la Fotosíntesis

Tuesday, April 18, 2006

Cloroplastos y Fotosíntesis

En las células vegetales, la obtención de nutrientes se efectúa por medio de la fotosíntesis; éste es un proceso mediante el cual los vegetales transforman, con la presencia de la luz solar, las sustancias inorgánicas que toman del medio en materia orgánica nutritiva.

Los órganos celulares responsables de realizar la fotosíntesis son los cloroplastos, que se localizan en las células de las hojas de los vegetales.

Cuando los organismos, por medio de la fotosíntesis, son capaces de elaborar sus propios alimentos se denominan autótrofos, y cuando, por el contrario, tienen que encontrar sus alimentos en la naturaleza se llaman heterótrofos (organismos que no pueden sintetizar su alimento a partir de materiales inorgánicos).

Cloroplastos

Se localizan en todas las partes verdes de la planta, especialmente en las hojas.
Pueden observarse fácilmente con el microscopio compuesto, aunque sus detalles sólo se aprecian en el microscopio electrónico.





En el interior de los cloroplastos existen unas estructuras llamadas lamella que contienen los pigmentos fotosintéticos, que son sustencias capaces de absorver la luz.

Estas estructuras se agrupan apilándose entre sí, para dar lugar a otra llamada granum, que da la impresión de ser un grupo de llantas colocadas unas encima de otras.

En cada granum se encuentran dos tipos de lamella: uno pequeño en forma de disco y otro que se alarga para conectar a un granum con otro dentro del tejido del cloroplasto llamado estoma.
El conjunto formado por la lamella y el granum se denomina tilacoide.

Los pigmentos presentes en el tilacoide son la clorofila, la cual da el color verde a la mayoría de las plantas, y en ciertas especies los carotenoides, que dan un tono amarillo al vegetal.

Fotosíntes - Antecedentes

Antes del siglo XVIII, los científicos pensaban que las plantas obtenían todos sus nutrientes de la tierra. En 1727, Stephen Hales sugirió que parte de sus nutrientes venían de la atmósfera y que de alguna manera la luz participaba en ello.

A partir de ese año se iniciaron las investigaciones en torno a cómo las plantas obtienen sus alimentos. Lo primero que se descubrió fue que la presencia del CO2 producido por los animales durante la noche estimulaba la formación de aire purificado (oxígeno).

Sin embargo, en 1864, Julius Sachs demostró que la planta podía formar sus alimentos orgánicos a partir de materia inorgánica. Así se concluyó que la fotosíntesis es un proceso durante el cual los vegetales, en presencia de la luz solar, transforman las sustancias inorgánicas que toman del medio en materia orgánica nutritiva y también purifican el aire, es decir, producen oxígeno.

La función de la luz




*La luz representa la energía que hace posible a la fotosíntesis.

*Los "paquetes" de energía que provienen de la luz se llaman fotones.

*Los pigmentos de los tilacoides absorben a los fotones para hacerlos pasar a un estado de excitación: la energía producida de ese modo se transforma de energía luminosa en energía química, necesaria para la formación de compuestos orgánicos como el azúcar.

*La energía adquirida por la célula se conserva en forma de moléculas de ATP.


Etapas de la fotosíntesis

Para facilitar el estudio de este proceso, se ha dividido en dos etapas o fases:

Fase luminosa o fotosintética


Se desarrolla en presencia de luz; también ocurren los siguientes fenómenos:

1. La planta absorbe del medio dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) que le servirán en la producción de alimentos.2. Los cloroplastos captan la energía solar a través de los tilacoides para formar ATP.3. La energía del ATP rompe la molécula de agua y libera oxígeno (O2).

Fase oscura o quimiosintética

Puede presentarse en ausencia de luz y en ella ocurre lo siguiente:

1. El hidrógeno (H), que fue obtenido del agua, se une químicamente con ayuda del ATP al dióxido de carbono (CO2) para formar glucosa (C6H12O6).

2. Parte de la energía que contiene el ATP se queda en la glucosa, por ello este alimento se considera energético.

3. Se libera vapor de agua.

4. Mediante reacciones químicas se forman almidones, grasas y proteínas. La fotosíntesis se representa con la siguiente fórmula:

luz / clorofila ATP

6CO2 + 6H2O -----> C6H12O6 + 6O2 + H2O


Es necesario enfatizar la importancia de la fotosíntesis, ya que gracias a este fenómeno se mantiene el equilibrio de los ecosistemas.

La fotosíntesis proporciona la energía de la cual se derivará toda la que necesitan los seres vivos.

Las plantas constituyen la base de las cadenas y pirámides alimentarias. Su papel como productoras es indispensable para que ocurran los procesos en los que intervienen los animales y humanos. Se calcula que el mayor porcentaje de oxígeno que respiran los seres humanos se produce por la fotosíntesis de los vegetales marinos.

Las plantas, al aportar oxígeno a la atmósfera, intervienen directamente en los procesos respiratorios de la mayoría de los organismos.

En su aspecto general, la fotosíntesis es el proceso inverso a la respiración. Si se compararan sus fórmulas químicas se encontraría lo siguiente:

Energía solar


Fotosíntesis: 6CO2 + 6H2O ------> C6H12O6 + 6O2


Clorofila


Respiración: C6H12O6 + 6O2 -------> 6H2O + 6CO2 + energía