Algunos organismos necesitan crear la energía que necesitan para sobrevivir. Estos organismos son capaces de absorber energía de la luz solar y usarla para producir azúcar y otros compuestos orgánicos como lípidos y proteínas . Los azúcares se utilizan para proporcionar energía al organismo. Este proceso, llamado fotosíntesis, es utilizado por organismos fotosintéticos que incluyen plantas , algas y cianobacterias.
ecuación de fotosíntesis
En la fotosíntesis, la energía solar se convierte en energía química. La energía química se almacena en forma de glucosa (azúcar). El dióxido de carbono, el agua y la luz solar se utilizan para producir glucosa, oxígeno y agua. La ecuación química para este proceso es:
6co 2 + 12h 2 o + luz → c 6 h 12 o 6 + 6o 2 + 6h 2 o
seis moléculas de dióxido de carbono (6co 2 ) y doce moléculas de agua (12h 2 o) se consumen en el proceso, mientras que glucosa (c 6 h 12 o 6 ), seis moléculas de oxígeno (6o 2 ) y seis moléculas de agua (6h 2 o) se producen.
esta ecuación se puede simplificar como: 6co 2 + 6h 2 o + luz → c 6 h 12 o 6 + 6o 2 .
fotosíntesis en plantas
En las plantas, la fotosíntesis ocurre principalmente dentro de las hojas . Como la fotosíntesis requiere dióxido de carbono, agua y luz solar, todas estas sustancias deben obtenerse o transportarse a las hojas. El dióxido de carbono se obtiene a través de pequeños poros en las hojas de las plantas llamadas estomas. El oxígeno también se libera a través de los estomas. la planta obtiene agua a través de las raíces y la entrega a las hojas a través de los sistemas de tejidos de plantas vasculares . La luz solar es absorbida por la clorofila, un pigmento verde ubicado en las estructuras celulares de las plantas llamadas cloroplastos . Los cloroplastos son los sitios de fotosíntesis. Los cloroplastos contienen varias estructuras, cada una con funciones específicas:
- Membranas externa e interna : cubiertas protectoras que mantienen encerradas las estructuras de cloroplasto.
- estroma : fluido denso dentro del cloroplasto. El sitio de conversión de dióxido de carbono en azúcar.
- tilacoides : estructuras de membrana aplanadas en forma de saco. El sitio de conversión de la energía de la luz en energía química.
- grana : pilas de sacos tilacoides en capas densas. sitios de conversión de energía luminosa en energía química.
- clorofila: un pigmento verde dentro del cloroplasto. Absorbe la energía de la luz.
etapas de la fotosíntesis
La fotosíntesis ocurre en dos etapas. Estas etapas se llaman reacciones de luz y reacciones de oscuridad. Las reacciones a la luz tienen lugar en presencia de la luz. las reacciones oscuras no requieren luz directa, sin embargo, las reacciones oscuras en la mayoría de las plantas ocurren durante el día.
Las reacciones a la luz ocurren principalmente en las pilas de tilacoides de la grana. aquí, la luz solar se convierte en energía química en forma de atp (molécula que contiene energía libre) y nadph (molécula transportadora de electrones de alta energía). La clorofila absorbe la energía de la luz y comienza una cadena de pasos que dan como resultado la producción de atp, nadph y oxígeno (a través de la división del agua). Se libera oxígeno a través de los estomas. tanto atp como nadph se usan en las reacciones oscuras para producir azúcar.
Se producen reacciones oscuras en el estroma. el dióxido de carbono se convierte en azúcar usando atp y nadph. Este proceso se conoce como fijación de carbono o ciclo de calvin. El ciclo de Calvin tiene tres etapas principales: fijación de carbono, reducción y regeneración. en la fijación de carbono, el dióxido de carbono se combina con un azúcar de 5 carbonos [ribulosa 1,5-bifosfato (rubp)] creando un azúcar de 6 carbonos. en la etapa de reducción, el atp y el nadph producidos en la etapa de reacción ligera se usan para convertir el azúcar de 6 carbonos en dos moléculas de un carbohidrato de 3 carbonos, gliceraldehído 3-fosfato. El gliceraldehído 3-fosfato se usa para producir glucosa y fructosa. Estas dos moléculas (glucosa y fructosa) se combinan para producir sacarosa o azúcar. en la etapa de regeneración, algunas moléculas de gliceraldehído 3-fosfato se combinan con atp y se convierten nuevamente en la mezcla de azúcar de 5 carbonos. Una vez completado el ciclo, se puede combinar el rubp con dióxido de carbono para comenzar el ciclo nuevamente.
resumen de fotosíntesis
En resumen, la fotosíntesis es un proceso en el cual la energía de la luz se convierte en energía química y se utiliza para producir compuestos orgánicos. En las plantas, la fotosíntesis ocurre típicamente dentro de los cloroplastos ubicados en las hojas de las plantas. La fotosíntesis consta de dos etapas, las reacciones de luz y las reacciones de oscuridad. Las reacciones luminosas convierten la luz en energía (atp y nadhp) y las reacciones oscuras utilizan la energía y el dióxido de carbono para producir azúcar. para una revisión de la fotosíntesis, realice el cuestionario de fotosíntesis .