La fotosíntesis es un proceso de conversión de la energía luminosa en energía química realizado por plantas, algas y cianobacterias.
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La palabra fotosíntesis significa síntesis por luz y se refiere a uno de los procesos biológicos más importantes de la Tierra. Al liberar oxígeno y consumir dióxido de carbono, la fotosíntesis ha transformado el mundo en el entorno habitable que conocemos hoy. Además, el proceso es la principal fuente de energía para todos los seres vivos.
El físico holandés Jan Ingenhousz fue el primero en descubrir que las plantas producían oxígeno en presencia de la luz solar, en 1779, y fue considerado el descubridor de la fotosíntesis. En 1782, Jean Senebier agregó que, además de la luz solar, la fotosíntesis usa dióxido de carbono. En 1818, Maria Pelletier y Joseph Caventou acuñaron el término "clorofila" para referirse al pigmento verde y dotado de enzimas fotorreceptoras que hacen posible la fotosíntesis.
¿Qué es la fotosíntesis?
La fotosíntesis se puede definir como un proceso de conversión de energía luminosa en energía química. Lo realizan plantas, algas y cianobacterias, que se clasifican como organismos autótrofos y fotosintéticos porque son capaces de producir su propio alimento a partir de la luz.
La importancia de la fotosíntesis
El oxígeno producido por los organismos fotosintéticos es esencial para mantener la vida en el planeta tal como lo conocemos. Además, los productos generados a partir de la fotosíntesis han dado forma a la historia material de la humanidad, ya que han dado lugar a recursos como el petróleo, el gas natural, la celulosa, el carbón y la leña. Estos recursos existen como resultado de la transformación de la luz solar en reservas de energía (fotosíntesis), seguida de otros procesos geológicos y tecnológicos.
Ecuación de la fotosíntesis
La fotosíntesis es un proceso largo y complejo que se puede resumir, en general, en la siguiente ecuación:
- 6CO2 + 12H2O + luz → C6 H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Donde ocurre la fotosíntesis
En plantas y algas, la fotosíntesis ocurre dentro de los cloroplastos. En las cianobacterias se realiza junto a las laminillas membranosas presentes en la parte líquida del citoplasma.
El cloroplasto es un orgánulo que tiene una membrana externa y una interna. Su interior tiene laminillas membranosas, unidas a pequeños bolsillos llamados tilacoides. El espacio interno está ocupado por el estroma, un fluido viscoso que contiene ADN, ribosomas y enzimas que ayudan en el proceso de fotosíntesis. Es dentro de estos tilacoides y cubreobjetos donde se encuentra la clorofila.
Pasos de la fotosíntesis
La fotosíntesis se puede dividir en dos fases: la fase fotoquímica y la fase química.
La fase fotoquímica solo ocurre en presencia de luz y ocurre en los tilacoides y laminillas membranosas. Su función principal es convertir la energía luminosa en energía química. Consta de dos procesos principales: fotólisis del agua y fotofosforilación.
La fase química no depende de la luz y se realiza en otra parte del cloroplasto, el estroma. En él, los productos de la fase anterior, la fotoquímica, se unen al CO2 atmosférico para producir glucosa, agua y almidón, en el llamado Ciclo de Calvin-Benson.
Fase fotoquímica
Fotólisis de agua
La fotólisis del agua es la primera etapa de la fotosíntesis y es el momento en que la energía luminosa recibida promueve la descomposición de las moléculas de agua, generando oxígeno gaseoso, electrones y H +. El oxígeno gaseoso se libera a la atmósfera, mientras que las moléculas de hidrógeno libre (H +) son atraídas por un compuesto llamado NADP +, dando lugar al NADPH, que se utilizará en la fase química para la construcción de moléculas de glucosa.
Este paso está representado por las fórmulas:- H2O ⇾ 2H + + 2 electrones + ½ O2
- NADP + + H + ⇾ NADPH
Fotofosforilación
Es en la fotofosforilación donde se produce la formación de ATP, a partir de la adición de un fosfato inorgánico (Pi) a una molécula de ADP (difosfato de adenosina), utilizando energía luminosa. Las moléculas de ATP son la principal forma de energía química sintetizada por los seres vivos. Esta etapa de fotofosforilación ocurre en paralelo con la fotólisis del agua y cada una de ellas genera productos que serán utilizados en la siguiente fase de la fotosíntesis.
Este paso está representado por la fórmula: ADP + Pi ⇾ ATP
Fase quimica
La última fase de la fotosíntesis, es en la fase química que se utiliza el dióxido de carbono del ambiente o la respiración celular de la planta y se utilizan dos compuestos generados en la fase anterior: ATP y NADPH. Es en esta etapa que se produce el llamado ciclo de Calvin-Benson, una secuencia de reacciones que genera glucosa, agua y almidón.
Conclusión
La fotosíntesis es el resultado de la unión de las dos fases descritas anteriormente, la fase fotoquímica y la fase química. Todas las formas de vida en la Tierra dependen de alguna manera de los productos generados por la fotosíntesis: oxígeno y glucosa. Además, la fotosíntesis es fundamental para el equilibrio de la composición atmosférica.
