Fase de Oscuridad o reacción reacción Termoquímica

La glucosa formada durante la fotosíntesis se transforma posteriormente en otros azúcares más complejos, tales como sacarosa y almidón, que constituyen los alimentos de reserva de los vegetales. A partir de estos glúsidos se forman la celulosa y la lignina y mediante sucesivas reacciones químicas, partiendo de los azúcares mencionados, se forman otras sustancias compejas muy importantes en la constitución del protoplasma, como son los lípidos y las proteínas.

DATO:
Se ha estimado en 150.000 millones de toneladas métricas la producción anual de materia orgánica por las plantas.

Las plantas con clorofila vienen a construir fábricas de alimentos que son la base para el mantenimiento de la vida. Aunque en las pantas terrestes generalmente se mensiona la fotosíntesis como función de las hojas, sin embargo, debemos señalar aqui que se realiza en todas las células provistas de cloroplastos de cualquier parte u órgano vegetal.

 En el medio acuático, las algas tienen gran actividad fotosintetizadora y su papel es primordial para el mantemiento de la vida en el mar. tres hechos fundamentales se producen durante la fotosíntesis:

1. La transformación de la energía luminosa en energía química.
2. La liberación de oxígeno y absorción del CO2.
3. La síntesis de compuestos orgánicos o alimentos a partir de productos inorgánicos.

 

                                                     

Fase Luminosa o reacción fotoquímica

Estas reacciones solamente se llevan a cabo en presencia de la luz. La energía proveniente de la luz solar está formada por pequeñas partículas, cada una de las cueles constituye un fotón, unidad de luz o quantum de energía luminosa. los fotones activan la molécula de clorofila, iniciándose el proceso con la primera reacción química,durante la cual se produce la fotólisis o ruptura de la molécula de agua, separando sus componentes, hidrógeno y oxígeno; este último es liberado al ambiente.

Segun esta reacción, el oxígeno liberado proviene de la molécula de agua.

La energía liberada por la luz se almacena en forma de ATP o de adenosintrifosfato, compuesto rico en energía, que forma al incorporar al ADP (adenosindifosfato) presente en los cloroplastos, una molécula de fosfato.

 El ATP constituye una reserva energética para las células vivas, en las cuales se almacenan. La ruptura de su molécula, que se produce en los enlaces fosfóricos, provoca liberación de energía química, que es utilizada para le síntesis de la glucosa durante la fotosíntesis y para otras reacciones químicas de células de los seres vivos que requieren suministros de energía. El ATP se porma por la acción de enzimas como la ferrodoxina.

El transporte de electrones se realiza desde el agua (débil dador de electrones) al NADP (fuerte dador de electrones). En este transporte se produce ATP.

El NADP (nicotinamida-adenina-dinucleótido-fosfato) capta el hidrógeno, procedente de la fotólisis del agua y se forma NADPH2, el cual es muy inestable.

La fotosíntesis se inicia con la excitación de la molécula de clorofila por la energía luminosa, que produce la ruptura de la molécula de agua. En esta primera reacción, que viene a construir la llave de la fotosíntesis, se libera oxígeno, pero ¿qué ocurre con el hidrógeno? Este elemento reductor es captado por el NADP o aceptor de hidrógeno, para formar el NADPH2, después de una serie de reacciones inermedias en las que intervienen varias enzimas.

Fase Oscura

En esta fase no es necesaria la luz, ocurre en los cloroplastos y totalmente dependiente de los productos obtenidos en la etapa o fase luminosa.

En esta fase, el hidrógeno formado en la fase anterior se suma al dióxido de carbono gaseoso (CO₂) presente en el aire y  da  como resultado la producción de compuestos orgánicos, principalmente carbohidratos; es decir, compuestos cuyas moléculas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.

 

Este  proceso se desencadena gracias a una energía almacenada en moléculas de ATP que da como resultado el carbohidrato llamado glucosa (C₆H_I2O₆), un tipo de compuesto similar al azúcar.

