Explica el proceso de la fotosintesis en las plantas
Fotosíntesis deutsch
Las células obtienen nutrientes de su entorno, pero ¿de dónde proceden esos nutrientes? Prácticamente toda la materia orgánica de la Tierra ha sido producida por células que convierten la energía del Sol en macromoléculas que contienen energía. Este proceso, llamado fotosíntesis, es esencial para el ciclo global del carbono y los organismos que realizan la fotosíntesis representan el nivel más bajo en la mayoría de las cadenas alimentarias (Figura 1).
La mayoría de los seres vivos dependen de las células fotosintéticas para fabricar las moléculas orgánicas complejas que necesitan como fuente de energía. Las células fotosintéticas son muy diversas e incluyen las células de las plantas verdes, el fitoplancton y las cianobacterias. Durante el proceso de fotosíntesis, las células utilizan el dióxido de carbono y la energía del Sol para producir moléculas de azúcar y oxígeno. Estas moléculas de azúcar son la base de moléculas más complejas fabricadas por la célula fotosintética, como la glucosa. A continuación, mediante los procesos de respiración, las células utilizan el oxígeno y la glucosa para sintetizar moléculas portadoras ricas en energía, como el ATP, y se produce dióxido de carbono como producto de desecho. Por lo tanto, la síntesis de glucosa y su descomposición por las células son procesos opuestos.
En la fotosíntesis, ¿qué se libera como producto de desecho?
Durante la fotosíntesis, las plantas utilizan la luz solar para convertir el dióxido de carbono y el agua en hidratos de carbono y oxígeno. Absorben el dióxido de carbono del aire ambiente a través de los estomas de la superficie de sus hojas. Sin embargo, a temperaturas muy cálidas, éstas se cierran para evitar una pérdida excesiva de agua.
Alrededor del tres por ciento de todas las plantas han desarrollado un truco que les permite utilizar incluso las cantidades más pequeñas de CO2: La fotosíntesis C4. En este proceso, primero fijan previamente el dióxido de carbono uniéndolo a una molécula de transporte. Este paso funciona incluso con concentraciones muy bajas de CO2, por lo que la planta sólo tiene que abrir brevemente sus estomas. Esta prefijación tiene lugar en el mesófilo, las células del interior de la hoja que están adyacentes al aire ambiente. Rodean las células de la vaina del haz, que no están en contacto directo con el aire.
La prefijación química produce un compuesto orgánico que contiene cuatro carbonos, de ahí el nombre de fotosíntesis C4. Este compuesto se transporta a las células de la vaina del haz, que están especialmente selladas. Aquí, el dióxido de carbono se libera de nuevo y queda disponible para las reacciones posteriores de la fotosíntesis. "Este paso de liberación lo cataliza una enzima especial", explica la Prof. Dra. Veronica Maurino, del Departamento de Fisiología Molecular de Plantas de la Universidad de Bonn, que dirigió el estudio. "Algunas de las plantas utilizan la llamada enzima NAD-malato para este fin".
Fotosíntesis español
Imagen compuesta que muestra la distribución global de la fotosíntesis, incluyendo tanto el fitoplancton oceánico como la vegetación terrestre. El rojo oscuro y el verde azulado indican las regiones de mayor actividad fotosintética en el océano y en la tierra, respectivamente.
Aunque la fotosíntesis se realiza de forma diferente en las distintas especies, el proceso siempre comienza cuando la energía de la luz es absorbida por unas proteínas llamadas centros de reacción que contienen pigmentos/cromóforos verdes de clorofila (y de otros colores). En las plantas, estas proteínas se encuentran dentro de unos orgánulos llamados cloroplastos, que son más abundantes en las células de las hojas, mientras que en las bacterias están incrustadas en la membrana plasmática. En estas reacciones dependientes de la luz, se utiliza parte de la energía para extraer electrones de sustancias adecuadas, como el agua, produciendo gas oxígeno. El hidrógeno liberado por el desdoblamiento del agua se utiliza en la creación de otros dos compuestos que sirven como almacenes de energía a corto plazo, permitiendo su transferencia para impulsar otras reacciones: estos compuestos son el nicotinamida adenina dinucleótido fosfato reducido (NADPH) y el adenosín trifosfato (ATP), la "moneda energética" de las células.
Reacción de fotosíntesis
La fotosíntesis es un proceso mediante el cual las plantas producen alimento utilizando la clorofila presente en ellas y combinándola con dióxido de carbono en agua y luz solar. Este proceso es esencial para el sustento de las plantas. Indirectamente, este proceso produce alimentos para todos los seres vivos; por lo tanto, debemos comprender el proceso de la fotosíntesis.
La definición de fotosíntesis en biología explica que se produce en las plantas mediante el cual éstas absorben la energía de la luz y luego la convierten en energía química. Durante este proceso de fotosíntesis, la energía transforma el agua, el dióxido de carbono y otros minerales en oxígeno y otros compuestos orgánicos.
El primer paso del proceso de fotosíntesis es la absorción de la luz por las clorofilas. Estas clorofilas están unidas a proteínas en el saco de tilacoides de los cloroplastos. Además, la luz absorbida se convierte en energía, y luego se utiliza para eliminar los electrones del agua, que es un donante de electrones para formar oxígeno. Entonces, estos electrones eliminados pasan a un aceptor de electrones mayor conocido como Quinina.