- Las células obtienen nutrientes de su entorno, pero que es la fotosíntesis? ¿de dónde provienen esos nutrientes?. Prácticamente todo el material orgánico en la Tierra ha sido producido 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 dentro de los reinos de la naturaleza que realizan la fotosíntesis, los cuáles representan el nivel más bajo en la mayoría de las cadenas alimenticias .
Related Articles
¿Que es la fotosíntesis? ¿Por qué es importante?
La mayoría de los seres vivos dependen de las células fotosintéticas para fabricar las moléculas orgánicas complejas, que requieren como fuente de energía. Las células fotosintéticas son muy diversas e incluyen células que se encuentran en plantas verdes, fitoplancton y cianobacterias.
Durante el proceso de la 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 creadas por la célula fotosintética, como la glucosa.
Luego, a través de los procesos de respiración, las células usan el oxígeno y la glucosa para sintetizar las moléculas portadoras ricas en energía, como el ATP, seguidamente el dióxido de carbono se produce como un producto de desecho. Por lo tanto, la síntesis de glucosa y su descomposición por las células, son procesos opuestos.
La construcción y ruptura de material a base de carbono, desde el dióxido de carbono hasta las moléculas orgánicas complejas (fotosíntesis) y luego el dióxido de carbono (respiración), es parte de lo que comúnmente se denomina ciclo global del carbono . De hecho, los combustibles fósiles que utilizamos hoy día, son los antiguos restos de organismos que vivieron una vez, y proporcionan un ejemplo claro de este ciclo en funcionamiento.
Sin embargo, la fotosíntesis no solo impulsa el ciclo del carbono, sino que también crea el oxígeno necesario para la respiración de los organismos. Curiosamente, aunque las plantas verdes contribuyen con la producción del oxígeno en el aire que respiramos, se cree que el fitoplancton y las cianobacterias en los océanos del mundo producen entre un tercio y la mitad del oxígeno atmosférico en la Tierra.
¿Qué células y organelos están involucrados en la fotosíntesis?
Las células fotosintéticas contienen pigmentos especiales que absorben la energía de la luz. Diferentes pigmentos responden a diferentes longitudes de onda de la luz visible.
La clorofila , el pigmento primario utilizado en la fotosíntesis, refleja la luz verde y absorbe la luz roja y azul con mayor intensidad.
En las plantas, la fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos, que contienen la clorofila. Los cloroplastos están rodeados por una doble membrana y contienen una tercera membrana interna, llamada membrana tilacoide, que forma largos pliegues dentro del orgánulo.
En las micrografías electrónicas, las membranas tilacoides parecen pilas de monedas, aunque los compartimentos que forman, están conectados como un laberinto de cámaras. El pigmento verde de la clorofila se ubica dentro de la membrana tilacoide, el espacio entre el tilacoide y las membranas del cloroplasto se llaman estromas.
¿Cuáles son los pasos de la fotosíntesis?
La fotosíntesis consiste en dos reacciones dependientes de la luz y la oscuridad . En las plantas, las llamadas reacciones “ligeras” ocurren dentro de los tilacoides cloroplastos, donde residen los pigmentos de clorofila mencionados anteriormente.
Cuando la energía de la luz alcanza las moléculas de pigmento, energiza los electrones dentro de ellas, y estos electrones se desvían a una cadena de transporte de electrones en la membrana tilacoide. Cada paso en la cadena de transporte de electrones lleva a cada electrón a un estado de energía más bajo y aprovecha su energía produciendo ATP y NADPH. Mientras tanto, cada molécula de clorofila reemplaza su electrón perdido con un electrón del agua; este proceso esencialmente divide las moléculas de agua para producir oxígeno.
En las reacciones dadas en la oscuridad o ciclo de Calvin como se le conoce, los electrones energizados de las reacciones dependientes de la luz proporcionan la energía suficiente para formar carbohidratos , a partir de las moléculas de dióxido de carbono. Las reacciones independientes de la luz a veces se denominan ciclo de Calvin debido a la naturaleza cíclica del proceso.
Si bien las reacciones independientes de la luz no usan la luz como reactivo (y como resultado puede tener lugar durante el día o la noche), requieren los productos de las reacciones dependientes de la luz para funcionar. Las moléculas independientes de la luz dependen de las moléculas portadoras de energía, ATP y NADPH, para impulsar la construcción de nuevas moléculas de carbohidratos. Una vez que se transfiere la energía, las moléculas portadoras de energía vuelven a las reacciones dependientes de la luz , para obtener electrones más energizados. Además, varias enzimas de las reacciones independientes de la luz son activadas por la luz misma.
Conclusión
Las células fotosintéticas contienen clorofila y otros pigmentos sensibles a la luz, que capturan la energía solar. En presencia de dióxido de carbono, estas células son capaces de convertir esta energía solar en moléculas orgánicas ricas en energía, como la glucosa.
Estas células no sólo impulsan el ciclo global del carbono, sino que también producen gran parte del oxígeno presente en la atmósfera de la Tierra. Esencialmente, las células no fotosintéticas utilizan los productos de la fotosíntesis, para hacer lo contrario de la fotosíntesis: descomponen la glucosa y liberan dióxido de carbono.
