Se denomina Fotosíntesis al proceso bioquímico que realizan las especies vegetales, transformando la luz solar en energía química.
Es el proceso mas importante en la Tierra, debido a que se convierte el agua diluida en el suelo y el dióxido de carbono del aire en glucosa, la cual es relevante para promover energía y fabricar celulosa, componente esencial que forma parte de la pared celular.
Véase Célula Vegetal
La fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos, captando la luz mediante unos compartimientos denominados Tilacoides.
Cuentan con un pigmento que se conoce como Clorofila, que forma parte del proceso fotosintético manifestando el color verde en la planta.
La energía de la luz se usa para desprender electrones de algunas sustancias involucradas como el agua (H2O) para la síntesis de glucosa, descartando el oxigeno (O) en forma de gas.
Antes de sintetizar glucosa, las moléculas de hidrógeno (H) se utilizan para crear dos compuestos intermedios para almacenar energía como NADPH (Nicotidamina adenina dinucleótido fosfato) y el ATP (Adenosín Trifosfato).
En el proceso fotosintético existen dos fases: Fase Clara y Fase Oscura.
Las plantas convierten la luz solar en energía química con una eficiencia del 3-6%, mientras que el resto es reflejada hacia la atmósfera.
Véase Célula Vegetal
Cloroplastos:
Exclusivos en especies vegetales; Llevan a cabo la fotosíntesis ya que contienen clorofila y otras enzimas esenciales para el proceso.
Cuando la clorofila absorbe la luz solar, posteriormente la convierte y almacena en moléculas de ATP y NADPH liberando el oxigeno del agua. Para luego ser utilizadas en el Ciclo de Calvin.
Una célula vegetal puede contener de 10 a 100 cloroplastos.
Membrana Celular:
Permite la entrada y salida de agua, gas y otras moléculas mediante la célula.
Vacuola:
Su función es controlar el movimiento dentro de la célula.
Pared Celular:
Protege la célula, entregándole soporte y firmeza.
Citoplasma:
Contiene las enzimas y proteínas* que la planta necesita para hacer la fotosíntesis.
*Todas las enzimas son proteínas.
Núcleo Celular:
Sitio donde se encuentra el ADN de enzimas y proteínas utilizadas para la fotosíntesis.
En el proceso fotosintético existen dos fases: Fase Clara y Fase Oscura.
Fase Clara
Esta fase es dependiente de la luz, ya que los electrones de la radiación activa los átomos de la clorofila para dar estimulo a las reacciones que se convierten en ATP y NADPH.
Durante este proceso, la planta absorbe la luz mediante las tilacoides, que se ubican dentro de los cloroplastos. Donde también las hojas absorben el CO2 por medio de los Estomas, que son células epidérmicas que se ubican por lo general en la parte inferior de las hojas que cumplen como función realizar el intercambio gaseoso con el medio externo.
Por otra parte, la raíz absorbe el agua a través de la solución del suelo.
Fase Oscura
La energía que la planta absorbe durante la fase clara, es sintetizada en esta fase y es independiente de la luz.
En esta etapa se sintetiza la glucosa mediante el agua y CO2 que fueron absorbidos.
La enzima encargada de captar el CO2 del ambiente se denomina RuBisCO, conocida también como RuBP carboxilasa, conocida probablemente como la proteína mas abundante del mundo y se encuentran en las membranas de la superficie de las tilacoides.
Ciclo de Calvin
Cumple la función de fijar los átomos de CO2 para formar azucares de tres carbonos. Estimulado por ATP y NADPH, proveniente de la fase clara o luminosa.
El ciclo de Calvin ocurre dentro de los Estromas, cavidad interior de los cloroplastos.
Esquema general del Ciclo:
Fijación del Carbono:
Una molécula de CO2 se combina con una molécula aceptora de 5 carbonos, ribulosa-1,5-bifosfato (RuBP). Produciendo un compuesto de 6 carbonos que se divide para formar dos compuestos de tres carbonos, ácido 3 fosfoglicérido (3-PGA). Esta reacción es catalizada por la RuBisCO.
Reducción:
En esta etapa, se utilizan para convertir las moléculas de 3 PGA en moléculas de azucar de 3 carbonos, gliceraldehído-3-fosfato (G3P). Esta etapa se denomina así debido a la donación de electrones o reducción de tres carbonos por parte de la NADPH para formar G3P.
Regeneración:
Mientras unas moléculas de G3P se van a formar glucosa, otras son recicladas para regenerar RuBP. La cual necesita ATP, implicando una serie de reacciones complejas.
El ciclo de Calvin ocurre dentro de los Estromas, cavidad interior de los cloroplastos.
Esquema general del Ciclo:
Fijación del Carbono:
Una molécula de CO2 se combina con una molécula aceptora de 5 carbonos, ribulosa-1,5-bifosfato (RuBP). Produciendo un compuesto de 6 carbonos que se divide para formar dos compuestos de tres carbonos, ácido 3 fosfoglicérido (3-PGA). Esta reacción es catalizada por la RuBisCO.
Reducción:
En esta etapa, se utilizan para convertir las moléculas de 3 PGA en moléculas de azucar de 3 carbonos, gliceraldehído-3-fosfato (G3P). Esta etapa se denomina así debido a la donación de electrones o reducción de tres carbonos por parte de la NADPH para formar G3P.
Regeneración:
Mientras unas moléculas de G3P se van a formar glucosa, otras son recicladas para regenerar RuBP. La cual necesita ATP, implicando una serie de reacciones complejas.
Las plantas convierten la luz solar en energía química con una eficiencia del 3-6%, mientras que el resto es reflejada hacia la atmósfera.
Organelos involucrados en el proceso fotosintético:
Véase Célula Vegetal
Cloroplastos:
Exclusivos en especies vegetales; Llevan a cabo la fotosíntesis ya que contienen clorofila y otras enzimas esenciales para el proceso.
Cuando la clorofila absorbe la luz solar, posteriormente la convierte y almacena en moléculas de ATP y NADPH liberando el oxigeno del agua. Para luego ser utilizadas en el Ciclo de Calvin.
Una célula vegetal puede contener de 10 a 100 cloroplastos.
Membrana Celular:
Permite la entrada y salida de agua, gas y otras moléculas mediante la célula.
Vacuola:
Su función es controlar el movimiento dentro de la célula.
Pared Celular:
Protege la célula, entregándole soporte y firmeza.
Citoplasma:
Contiene las enzimas y proteínas* que la planta necesita para hacer la fotosíntesis.
*Todas las enzimas son proteínas.
Núcleo Celular:
Sitio donde se encuentra el ADN de enzimas y proteínas utilizadas para la fotosíntesis.
Importancia de la Fotosíntesis a nivel mundial
Las plantas al realizar la fotosíntesis, se alimentan de la solución del suelo, absorbiendo el CO2 y emitiendo O hacia el entorno. Gran parte del desarrollo de todo ser vivo se debe a las especies vegetales; debido a los órganos que produce para abastecimiento y mejoramiento ambiental, ya que al absorber el CO2, se reduce el impacto ambiental que es provocado por las industrias y se libera el oxígeno hacia la atmósfera.
Fuente:
- https://es.khanacademy.org/science/biology/photosynthesis-in-plants/the-calvin-cycle-reactions/a/calvin-cycle
- http://fisiologiavegetal.es/2018/05/la-importancia-de-los-estomas/
- https://www.bioenciclopedia.com/fotosintesis/
- http://www.biologia.edu.ar/plantas/fotosint.htm
