Nicolás Theodore de Saussure demostró que adicionalmente
requieren agua adicionalmente al CO2 definiendo de esta forma el esquema
básico de la fotosíntesis.
A partir de ahí un diverso grupo de científicos ha aportado nuevos
descubrimientos a un fenómeno que aún quedan un par de asuntos por
resolver.
Con información de BioEnciclopedia
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