Fotosintesis

La fotosintesis es el proceso que se utiliza por las plantas, algas y algunas bacterias para aprovechar la energía de la luz del Sol y transformarla en energía quimica.

Aquí vamos a describir los principios fundamentales de la fotosíntesis y vamos a destacar cómo los científicos están analizando este proceso natural para contribuir al desarrollo de los combustibles limpios, y crear fuentes de energía alternativas no contaminantes.

Tipos y funcion de fotosintesis en las plantas con ecuaciones y formula

fotosintesis

Hay dos tipos de procesos fotosinteticos: La fotosintesis oxigenada y la fotos√≠ntesis anoxig√©nica. Los principios fundamentales de la fotos√≠ntesis oxigenadas y anoxigenadas son muy parecidas, pero la fotosintesis oxigenada es la m√°s com√ļn y se puede encontrar en las plantas, y cianobacterias.

En la fotosintesis de ox√≠geno, la luz transmite la energ√≠a de los electrones del agua H2O al di√≥xido de carbono co2 para obtener los hidratos de carbono. En esta transici√≥n el co2 se reduce o recibe electrones, y el agua se oxida o pierde electrones. Por √ļltimo se produce junto con los hidratos de carbono.

La fotosíntesis oxigenada trabaja como un contrapeso a la respiración al absorber el dióxido de carbono generado por los organismos respiratorios y al volver a introducir el oxígeno en la atmósfera.

Por otra parte la fotosintesis oxigenada usa donantes de electrones diferentes del agua. La funcion principalmente ocurre en bacterias como las bacterias p√ļrpuras y verdes azufre, que se hallan generalmente en algunos h√°bitats acu√°ticos.

Seg√ļn Davis Baum profesor de biolog√≠a de la Universidad de Wisconsin madison la fotosintesis oxigenada no produce ox√≠geno¬®.

Por ejemplo muchas bacterias utilizan sulfuro de hidrógeno gaseoso qué huele a huevo, azufre sólido como subproducto.

A pesar de que ambos tipos de fotosíntesis son temas complejos y que requiere de varios pasos, el proceso general puede resumirse con claridad como una ecuacion química.

La fotosintesis oxigenada se describe de la siguiente manera:

6CO 2 + 12H 2 O + Energía de la luz → C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O

Aquí, 6 moléculas de dióxido de carbono co2 se mezclan con 12 moléculas de agua H2O usando energía luminosa. El resultado final es la creación de una sola molécula de carbohidrato C6 H12O6, o glucosa, junto a seis moléculas de oxígeno y agua respirable.

De una manera parecida a como a las diversas reacciones de fotosintesis anoxingeneticas pueden ser presentadas como una formula en general:

CO 2 + 2H 2 A + Energía luminosa →[CH 2 O] + 2A + H 2 O

La letra A en la ecuaci√≥n es una variable y H2A representa al posible donante de electrones. Por ejemplo a puede presentar azufre en el donante de drones de sulfuro de hidr√≥geno H2S, seg√ļn dicen los bi√≥logos Govindjee y John Whitmarsh

Que es el aparato fotosintetico y cual es su significado

Los siguientes son componentes de la celula esenciales para la fotosintesis.

Los pigmentos son moléculas que dan color a las plantas, algas y a las bacterias, pero también son los responsables de atrapar de manera eficiente la energía solar. Los pigmentos de diferentes colores absorben distintas longitudes de onda de luz del sol. A continuación vamos a definir cuáles son los principales grupos.

  • Las clorofilas son pigmentos verdes capaces de atrapar La luz roja. Las clorofilas poseen tres subtipos, que se denomina clorofila a, clorofila b y clorofila c. Seg√ļn escribi√≥ en su libro, Eugene Rabinowitch y Govindjee, la clorofila se halla en todas las plantas de fotosintesis. Tambi√©n existe una variante bacteriana que se denomina bacterioclorofila, que absorbe la luz infrarroja del sol. Este pigmento se encuentra principalmente en bacterias p√ļrpuras y verdes, qu√© realiza la fotosintesis anoxigenica.

 

  • Carotenoides: Estos pigmentos rojos, anaranjados o amarillos absorben la luz azul y verde. Ejemplos de esto pueden ser la xantofilia (amarilla) y el caroteno (naranja), de los cuales alimentos como la zanahoria adquieren el color.

 

  • Ficobilinas: Estos pigmentos rojos o azules absorben longitudes de onda de luz que las clorofilas y los carotenoides no absorben. Tambi√©n se ven en cianobacterias y algas rojas.

Los organismos de eucariotas fotosinteticos poseen org√°nulos que se denominan plastidos en su citoplasma. Estos pueden ser de doble membrana en las plantas y algas y se clasifica como primarios, mientras que la variedad de membranas m√ļltiples que se haya en el plastido son los secundarios.

