FOTOSINTESIS de las Plantas Respiración Celular Definicion Proceso






FOTOSINTESIS DE LAS PLANTAS – LA RESPIRACIÓN CELULAR

En la fotosíntesis ocurren importantes transformaciones: la energía lumínica es convertida en energía química y la materia inorgánica en orgánica. Este proceso biosintético es, quizás, el que mantiene la posibilidad de vida en nuestro planeta, pues el desecho metabólico que se libera a la atmósfera es el oxígeno, gas que respira la mayoría de los seres vivos.

INTRODUCCIÓN: Las plantas verdes que embellecen el paisaje son el punto de partida de la historia de la evolución de la vida sobre la Tierra. Su importancia, empero, llega más lejos aún. Si nos faltasen los vegetales no podríamos vivir, ya que son los únicos capaces de producir materia orgánica a partir de la inorgánica.

Esta tarea, aparentemente simple, no ha podido lograrse ni siquiera en los más modernos laboratorios con el auxilio de los últimos adelantos de la ciencia y la técnica. La tarea verdaderamente ciclópea de transformación que cumplen los vegetales supera con creces las necesidades del resto de los seres vivos, por lo que se afirma que se comportan como almacenes vivientes de energía. Solamente en un año, los vegetales transforman 300.000 millones de toneladas de carbono en materia orgánica. El noventa por ciento del total de este proceso ocurre en los océanos, mares y cuencas lacustres.

En el mundo vivo, los vegetales verdes se comportan como productores primarios, por las razones antedichas. Veamos ahora cuáles son las causas de esta propiedad excepcional. Ocurre que la clorofila, un pigmento “casi mágico” que les confiere a las hojas su color típico, combina con maestría la energía radiante que proviene de los rayos solares con el anhídrido carbónico y el agua, substancias que son fáciles de encontrar abundantemente en la naturaleza, para obtener compuestos de alto valor energético, como por ejemplo la glucosa. A todo este delicado mecanismo se lo conoce con el nombre de fotosíntesis y lo podemos detectar, repetido casi sin variantes, en las distintas especies que componen el reino vegetal.

Las únicas excepciones las constituyen algunas bacterias quimiosintéticas y los hongos, que por alimentarse con tejidos orgánicos en descomposición son llamados saprofitos (de sapros: putrefacto, y phyton: planta) en seres vivos como parásitas. Además existen plantas superiores (cuscutaa, ligas, etc.) que dan flores y carecen de clorofila; son plantas parásitas que viven de otras plantas.

Después de la realización de numerosos experimentos se logró establecer que la fotosíntesis es el resultado de la combinación del anhídrido carbónico con agua y con energía luminosa para obtener materia orgánica y oxígeno. Esta reacción se produce en los cloroplastos, corpúsculos que se encuentran en las hojas y tallos verdes de las plantas, y que vistos en el microscopio electrónico presentan unos cuerpos más diminutos aún, llamados grana, donde se aloja la clorofila.

FOTOSÍNTESIS: A diferencia de los animales, la mayoría de las plantas usa la luz para elaborar comida. Células especiales atrapan la luz del sol y la usan para producir azúcares simples y oxígeno a partir de dióxido de carbono y agua. Este proceso se conoce como fotosíntesis: la formación de un compuesto con ayuda de la luz.

Todas las plantas que usan fotosíntesis contienen un pigmentos importante llamado clorofila, que da color a las hojas ver des. La estructura química de la clorofila es similar a la de la hemoglobina de la sangre, excepto que la primera contiene magnesio y la hemoglobina, hierro. En cierta manera, ambas cumplen funciones similares. Por ejemplo, cada una interviene en su sistema propio con bióxido de carbono y oxígeno.

Las hojas absorben 83% de la luz que incide en ellas, pero usan sólo el 4% en la fotosíntesis; el resto se dispersa a través de las hojas en forma de calor. Las plantas que crecen a la sombra con frecuencia tienen hojas de un verde más intenso: sus hojas tienen una mayor concentración de clorofila para capturar más de la poca luz que reciben.

fotosintesis

La fotosíntesis es importante no sólo para las plantas. Sin ella, la vida animal nunca podría haber evolucionado ni podría continuar. Al producir alimento, las plantas absorben el bióxido de carbono de la atmósfera, factor importante para controlar el efecto de invernadero, y liberan oxígeno.

Las plantas de tierra elaboran sólo el 10% del oxígeno de la Tierra. Gran parte de él procede de una enorme gama de algas marinas. Por ello, así como conservamos la tierra, es necesario que conservemos limpios los océanos. Si las plantas marinas mueren, nosotros también lo haremos.

Más de la mitad de toda la fotosíntesis que se produce sobre la Tierra la realizan las algas microscópicas del océano —las diatomeas y los dinoflagelados—ósea, el fitoplancton. La otra contribución importante la realizan las grandes extensiones boscosas y selváticas.

