La fotosíntesis, el proceso por el cual un organismo convierte la energía de la luz y el dióxido de carbono en carbohidratos y oxígeno, se produce en todas las plantas verdes, así como en algunos hongos y organismos unicelulares. La mayoría de la fotosíntesis ocurre en pigmentos llamados clorofila. La fotosíntesis utiliza la energía del sol, así como el dióxido de carbono y el agua del entorno de la planta, para producir glucosa. La fotosíntesis también produce oxígeno como subproducto. Casi todo el oxígeno atmosférico es el resultado de la fotosíntesis realizada por el fitoplancton en el océano. La fotosíntesis consiste en dos etapas principales: la reacción de la luz y la reacción independiente de la luz.
Reacción resumida
La fotosíntesis se puede resumir en la siguiente ecuación: 6 CO2 (dióxido de carbono) + 6 H2O (agua ) + Energía = C6H12O6 (glucosa) + 6 O2 (oxígeno). El carbono del dióxido de carbono se combina con el hidrógeno y el oxígeno del agua para formar glucosa, con el oxígeno y el agua como subproductos. El proceso involucra varias etapas intermedias y requiere varias máquinas celulares para llevar a cabo.
Adquisición de materias primas
El dióxido de carbono debe pasar de la atmósfera a los cloroplastos de las plantas verdes donde se produce la fotosíntesis. El dióxido de carbono y el agua entran en organismos unicelulares y plantas acuáticas por simple difusión. Las plantas terrestres tienen estructuras especializadas llamadas estomas que funcionan como pequeñas válvulas para permitir la entrada y salida de gases de la planta. El agua se mueve del suelo a las plantas terrestres a través de las raíces y es transportada por los tejidos vasculares. La luz es capturada principalmente por las hojas de las plantas, cuya forma ha evolucionado para capturar la energía solar con la máxima eficiencia en el entorno distintivo de cada especie.
Reacción de luz
Durante la reacción de la luz, la energía de la luz se convierte en energía química. La luz impulsa la división de las moléculas de agua en hidrógeno, oxígeno y electrones libres. Los electrones libres se utilizan para cargar moléculas portadoras de energía, como adenosina trifosfato, también llamado ATP, y nicotinamida adenina dinucleótido fosfato, también llamado NADP. Hay varias rutas moleculares por las cuales la energía de la luz se convierte en energía química, incluida la fotofosforilación cíclica y la fotofosforilación no cíclica.
Reacción independiente de la luz
Durante la reacción independiente de la luz, productos de la reacción ligera se usan para formar carbohidratos. El dióxido de carbono de la atmósfera se captura y se une con el componente de hidrógeno de las moléculas de agua divididas durante la reacción de la luz, y un carbohidrato se forma mediante un proceso llamado Ciclo de Calvin. Esta parte de la fotosíntesis también se conoce como fijación de carbono, un factor importante para mantener los niveles atmosféricos de dióxido de carbono estables.
Transporte y almacenamiento de glucosa
La glucosa es soluble en agua y se disuelve en los fluidos internos de la planta. La glucosa se saca de las hojas y se distribuye al resto de la planta por difusión en plantas simples y a través de tejidos vasculares en plantas más complejas. La glucosa puede usarse inmediatamente o almacenarse. Las plantas retienen algo de oxígeno dentro de sus tejidos para su uso posterior al metabolizar la glucosa almacenada mediante un proceso químico similar a la respiración de los animales. Por lo tanto, las plantas deben fotosintetizar más de lo que respiran. El exceso de oxígeno se libera de la misma manera que se absorbe el dióxido de carbono, por difusión simple o a través de los estomas de la planta.
