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En la fotosíntesis ocurren
importantes transformaciones: la energía lumínica es convertida en energía
química y la materia inorgánica en orgánica. Este proceso biosintético es,
quizás, el que mantiene la posibilidad de vida en nuestro planeta, pues el
desecho metabólico que se libera a la atmósfera es el oxígeno, gas que respira
la mayoría de los seres vivos.
FOTOSÍNTESIS:
A diferencia de los animales, la
mayoría de las plantas usa la luz para elaborar comida. Células especiales
atrapan la luz del sol y la usan para producir azúcares simples y oxígeno a
partir de dióxido de carbono y agua. Este proceso se conoce como fotosíntesis:
la formación de un compuesto con ayuda de la luz.
Todas las plantas que usan
fotosíntesis contienen un pigmentos importante llamado clorofila, que da
color a las hojas ver
des. La estructura química de la clorofila es similar a la de la hemoglobina de
la sangre, excepto que la primera contiene magnesio y la hemoglobina, hierro. En
cierta manera, ambas cumplen funciones similares. Por ejemplo, cada una
interviene en su sistema propio con bióxido de carbono y oxígeno.
Las hojas absorben 83% de la luz
que incide en ellas, pero usan sólo el 4% en la fotosíntesis; el resto se
dispersa a través
de las hojas en forma de calor. Las plantas que crecen a la sombra con
frecuencia tienen hojas de un verde más intenso: sus hojas tienen una mayor
concentración de clorofila para capturar más de la poca luz que reciben.
La fotosíntesis es importante no
sólo para las plantas. Sin ella, la vida animal nunca podría haber evolucionado
ni podría continuar. Al producir alimento, las plantas absorben el bióxido de
carbono de la atmósfera, factor importante para controlar el efecto de
invernadero, y liberan oxígeno.
Las plantas de tierra elaboran sólo el 10% del oxígeno de la Tierra. Gran parte
de él procede de una enorme gama de algas marinas. Por ello, así como
conservamos la tierra, es necesario que conservemos limpios los océanos. Si las
plantas marinas mueren, nosotros también lo haremos.
Más de la mitad de toda la
fotosíntesis que se produce sobre la Tierra la realizan las algas microscópicas
del océano —las diatomeas y los dinoflagelados—ósea, el fitoplancton.
La otra contribución importante la realizan las grandes extensiones boscosas y
selváticas.
El fitoplancton son los seres
vivos de origen vegetal que viven flotando en la columna de agua, y cuya
capacidad natatoria no logra nunca superar la inercia de las mareas, las olas, o
las corrientes. Son organismos autótrofos capaces de realizar la fotosíntesis.
Su importancia es fundamental dado que son los productores primarios más
importantes en el océano.
Explicación Científica
de la Fotosíntesis: La fotosíntesis
comprende dos fases. Una inicial o primaria, denominada fase fotoquímica, en la
cual se realiza la captación energía luminosa y es necesaria la presencia de
clorofila y agua. Las reacciones químico que se producen en esta fase dan como
productos oxígeno,
NADPH (nicotinamida
adenina dinucleótido fosfato) y ATP (adenosina
trifosfato) . Estos d últimos compuestos químicos serán
utilizados en la fase posterior o secundaria, denominada fase biosintética, para
sintetizar materia orgánica, utilizando como fuente carbono al CO2.
Etapa fotoquímica.
Es conocida como la etapa clara de
la fotosíntesis, ya que en ella la luz solar es captada por los pigmentos
fotosintetizadores que, en conjunto, constituyen foto sistemas. Éstos están
ubicados en las membranas que forman los tilacoides. La clorofila A
es el pigmento indispensable en el funcionamiento de los foto sistemas.
Los pigmentos auxiliares, como los
carotenoides, las xantofilas y otros tipos de clorofila,
contribuyen en la captación de haces luminosos de distintas longitudes de onda.
Las moléculas que los constituyen se excitan con la luz (o sea, los electrones
de las últimas capas de sus átomos saltan a un nivel superior de energía) y
quedan oxidadas. Al dejar de excitarse, ceden los electrones a la clorofila A
que, ya sea por la luz directa o por este aporte, se excita también. Los
electrones excitados de la clorofila A son recibidos por distintos
aceptores, como los citocromos, la ferredoxina, la plastocianina,
etc. El último aceptor es el NADP.
La llegada de la luz a los
tilacoides también desencadena la fotólisis del agua:
H20 ----> O2+2H+
+ 2e
Los electrones reducen a la
clorofila A, los protones reducen al NADP y el oxígeno se libera como gas.
Como ganancia neta de esta
etapa se obtienen moléculas de NADPH; además, en cada traspaso electrónico se
libera energía, que es usada para sintetizar ATP a partir de ADP y fosfato
inorgánico.
Etapa biosintética.
También llamada ciclo de
Calvin (por su descubridor) o etapa oscura. aunque esta denominación no es
apropiada. ya que se desarrolla de día o de noche.
El ciclo de Calvin consta de una
serie de reacciones enzimáticas a través de las cuales el carbono inorgánico del
dióxido de carbono pasa a integrar una molécula orgánica, como puede ser la
glucosa. Para esta transformación 25 necesaria la presencia de los productos
obtenidos en la etapa fotoquímica: un agente reductor, como es el NADPH, y la
energía que proviene del desdoblamiento del ATP.
18ATP + 6C02 + 12NADPH = 18 ADP + 18
Pi + 12 NADP + C6H1206
En las células eucariontes, las
enzimas necesarias para este ciclo de reacciones están ubicadas en la matriz o
estroma del cloroplasto. En las células procariontes, se
encuentran disueltas en el citoplasma.
En la fotosíntesis ocurren
importantes transformaciones: la energía lumínica es convertida en energía
química y la materia inorgánica en orgánica. Este proceso biosintético es,
quizás, el que mantiene la posibilidad de vida en nuestro planeta, pues el
desecho metabólico que se libera a la atmósfera es el oxígeno, gas que respira
la mayoría de los seres vivos.
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