El fitoplancton son los seres vivos de origen vegetal que viven flotando en la columna de agua, y cuya capacidad natatoria no logra nunca superar la inercia de las mareas, las olas, o las corrientes. Son organismos autótrofos capaces de realizar la fotosíntesis. Su importancia es fundamental dado que son los productores primarios más importantes en el océano.

fotosintesis

Explicación Científica de la Fotosíntesis: La fotosíntesis comprende dos fases. Una inicial o primaria, denominada fase fotoquímica, en la cual se realiza la captación energía luminosa y es necesaria la presencia de clorofila y agua. Las reacciones químico que se producen en esta fase dan como productos oxígeno, NADPH(nicotinamida adenina dinucleótido fosfato) y ATP (adenosina trifosfato) . Estos dos últimos compuestos químicos serán utilizados en la fase posterior o secundaria, denominada fase biosintética, para sintetizar materia orgánica, utilizando como fuente carbono al CO2.

Etapa fotoquímica. Es conocida como la etapa clara de la fotosíntesis, ya que en ella la luz solar es captada por los pigmentos fotosintetizadores que, en conjunto, constituyen foto sistemas. Éstos están ubicados en las membranas que forman los tilacoides. La clorofila A es el pigmento indispensable en el funcionamiento de los foto sistemas.

Los pigmentos auxiliares, como los carotenoides, las xantofilas y otros tipos de clorofila, contribuyen en la captación de haces luminosos de distintas longitudes de onda. Las moléculas que los constituyen se excitan con la luz (o sea, los electrones de las últimas capas de sus átomos saltan a un nivel superior de energía) y quedan oxidadas.

Al dejar de excitarse, ceden los electrones a la clorofila A que, ya sea por la luz directa o por este aporte, se excita también. Los electrones excitados de la clorofila A son recibidos por distintos aceptores, como los citocromos, la ferredoxina, la plastocianina, etc.

El último aceptor es el NADP.

La llegada de la luz a los tilacoides también desencadena la fotólisis del agua: H20 —-> O2+2H+ + 2e

Los electrones reducen a la clorofila A, los protones reducen al NADP y el oxígeno se libera como gas.

Como ganancia neta de esta etapa se obtienen moléculas de NADPH; además, en cada traspaso electrónico se libera energía, que es usada para sintetizar ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico.

Etapa biosintética. También llamada ciclo de Calvin (por su descubridor) o etapa oscura. aunque esta denominación no es apropiada. ya que se desarrolla de día o de noche.

El ciclo de Calvin consta de una serie de reacciones enzimáticas a través de las cuales el carbono inorgánico del dióxido de carbono pasa a integrar una molécula orgánica, como puede ser la glucosa. Para esta transformación 25 necesaria la presencia de los productos obtenidos en la etapa fotoquímica: un agente reductor, como es el NADPH, y la energía que proviene del desdoblamiento del ATP.

18ATP + 6C02 + 12NADPH = 18 ADP + 18 Pi + 12 NADP + C6H1206

En las células eucariontes, las enzimas necesarias para este ciclo de reacciones están ubicadas en la matriz oestroma del cloroplasto. En las células procariontes, se encuentran disueltas en el citoplasma.

En la fotosíntesis ocurren importantes transformaciones: la energía lumínica es convertida en energía química y la materia inorgánica en orgánica. Este proceso biosintético es, quizás, el que mantiene la posibilidad de vida en nuestro planeta, pues el desecho metabólico que se libera a la atmósfera es el oxígeno, gas que respira la mayoría de los seres vivos.

La reacción permite que la energía lumínica “pueda transformarse en energía química potencial, presente en la molécula de glucosa (primer término después de la igualdad). Por cierto, en este “pase” hay una gran pérdida que, según se calcula, es del orden del 97 por ciento del total; pero, sin embargo, éste sigue siendo el único método que tiene la naturaleza para almacenar energía.

En la ecuación que anotamos, se está consumiendo constantemente anhídrido carbónico (CO2), en tanto que se libera oxígeno (O2). Esto determina la renovación del aire usado por los animales, ya que éstos realizan el acto inverso, es decir, liberan anhídrido carbónico y toman oxígeno.

Dos etapas, la que ocurre en la luz, primero, y la que se produce únicamente en su ausencia, luego, son las que comprende la fotosíntesis. En la etapa luminosa se separan los componentes del agua, resultando oxígeno e hidrógeno. Este último, como es muy inestable, es captado por compuestos intermediarios llamados aceptores, que le permiten combinarse, no sin dificultad, con anhídrido carbónico. Durante la etapa de la oscuridad se origina la molécula orgánica a partir del anhídrido carbónico, en un proceso mucho más lento que el anterior.

Se han efectuado experimentos con trazadores radiactivos, que son como “mensajeros” inyectados en el proceso, y fáciles de individualizar luego, para determinar cuál es el camino recorrido por los distintos elementos.

Procesos de tipo enzimático dan origen, a partir de aquí, a los carbohidratos, grasas y proteínas, constituyentes básicos del protoplasma de las células.




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