Proviene del término foto que significa luz y síntesis que significa producir.
Es una actividad metabólica específicamente anabólica que realizan ciertas especies vegetales, algunas bacterias y algas que se caracteriza por elaborar su propio alimento lo que lleva a agruparse dentro de los seres autótrofos (fotoautótrofos).
¿Qué es la Fotosíntesis?
La fotosíntesis consiste en el siguiente proceso:
Captar CO2 y H2O más el estímulo de la energía solar, da como resultado liberación de O2 y transformación de energía luminosa en energía química almacenada en el azúcar y en otras moléculas orgánicas.
Estructuras de la Fotosíntesis
Las estructuras en la que se lleva a cabo la fotosíntesis son: Los cloroplastos los cuales son organelos citoplasmáticos cuyo interior se encuentra lleno de un líquido llamado estroma el cual a su vez está compuesto por enzimas que permiten llevar a cabo el proceso de fotosíntesis. A su vez se encuentran los tilacoides que son sacos membranosos aplanados en forma de disco en donde se encuentra la clorofila y otros pigmentos que son los encargados de captar las ondas de luz y llevar a cabo gran parte de las reacciones fotosintéticas.
La fotosíntesis se resume en una reacción de óxido-reducción en la que la molécula de agua cede electrones (en forma de hidrógeno) para la reducción del dióxido de carbono a glúcidos con liberación de oxígeno.
Etapas de la Fotosíntesis
La Fotosíntesis se clasifica en dos etapas: La etapa Luminosa y la etapa oscura
Etapa Luminosa (Fotodependiente)
También llamada fotodependiente debido a que necesita la luz solar para que se lleve a cabo y ocurre en la membrana tilacoide.
Durante las reacciones fotodependientes, la energía solar se convierte en energía química de dos moléculas transportadoras de electrones el ATP y el NADPH+.
La etapa luminosa inicia por la absorción de la luz, en la cual el sol emite energía luminosa en un espectro continuo muy amplio de radiación, los rayos gamma que son de onda corta y las ondas de radio que son de onda larga. La luz está compuesta por pequeñas partículas o paquetes de energía los fotones los cuales son inversamente proporcionales a la longitud de onda, esto quiere decir que los fotones de onda corta son muy energéticos, mientras que los fotones de onda larga tienen baja energía.
Los fotones dentro del proceso de fotosíntesis agregan energía a un átomo provocando el movimiento de sus electrones lo cual ocasiona que alcance un nivel de energía mayor, estado llamado de excitación, lo cual provoca que el electrón excitado deje el átomo y sea recibido por una molécula aceptora.
Una vez que ocurre el movimiento de los electrones entran los fotosistemas I y II los cuales están formados por los pigmentos que son los encargados de absorber la luz, cada fotosistema presenta dos partes principales que son: un complejo antena de captación de luz que consta de al menos 300 moléculas de clorofila y pigmentos accesorios y un centro de reacción que contiene un pequeña cantidad de moléculas de clorofila.
Los fotosistemas trabajan conjuntamente para permitir el paso de los electrones y dan origen a las dos etapas indispensables dentro de la fase luminosa que son:
1.1 Fase Cíclica
El proceso de excitación se da cuando la luz está constituida por partículas de alta energía llamadas fotones. Los electrones de la molécula de la clorofila, al ser alcanzados por un fotón, aumentan su nivel energético. El electrón desciende a niveles más bajos de energía hasta llegar al estado original en que se encontraba la clorofila; lo que da como resultado la liberación de energía a partir de ADP, fosfatos inorgánicos y forma ATP. La fotofosforilación consiste en que el ciclo se completa cuando el electrón regresa a la molécula de la clorofila.
1.2 Fase No Cíclica
Esto ocurre cuando la molécula de la clorofila, al absorber la luz, pasa a un alto estado de energía, liberando electrones e iniciándose la cadena de reacciones no cíclicas, porque los electrones que se liberan de la clorofila no vuelven a ella. Esta clorofila excitada actúa sobre la molécula de agua y la rompe, separándola en sus 2 elementos: Oxígeno, que se desprende y sale al exterior por los estomas; e hidrógeno que, es retenido por los compuestos orgánicos.
Etapa Oscura (Ciclo de Calvin)
Se le dice fase oscura porque la luz no es directamente necesaria, este proceso requiere de ATP y NADPH que son creados en la fase luminosa.
Esta fase ocurre en el estroma de los cloroplastos. El dióxido de carbono entra al interior para construir azúcares.
2.1 Ciclo de Calvin
Es un ciclo de reducción del carbono. Se distinguen 3 etapas de este ciclo:
- CARBOXILACIÓN: Mediante el enzima RuBisCo, el CO2 se fija en un azúcar preexistente, la rubilosa – 1,5 – difosfato, formándose un compuesto muy inestable de seis carbonos que se rompe inmediatamente en dos moléculas de 3 fosfoglicerato.
- REDUCCIÓN: El 3 fosfoglicerato se reduce a gliceraldehido 3 fosfato consumiéndose el NADPH y el ATP que se obtuvieron en la fase luminosa.
- RECUPERACIÓN: De cada seis moléculas de gliceraldehido 3 fosfato que se forman, una se considera el rendimiento neto de la fotosíntesis. Las otras cinco sufren una serie de transformaciones consecutivas en las que también se consume ATP, para regenerar la ribulosa 1,5 – difosfato, con la que se cierra el ciclo.