Fotosíntesis: La fotosíntesis es el mecanismo de nutrición de mayor relevancia tanto en las plantas como los seres autótrofos.
En esta entrega veremos todo lo relacionado con la fotosíntesis, desde su concepto, características, fases hasta como se representa su ecuación. También del porqué es sumamente vital e importante para los ecosistemas en el mundo.
Que es la Fotosíntesis
Proviene del griego foto, “luz”, y synthesis, “composición”, y consiste en un proceso bioquímico en el que las plantas utilizan la energía solar.
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Esto es necesario para convertir la materia inorgánica (dióxido de carbono) de las plantas en materia orgánica (azúcar).
Por medio de este mecanismo tanto las plantas terrestres como las acuáticas pueden alimentarse.
Al igual que otros organismos autótrofos que constan de clorofila (pigmento requerido para la fotosíntesis), por ejemplo las algas y algunas agrupaciones de bacterias.
Que establece la Fotosíntesis
La fotosíntesis establece uno de los mecanismos bioquímicos de mayor esencialidad en el planeta, debido a que por medio del mismo, se puede realizar la producción de alimentos orgánicos.
Estas que albergan la energía lumínica que es producto del Sol en diversas moléculas de utilidad (carbohidratos).
Una vez que las moléculas orgánicas hayan sido sintetizadas ya pueden ser utilizadas como recipientes de energía química para que los procesos vitales sean sostenidos.
Tales como la respiración celular y que reacciones que conforman el metabolismo de los seres vivientes.
Ejecución
Para que la fotosíntesis se pueda ejecutar, se necesita que exista la clorofila, es un pigmento que ante la luz solar se torna sensible.
Este es el que causa que las algas y plantas adopten su coloración verde.
Estos pueden ser hallados en los cloroplastos, organelas con tamaños distintos el cual es característico de las células vegetales.
Específicamente es las células foliares (de las hojas).
Donde se realiza la fotosintesis
Clasificación de la Fotosíntesis
Comprende dos tipos, cada una de acuerdo a las sustancias que se emplean para que la reacción se lleve a cabo:
Fotosíntesis oxigénica:
Está por lo general se caracteriza por el uso de agua (H2O) para que el dióxido de carbono (CO2) consumido sea disminuido.
En esta clase de fotosíntesis, no solo se elaboran azúcares para el beneficio del organismo, sino que también se adquiere oxígeno. Los que realizan este tipo de fotosíntesis son las cianobacterias y las algas.
Fotosíntesis anoxigénica:
En esta etapa no necesita de la presencia de agua para que el dióxido de carbono (CO2) sea eliminado.
Sino que dispone de la luz del sol para que las moléculas de sulfuro de hidrógeno (H2S) o hidrógeno gaseoso (H2) sean corrompidas.
En esta clase de fotosíntesis el oxígeno (O2) no se produce, no obstante, el azufre es liberado como resultado de la reacción.
Fotosíntesis anoxigénica
La fotosíntesis anoxigénica es producida por bacterias de azufre verde y púrpura, que contienen una clorofila distintas al de las plantas.
Cabe destacar que la fotosíntesis es de vital importancia para la vida y para el ecosistema.
Esta da lugar a la producción y desplazamiento de la materia orgánica y la fijación de la inorgánica.
Asimismo, cuando el proceso de fotosíntesis ocurre, se fabrica el oxígeno que los seres vivos en su mayoría necesitan para poder respirar.
La fotosíntesis y sus características
En la Antigua Grecia, ya se planteaba que existía una relación entre las plantas y la luz solar.
No obstante, el avance en la investigación y en el entendimiento de la fotosíntesis cobró mayor importancia mediante los aportes en conjunto sucesivo de científicos del siglo XVIII, XIX y XX.
Por ejemplo, el clérigo inglés Joseph Priestley (1732-1804), fue el primero en exponer cómo se genera el oxígeno en los vegetales. A cargo del botánico alemán Ferdinand Sachs (1832-1897) estuvo la primera formulación de la ecuación básica sobre la fotosíntesis.
Melvin Calvin
Posteriormente, Melvin Calvin (1911-1997), contribuyó a otro gran aporte, en donde aclaró el ciclo de Calvin.
Una de las fases que corresponde a la fotosíntesis, con lo cual se adjudicó con un Premio Nobel de Química en 1961.
Se basa en un proceso bioquímico en donde hace uso de la luz solar para poder adquirir materiales orgánicos.
Es decir, sintetizar orgánicos empezando por los componentes inorgánicos tales como el dióxido de carbono (CO2) y el agua (H2O).
