La fotosíntesis es
un proceso en virtud del cual los organismos con clorofila ,
como las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan energía en
forma de luz y la transforman en energía química.
Prácticamente toda la energía que
consume la vida de la biósfera terrestre —la zona del planeta
en la cual hay vida— procede de la fotosíntesis.
La fotosíntesis se realiza en dos
etapas: una serie de reacciones que dependen de la luz y son independientes de
la temperatura, y otra serie que dependen de la temperatura y son
independientes de la luz.
La velocidad de la primera etapa,
llamada reacción lumínica, aumenta con la intensidad luminosa
(dentro de ciertos límites), pero no con la temperatura. En la segunda etapa, llamada
reacción en la oscuridad, la velocidad aumenta con la temperatura (dentro
de ciertos límites), pero no con la intensidad luminosa.
Fase primaria o
lumínica
La fase lumínica de la fotosíntesis
es una etapa en la que se producen reacciones químicas con la ayuda de la luz
solar y la clorofila.
La clorofila es un compuesto
orgánico, formado por moléculas que contienen átomos de carbono, de hidrógeno,
oxígeno, nitrógeno y magnesio.
Estos elementos se organizan en una
estructura especial: el átomo de magnesio se sitúa en el centro rodeado de
todos los demás átomos.
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Molécula de clorofila
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La clorofila capta la luz solar, y
provoca el rompimiento de la molécula de agua (H2 O),
separando el hidrógeno (H) del oxígeno (O); es decir, el enlace químico que
mantiene unidos al hidrógeno y al oxígeno de la molécula de agua, se rompe por
efecto de la luz.
El proceso genera oxígeno gaseoso que
se libera al ambiente, y la energía no utilizada es almacenada en moléculas
especiales llamadas ATP . En consecuencia, cada vez que la luz
esté presente, se desencadenará en la planta el proceso descrito.
Fase secundaria u
oscura
La fase oscura de la fotosíntesis es
una etapa en la que no se necesita la luz, aunque también se realiza en su
presencia. Ocurre en los cloroplastos y depende directamente de los productos
obtenidos en la fase lumínica.
En esta fase, el hidrógeno formado en
la fase anterior se suma al dióxido de carbono gaseoso (CO 2 )
presente en el aire, dando como resultado la producción de compuestos
orgánicos, principalmente carbohidratos ; es decir, compuestos
cuyas moléculas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.
Dicho proceso se desencadena gracias
a una energía almacenada en moléculas de ATP que da como resultado el
carbohidrato llamado glucosa (C 6 H I2 O 6 ) , un tipo de compuesto similar al azúcar, y
moléculas de agua como desecho.
Después de la formación de glucosa,
ocurre una secuencia de otras reacciones químicas que dan lugar a la formación
de almidón y varios carbohidratos más.
A partir de estos productos, la
planta elabora lípidos y proteínas necesarios
para la formación del tejido vegetal, lo que produce el crecimiento.
Cada uno de estos procesos no
requiere de la participación de luz ni de la clorofila, y por ende se realiza
durante el día y la noche. Por ejemplo, el almidón producido se mezcla con el
agua presente en las hojas y es absorbido por unos tubitos minúsculos que
existen en el tallo de la planta y, a través de éstos, es transportado hasta la
raíz donde se almacena. Este almidón es utilizado para fabricar celulosa,
el principal constituyente de la madera.
El resultado final, y el más
trascendental, es que la planta guarda en su interior la energía que proviene
del Sol. Esta condición es la razón de la existencia del mundo vegetal
porque constituye la base energética de los demás seres vivientes.
Por una parte, las plantas son para
los animales fuente de alimentación, y, por otra, mantienen constante la
cantidad necesaria de oxígeno en la atmósfera permitiendo que los seres vivos
puedan obtener así la energía necesaria para sus actividades.
Si los químicos lograran reproducir
la fotosíntesis por medios artificiales, se abriría la posibilidad de capturar
energía solar a gran escala. En la actualidad se trabaja mucho en este tipo de
investigación. Todavía no se ha logrado sintetizar una molécula artificial que
se mantenga polarizada durante un tiempo suficiente para reaccionar de forma
útil con otras moléculas, pero las perspectivas son prometedoras.
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