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INTRODUCCION
Hace unos 4000 millones de años surgió la vida sobre la tierra en forma de
primitivos microorganismos que proliferaron en charcos de agua y se
diversificaron gradualmente en sus manifestaciones cubriendo la superficie
de la tierra .constituyendo así la biosfera (complejo sistema de seres
vivientes).
La fotosíntesis es el proceso por el cual la biosfera logra captar la energía
radiante necesaria para toda la vida pues permite a ciertos tipos de
organismos captar la energía radiante y transformarla en energía química la
cual puede ser utilizada en muchos organismos para fijar CO2 y sintetizar
sustancias orgánicas. Sin embargo, debemos considerar que todo ser vivo
necesita de energía pero no todo ser vivo tiene la capacidad de producirla.
Las plantas son los organismos más productores y eficientes de energía ya
que no solo producen energía para crecer y reproducirse sino también para
que otros organismos adquieran por medio de ella energía. Siendo la única
entrada de esta energía el proceso de la fotosíntesis realizada por las plantas, a excepción de las bacterias quimio sintética que pueden producir energía, oxidando compuestos orgánicos.
ALGUNAS DE LAS PRIMERAS INVESTIGACIONES SOBRE LA
FOTOSÍNTESIS
Van Helmont (1624).
Cogió una planta de Sauce, y una maceta con tierra, peso ambas por separado; (la tierra y la planta); la planta peso 2.25 kg y la tierra 90 kg; luego planto la planta y la rego con agua de lluvia durante 5 años, y luego de pasado este tiempo desplantó la planta con cuidado para no dañar el sistema de raíz y volvió a pesar por separado y noto que la planta había ganado 73.85 kg, mientras la tierra había perdido solo 1 kg; entonces llego a la conclusión de que los nutrimentos de la planta provenían del agua y no de la tierra como se creía anteriormente
Joseph Priestley (1771).
Cogió una vela y la puso en agua con ayuda de un corcho, la tapo con una campana y al cabo de un momento la vela se apagó y no quiso prender más, entonces introdujo una plata al lado de la vela y esta logro arder de nuevo, luego suplanto la vela por un ratón y este pudo sobrevivir, pero al extraer la planta, el ratón murió. Llego a la conclusión que había algo que las plantas producían que era indispensable para los animales y lo llamo aire desafloristado (que es lo que nosotros conocemos como oxigeno), y lo que producían las platas lo llamo aire renovado.
Jan ingenhousz (1979)
Cogió varios pedazos de plantas (tallo, raíz, hojas, flores, frutos) en agua y las peso en presencia de luz y se dio cuenta que solo en las partes verdes de las plantas se producía oxígeno (ósea que se hacía fotosíntesis) y que también en la noche no se producía oxígeno.
Jean Senebier (1782)
Cogió hojas de elodea y unas las pudo en agua con solución de bicarbonato de socio y otras en agua sola, y se dio cuenta que en las que tenían la solución de bicarbonato de sodio se prese3ntaban burbujas de
Se llegó a la conclusión de que la energía luminosa se emplea en la primera fase de la fotosíntesis, no solo para reducir al NADP, sino también para fosforilar el ATP, y que sus respectivos productos se emplean después en las reacciones oscuras para reducir el CO 2
Melvin Calvin y colaboradores (1946) Utilizaron hojas de cebada las pusieron a fotosintetizar en una atmosfera donde el CO 2 normal había sido sustituido CO 2 marcado con carbono radioactivo 14; después frenaron el proceso mediante inmersión de la planta hirviendo con alcohol y se encontraron que el C^14 aparecía en moléculas de glucosa a los 30 segundos de iniciada la fotosíntesis, antes de los treinta segundos fue necesario hacer una modificación que lograra mayor rapidez en el frenado con alcohol, entonces sustituyeron las plantas por las algas Chorella pyrenoidosa Y Scenedesmus obliquus , lo cual además de acelerar el frenado por su tamaño tan pequeño, proporcionaba un suministro permanente de materia con propiedades muy constantes, pues se podía cultivar fácilmente. Realizando el frenado a varios intervalos, se encontró que después de 5 segundos el C 14 estaba en el ácido fosfoglicerico y unos segundos después en el fosfogliceraldehido. Variando el tiempo de frenado se averiguo cuáles eran todos los compuestos intermediarios. Posteriormente se separaron los compuestos marcados y se identificaron por cromatografía en dos dimensiones.
Samuel Rubén (1941)
Proporcionaron al alga verde Chorella H 2 O con 18 O, un isotopo no radiactivo del
oxígeno que se puede detectar con un espectrómetro de masa. El O 2 que se libera en la fotosíntesis se encontraba marcado con 18 O.