Varios organismos autótrofos pueden realizar la fotosíntesis, siempre y cuando dispongan pigmentos fotosintéticos, siendo el más esencial la clorofila.
Nutrición
La fotosíntesis es el proceso de nutrición que las plantas poseen (ya sean terrestres o acuáticas), como algas, el fitoplancton y algunos que otros animales también pueden realizarlo, como por ejemplo la babosa marina (Elysia chlorotica).
Y la salamandra moteada (Ambystoma maculatum), la última citada puede ejecutarlo gracias a la simbiosis con un alga.
En las algas y las plantas, la fotosíntesis se produce en las organelas especializadas de denominadas cloroplastos, que se halla en la clorofila.
Existen dos clases de fotosíntesis, estas son dependientes a la sustancia que se emplea para fijar el carbono que deriva del dióxido de carbono (CO2).
La fotosíntesis generadora de oxígeno utiliza agua (H2O) y produce oxígeno (O2), que se libera al medio ambiente circundante. Por otro lado, la fotosíntesis anaeróbica utiliza sulfuro de hidrógeno (H2S) o hidrógeno (HS), y no produce oxígeno pero libera azufre.
Ecuación de la fotosíntesis
La ecuación general de la fotosíntesis oxigénica se representa en esta forma:
La manera correcta de emplear esta ecuación químicamente, la ecuación de esta reacción es de esta manera:
Etapas de la fotosíntesis
Luminosa o Fotoquímica:
Cuando esta etapa ocurre, se producen reacciones biolumínicas dentro de la planta.
O sea, la planta capta la presencia de la luz solar a través de la clorofila y lo emplea para la producción NADPH y ATP.
Todo se origina cuando la clorofila se pone en contacto con la radiación del sol.
Y los electrones que se ubican en las capas posteriores que se agitan y desencadenan una hilada de transporte de electrones (similares a la electricidad).
Del cual es aprovechado al maximo por la síntesis de NADPH (nicotín adenín dinucleótido fosfato) y ATP (adenosín trifosfato).
Quiebre de una molécula de agua
El quiebre de una molécula de agua pasa por un procesamiento al cual se le llama fotólisis.
Este otorga una molécula de clorofila que recupere el electrón que perdió tras ser agitada.
Se necesita que varias moléculas de clorofila esten excitadas para que la fase luminosa pueda ser establecida exitosamente.
Como producto de la fotólisis del agua que fabrica una molécula de oxígeno, esta se libera en la atmósfera como residuo de esta etapa de la fotosíntesis.
Etapa oscura o sintética
Cuando esta etapa se pone en marcha, se desarrolla en la matriz o estoma de los cloroplastos.
La planta hace uso del dióxido de carbono y le saca provecho a las moléculas producidas durante la etapa previa (energía química).
Esto para que las sustancias orgánicas sean sintetizadas por medio de un círculo de reacciones químicas bastante complicadas al que recibe el nombre de Ciclo de Calvin-Benson.
En este periodo, por medio de la intervención de diversas enzimas, el NADPH y ATP que primeramente se han formado y son utilizados para la producción de glucosa.
Esto desde el dióxido de carbono que la planta adquiere de la atmósfera.
La importancia de la fotosíntesis
Como veníamos mencionando anteriormente, la fotosíntesis está basado en un proceso vital en el ecosistema del mundo, esto por diversos motivos.
La primera de mucha importancia, el cual es la producción de oxígeno (O2).
Un gas sumamente necesario para la respiración tanto en el aire como en el agua.
Las plantas contribuyen en la fijación del dióxido
Por otra parte, tras absorber del medio que lo rodea, las plantas contribuyen en la fijación del dióxido de carbono (CO2) en sus cuerpos transformados en materia orgánica.
Haciendo a un lado el dióxido de carbono en el ambiente.
Este gas que exhalamos al momento de respirar, es sumamente tóxico sino es mantenido al margen de los límites.
Por el hecho de que las plantas hacen uso del dióxido de carbono para la elaboración de su propio alimento.
La reducción de la vida vegetal en la Tierra marca cierta influencia en el incremento de este gas en la atmósfera, donde cumple la función de un agente del calentamiento global.
Ejemplo
Como ejemplo, el CO2 funciona como un gas de efecto invernadero, en donde impide que el calor que llega al planeta sea excesivo y se irradie por fuera de la atmósfera.
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Se cree que anualmente los organismos fotosintéticos fijan como sustancias orgánicas al menos unas 100.000 millones de toneladas de carbono.
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