Fotosíntesis es un proceso por el cual el conversión de energía solar en energía química para realizar la síntesis de compuestos orgánicos. La fotosíntesis es la principal responsable de la entrada de energía en el biosfera y es realizado por organismos llamados fotosintetizadores, como plantas y empezó.
A continuación, profundizaremos en este tema, presentando cómo se desarrolla este proceso, sus etapas e importancia y haciendo una comparación con otro. importante proceso de obtención de energía, a quimiossíntese.
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Tabla de contenidos
¿Qué es la fotosíntesis?
Es un proceso realizado por organismos autotróficos fotosintetizadores como plantas, algas y algunos procariotas. Estos organismos capturan la luz solar, la convierten en energía química, que se utilizará para producción de compuestos orgánicos, a base de agua y dióxido de carbono. Uno de los productos finales de este proceso es el oxígeno, que se libera al medio ambiente.
fotosíntesis se lleva a cabo en dos pasos (descrito más adelante) en el cloroplastos, orgánulos presentes en las células de los organismos eucariotas fotosintetizadores. Estos orgánulos almacenan el pigmentos fotosintéticos, que se encargan de absorber la luz. Entre estos diversos pigmentos, como las clorofilas, carotenoides y ficobilinas, el clorofila-a como el principal, encontrándose en todos los organismos fotosintéticos.
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Pasos de la fotosíntesis
A fotosíntesis ocurre en dos etapas llamadas: fase o reacción ligera o fotoquímica y fase o reacción de fijación de carbono:
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Fase o reacción ligera o fotoquímica
En esta fase, están involucrados dos fotosistemas, el fotosistema I y el fotosistema II. En el primero, los pigmentos absorben longitudes de onda de 700 nm o más; en el segundo, absorben longitudes de onda de 680 nm o menos. Los componentes de los dos fotosistemas son el complejo de antenas y el centro de reacción.
En el fotosistema II, moléculas de pigmento del complejo de antena absorber la energía de la luz, y los electrones energizados se transfieren de una molécula a otra hasta que alcanzan el centro de reacción. En esta ubicación, una de las moléculas de clorofila-a del par presente absorbe la energía, y uno de sus electrones se transfiere a un receptor de electrones. Estos electrones son reemplazados por otros provenientes de la fotólisis del agua.
La fotólisis del agua ocurre en el fotosistema II, mediante la acción de una enzima, y presenta como producto final del proceso: dos electrones, dos iones de hidrógeno y un átomo de oxígeno. El h+ se liberan en el espacio tilacoide, del que se eliminarán en reacciones posteriores.
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El átomo de oxígeno liberado en este proceso será responsable, junto con otro átomo de oxígeno liberado de otra molécula de agua, de la formación de O2. Los electrones fotoexcitados pasarán al fotosistema I a través de una cadena de transporte de electrones. El proceso de fotólisis del agua también liberará protones que serán bombardeados hacia la luz del tilacoide, estimulando la síntesis de ATP.
Si bien estas reacciones ocurren en el fotosistema II, en fotosistema I La energía de la luz es transferida por las moléculas de pigmento al centro de reacción, energizando un electrón de uno de los pares de moléculas de clorofila-a. Este electrón se transferirá al aceptor de electrones primario.
El electrón del fotosistema II se recibe al final de la cadena de transporte de electrones. Estos serán transferidos a una segunda cadena de transporte a través de la proteína ferredoxina, el aceptor final de electrones. entonces ocurre el transferencia de electrones a NADP +, reduciéndolos a NADPH, un proceso catalizado por la enzima NADP + reductasa.
Fotosistema I puedo actuar independientemente del fotosistema II en un proceso llamado flujo cíclico de electrones. Esto lo realizan, por ejemplo, algunas bacterias y produce ATP, sin embargo, no produce NADPH ni O2.
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Fase o reacción de fijación de carbono
Ocurre a través de reacciones, realizadas en tres pasos, llamados ciclo de Calvin, en el estroma del cloroplasto. En esta fase se utilizarán moléculas de NADPH y ATP, producidas en la fase ligera para la producción de azúcares a partir de la reducción del carbono fijo.
El primer paso consiste en fijacion de carbon a un azúcar que consta de cinco carbonos con dos grupos fosfato, conocido como ribulosa 1,5-bisfosfato, graduarse, en general, dos moléculas de 3-fosfoglicerato o ácido 3-fosfoglicérico (PGA).
En segunda etapa, hay una reducción de 3-fosfoglicerato a gliceraldehído 3-fosfato o 3-fosfogliceraldehído (PGAL). A tercer paso, cinco de las seis moléculas de gliceraldehído 3-fosfato formadas en la segunda se utilizan para regenerar tres moléculas de ribulosa 1,5-bisfosfato.
Importancia de la fotosíntesis
Como se dijo, la fotosíntesis es un proceso mediante el cual se producen moléculas orgánicas, a base de agua y dióxido de carbono, y que también presenta oxígeno como producto final, que se libera al medio ambiente.
Por tanto, es un proceso esencial para la existencia de Vida en la Tierra como lo encontramos hoy, ya que es a través de la fotosíntesis que el oxígeno existente en el planeta, esencial para la supervivencia de la mayoría de los organismos, se produce.
Además, la fotosíntesis también es responsable de la producción de energía para prácticamente todos los seres vivos. Los organismos autótrofos fotosintéticos son la base de cadenas de comida tanto terrestres como acuáticos. La energía presente en la materia orgánica producida por ellos es transmitida a los seres heterótrofos por el cadena alimentaria.
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Fotosíntesis y quimiosíntesis
La fotosíntesis es uno de los principales procesos de producción de materia orgánica, sin embargo, no es el único. Otro, realizado solo por unos pocos organismos, como algunas especies de bacterias, es la quimiosíntesis.
A quimiossíntese utiliza la energía obtenida por la oxidación de moléculas inorgánicas -Como metano, amoniaco, nitritos o sulfuros de hidrógeno- para llevar a cabo un conjunto de reacciones que darán lugar a materia orgánica (glucosa) utilizada como fuente nutritiva para los seres autótrofos.