 Después de la formación de glucosa, ocurren  una secuencia de  reacciones químicas que dan lugar a la formación de almidón y varios carbohidratos más.

A partir de estos productos, la planta elabora los lípidos y  las proteínas necesarias 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 ello se puede realizar durante el día y la noche.

El resultado final,   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 sus actividades.

 

 

 

 

Fase Luminosa

Es la primera etapa de la fotosíntesis, que convierte la energía solar en energía quimica. La luz  es absorbida por complejos formados por clorofilas y protgeínas. Estos complejos clorofila-proteína se agrupan en unidades llamadas fotosistemas,que se ubican en los tilacoides (membranas internas) de los cloroplastos. Se denomina fase luminosa o clara, ya que al utilizar la energía lumínica, sólo puede llevarse a cabo en condiciones de alta luminosidad, ya sea natural o artificial.

La fotolisis del agua ocurre por descomposición de la molécula de agua en sus elementos constituyentes (H y O) por acción de la luz.

Reacción Luminíca

La primera etapa de la fotosíntesis es la absorción de luz por los pigmentos. La clorofila es el más importante de éstos, y es esencial para el proceso. Captura la luz de las regiones violeta y roja del espectro y la transforma en energía química mediante una serie de reacciones. Los distintos tipos de clorofila y otros pigmentos, llamados carotenoides y ficobilinas, absorben longitudes de onda luminosas algo distintas y transfieren la energía a la clorofila A, que termina el proceso de transformación. Estos pigmentos accesorios amplían el espectro de energía luminosa que aprovecha la fotosíntesis.

La fotosíntesis tiene lugar dentro de las células, en orgánulos llamados cloroplastos que contienen las clorofilas y otros compuestos, en especial enzimas, necesarios para realizar las distintas reacciones. Estos compuestos están organizados en unidades de cloroplastos llamadas tilacoides; en el interior de éstos, los pigmentos se disponen en subunidades llamadas fotosistemas. Cuando los pigmentos absorben luz, sus electrones ocupan niveles energéticos más altos, y transfieren la energía a un tipo especial de clorofila llamado centro de reacción. 

Cloroplasto Orgánulo citoplasmático, que se encuentra en las células vegetales y en las de las algas, donde se lleva a cabo la fotosíntesis (proceso que permite la transformación de energía luminosa en energía química).

Clorofila Pigmento que da el color verde a los vegetales y que se encarga de absorber la luz necesaria para realizar la fotosíntesis, proceso que transforma la energía luminosa en energía química. La clorofila absorbesobre todo la luz roja, violeta y azul, y refleja la verde.
  
Carotenoides Son pigmentos orgánicos que se encuentran de forma natural en plantas y otros  organismos fotosintéticos como algas, algunas clases de hongos y bacterias. Se conoce la existencia de más de 700 compuestos pertenecientes a este grupo.
 

Ficobilinas Están presentes en cyanobacterias y en ciertas algas que capturan energía lumínica que será luego traspasada a la clorofila durante la fotosíntesis.

Tilacoides Son sacos, aplanados, o vesículas, que forman parte de la estructura de la membrana interna del cloroplasto; sitio de las reacciones captadoras de luz de la fotosíntesis  y de la fotofosforilación. 

Clorofila

 

 

 

Tilacoide

 

 

 

 

 

 

 

La Fotosíntesis

La fotosíntesis es la conversión de  energía luminosa en energía química estable, siendo el adenosín trifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esa energía química. Con posterioridad, el ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad. Además, se debe de tener en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en el medio terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica) partiendo de la luz y la materia inorgánica. De hecho, cada año los organismos fotosintetizadores fijan en forma de materia orgánica en torno a 100.000 millones de toneladas de carbono. (imprescindible para la constitución de los seres vivos

Ciclo de la fotosíntesis