De este modo es necesario modificar la ecuación resumida a fin de incluir dos moléculas de agua como reactivos:
nCO 2 + 2nH 2 O + luz (CH2O)n + nO 2 + nH 2 O
Robín Hill (1937)
Hizo preparaciones de cloroplastos de espinaca aislados de células y las ilumino en presencia de agua y de aceptores electrónicos artificiales. El resultado observado fue el desprendimiento de oxígeno y la reducción del aceptor electrónico.
Proceso de la fotosíntesis cambiar
Se define la fotosíntesis como el proceso por el cual las plantas verdes absorben la energía solar y la transforman en energía química.
En general el proceso de la fotosíntesis se presenta con la siguiente ecuación
Análisis de la ecuación
Materia primas
El CO 2. Es absorbido del aire en las plantas terrestres o del agua en el caso de
las plantas acuáticas y también puede ser utilizado el resultante de la respiración celular.
y la región en que un tilacoide está en contacto con otro se conoce como región apresada.
Los pigmentos presentes en las membranas tilacoides consisten sobre todo en dos tipos de clorofilas (verdes) clorofila a, la cual capta las longitudes de ondas (azul-verde); la cual es considerada como la clorofila universal, puesto que todas las plantas y células capaces de hacer fotosíntesis la tienen y la clorofila b, la cual capta las longitudes de ondas (verde-amarilla) y también está en la mayoría de las plantas en distintas proporciones pero acompañado de otros pigmentos que se presentan amarillo-naranja que se clasifican como carotenoides, estas clorofilas son verdes debido a que captan todas las radiaciones de luz que reflejan los diferentes colores menos el verde y por esto lo reflejan.
Hay dos tipos de carotenoides:
Carotenos, que son hidrocarburos puros, y las xantofilas, que contienen oxígeno. Ciertos carotenoides se encuentran en la envoltura del cloroplasto, dándole un color amarillo, mientras que las clorofilas no se encentran en las envolturas.
La estructura de la clorofila a y b es muy parecida en su complejidad, ambas tiene cuatro anillos pirrolicos unidos a un núcleo de magnesio, pero la diferencia de estas está en su radical, la clorofila a tiene un grupo metil, mientras que la clorofila b tiene un grupo formilo.
La energía lumínica ( es indispensable para que se pueda dar la fotosíntesis). Durante el proceso de la fotosíntesis la clorofila transforma energía lumínica en energía química, la cual queda almacenada en los alimentos producidos. Hay que recordar que la luz blanca incidente en la planta, está compuesto por un espectro de luces con diferentes longitudes de onda.
Como se sabe la luz llega en forma de fotones y esta a su vez llega a un átomo y hace que sus electrones se existen y pasen de un nivel a otro y a medida de que este pasa libera energía que puede ser en forma de calor o de radiación y esta se da por la siguiente ley:
Ley de Stark Einstein: cualquier molécula solo puede absorber un fotón a la vez, y que este fotón causa la excitación de solo un electrón.
ETAPAS DE LA FOTOSÍNTESIS
La fotosíntesis se lleva a cabo por dos fases la fase lumínica o dependiente de la luz y la fase oscura o fase independiente de la luz, es de aclarar que no se llaman así porque una se realice en el día y la otra en la noche, porque las dos se pueden dar por ejemplo en el día solo que la fase oscura no requiere de la energía solar.
FASE LUMINICA
Esta se lleva a cabo en los tilacoides (grana) del cloroplasto.
En general, lo que ocurre en la etapa lumínica es lo siguiente:
La luz llega a las moléculas de clorofila en forma de fotones o quantum (paquetes de energía). En cada proceso intervienen muchas moléculas de clorofila, pero toda la energía que absorben la transforman en una sola llamada pigmento acumulador. Este pigmento necesita entre 250 y 420, moléculas de clorofila para absorber un 1 fotón; cuando los fotones inciden sobre la clorofila, la excitan y hacen saltar de ella electrones, los cuales son tomados dentro del
Fotofosforilación a cíclica o fase lumínica a cíclica
Los electrones que salen de la clorofila a no regresan a ella, estos electrones excitados por la luz saltan, y después de pasar por varios transportadores son captador por el NADP que luego se reduce a NADPH, y los electrones liberados en a fotolisis del agua se transfieren a la clorofila recuperándose así lo que se había perdido.
Fotofosfotilación cíclica o fase lumínica cíclica
Ocurre cuando los electrones de que saltan de la clorofila (P-700) del FSI no son captados por el NADP, sino que regresan a la clorofila (P-700) mediante transportadores como el citocromo b6. En este proceso se libera energía, la cual es utilizada en la producción de una molécula de ATP.
- Fundamentos de fisiología vegetal. J Azcon Bieto. Edi. Universidad de Barcelona. España. 2000
- Fotosíntesis. Carlos S. Andreo. Rosario, Argentina. 1984
