La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas producen alimentos utilizando dióxido de carbono, agua y luz solar. El dióxido de carbono ingresa a la planta a través de pequeños poros en sus hojas, llamados estomas. El agua viaja a las hojas a través de las venas de la planta después de ser absorbida por las raíces.
En el proceso de fotosíntesis, la energía de la luz solar se utiliza para crear glucosa a partir de CO.2 y H2O. Esta glucosa proporciona alimento a la planta. Dado que muchas formas de vida superiores dependen tanto de las plantas para comer como del oxígeno para respirar, este proceso es vital para la supervivencia de los ecosistemas.
Nota: La fotosíntesis también ocurre en algas y algunos tipos de bacterias. El enfoque de esta publicación está en fotosíntesis en plantas.
Ubicación de la fotosíntesis
La fotosíntesis ocurre en los cloroplastos que se encuentran en las hojas y los tallos verdes de las plantas. Una hoja tiene decenas de miles de células, cada una de las cuales tiene 40 a 50 cloroplastos.
Cada cloroplasto se divide en muchos compartimentos en forma de disco llamados tilacoides, que están dispuestos verticalmente como una pila de panqueques. Cada pila se llama granum (el plural es grana) que está suspendido en un fluido llamado estroma. La reacciones dependientes de la luz ocurrir en la grana; las reacciones independientes de la luz tienen lugar en el estroma de los cloroplastos.
Dos etapas de la fotosíntesis
Aunque todo el proceso puede llevar menos de un minuto, el proceso de fotosíntesis es bastante complejo.
Hay dos pasos de la fotosíntesis: el reacciones de luz (la parte de la foto) y la reacciones oscuras que también se conocen como los Ciclo de Calvin (la parte de síntesis), y cada una de las fases de la fotosíntesis tiene múltiples pasos.
Reacciones dependientes de la luz
El primer paso de los usos de la fotosíntesis. energia luminosa para crear las moléculas portadoras de energía que se utilizarán en el segundo proceso. Conocidas como reacciones de luz, estas reacciones utilizan la energía del sol directamente. Cientos de moléculas de pigmento están contenidas en fotocentros en el membrana tilacoide y actúan como antenas para absorber luz y transferir energía a una molécula de clorofila.
Estos pigmentos fotosintéticos permiten que las plantas absorban la luz solar, que es necesaria para iniciar el proceso. La luz excita los electrones, provocando un estado de mayor energía. Esto da como resultado la conversión de energía solar en energía química que proporciona alimento para la planta.
Moléculas de clorofila en las plantas forman un centro de reacción que transfiere electrones de alta energía a moléculas aceptoras, que luego se transfieren a través de una serie de portadores de membrana. Estos electrones de alta energía pasan entre moléculas y dan como resultado la división de las moléculas de agua en oxígeno, iones de hidrógeno y electrones.
En este primer paso, una serie de reacciones hace que la energía solar se convierta en energía química y en dos fotosistemas, los electrones se transfieren secuencialmente para generar trifosfato de adenosina (ATP) y dinucleótido de nicotina y adenina fosfato (NADP+).
Algunos de los electrones de alta energía continúan reduciendo el NADP+ a NADPH. El oxígeno producido se difunde fuera del cloroplasto y se escapa a la atmósfera a través de los poros de la hoja. El ATP y NADPH producidos en esta primera etapa se utilizan en el siguiente paso donde se crea la glucosa.
Reacciones independientes de la luz
El segundo proceso de fotosíntesis da como resultado la biosíntesis de carbohidratos a partir de CO2. En esta fase independiente de la luz (antes conocida como oscura), el NADPH creado en el primer paso proporciona el hidrógeno que formar glucosa mientras que el ATP formado en las reacciones dependientes de la luz proporciona la energía necesaria para sintetizarlo.
También conocido como el ciclo de Calvin, esta fase tiene lugar en el estroma y da como resultado la producción de sacarosa que luego se utilizará como fuente de alimento y energía para la planta. Llamada así por Melvin Calvin, esta fase utiliza el ATP y NADPH que se crearon en la primera fase, junto con la enzima ribulosa bisfosfato carboxilasa que se encuentra en el cloroplasto.
Aquí la ribulosa sirve como catalizador, para "fijar" moléculas de carbono que luego se convierten en carbohidratos que sirven como fuente de energía para la planta.