Los pl√°tanos por lo general poseen pigmentos o pueden almacenar nutrientes. Los leucoplastos incoloros y no pigmentados almacenan grasas y almidones mientras que los cloroplastos poseen carotenoides y clorofila.

La fotosintesis qué ocurre en los cloroplastos, específicamente en las regiones de granja y estroma. La Grana es la parte más interna de los organismos de la célula, una colección de membranas en forma de discos apiladas en columna.

Los discos individuales se denominan tilacoides. Aquí es donde tiene lugar la transferencia de electrones. Los espacios vacíos entre las columnas de grana constituyen el estroma.

Los plastos son similares a las mitocondrias los centros de energía de la célula, ya que poseen su propio genoma, o colección de genes, contenidos en el ADN circular. Estos genes codifican proteínas esenciales para la fotosíntesis. Al igual que las mitocondrias, se cree que los plastos también se originaron a partir de las células bacterianas primarias, a través del proceso de endosimbiosis.

Los platidos se originaron a partir de bacterias fotosint√©ticas en vueltas que fueron adquiridas por una c√©lula eucariota unicelular hace m√°s de 1000 millones de a√Īos seg√ļn Baum a Live Science. Qu√© explic√≥ que el an√°lisis de los genes de los plastos muestra que el miembro de grupo de la cinobacteria. Ya el √ļnico grupo de bacteria que puede lograr la fotosintesis oxigenada.

En su Art√≠culo del 2010, Chan se√Īala que la formaci√≥n de los plastidios secundarios no pueden explicarse bien por la endosimbiosis, y que los or√≠genes de este tipo de plastidos todav√≠a son objetivos de debate.

ANTENAS

Las mol√©culas de pigmento se unen con las prote√≠nas, los que le da la flexibilidad de moverse hacia la luz y a trav√©s de s√≠. Una gran colecci√≥n de 100 a 5000 mol√©cula pigmento forman antenas, seg√ļn un art√≠culo de Wim Vermaas qu√© es profesor de la universidad Estatal de Arizona. Estas estructuras captura efectivamente la energ√≠a de la luz del sol en forma de fotones.

Finalmente la energía de la luz debe ser transferida a un complejo de pigmentos que puede ser transformada en energía química, en forma de electrones. En las plantas por ejemplo, la energía de la luz se transfiere a los pigmentos de clorofila. La conversión a energía química se logra cuando un pigmento de clorofila expulsa un electrón, y éste puede pasar a un receptor apropiado.

Los pigmentos y proteínas se transforman en energía de luz química inician procesos de transferencia de electrones, se conocen como centro de reacción.

Concepto y definicion del proceso o ciclo de la fotosíntesis

Las reacciones de la fotosintesis de las plantas se pueden dividir en aquellas que requieren de la energía solar y aquellas que no la requieren. Ambos tipos de reacciones tienen lugar los cloroplastos: Reacciones dependientes de la luz en el tilacoide y reacciones independientes de la luz en el estroma.

Reacciones dependientes de la luz: Cuando un fotón de luz golpea el centro de reacción, una molécula, los pigmentos como la clorofila suelta un electrón.

El electrón liberado escapa viajando a través de una cadena de transporte de electrones, el cual genera la energía necesaria para producir el ATP. El hueco de electrones en el pigmento de la clorofila original se llena tomando un electrón de agua. Como resultado, se libera oxígeno a la atmósfera.

Reacciones independientes de luz: Las reacciones de luz producen ATP y NADPH, las fuentes ricas de energ√≠a que conducen a las reacciones oscuras. El ciclo de Calvin se compone de tres pasos de reacci√≥n qu√≠mica: Fijaci√≥n, reducci√≥n y generaci√≥n de carbono. Est√°s reacciones usan agua y catalizadores. Los √°tomos de di√≥xido de carbono son fijos cuando se incorporan a mol√©culas org√°nicas que eventualmente generan az√ļcares de 3 carbonos. Estos az√ļcares se usan para producir glucosa o se reciclan para iniciar de nuevo el ciclo de Calvin.

Cual es la fotosintesis del futuro

Los organismos fotosinteticos son un posible medio para producir combustible de combustión limpia como el hidrógeno o incluso el metano. Recientemente, un grupo de investigación de la universidad en Finlandia aprovechó la capacidad de las algas verdes para generar hidrógeno.

Las algas verdes pueden producir hidrógeno durante unos segundos si primero se exponen a condiciones oscuras anaeróbicas y luego a la luz. El equipo ideó una forma de extender la producción de hidrógeno a partir de algas verdes hasta por 3 días, cómo se reportó en un estudio realizado en el 2018 en la revista,Energy & Environmental Science.

Los científicos también han realizado avances en el campo de la fotosintesis artificial. Por ejemplo un grupo de investigadores, de la Universidad de California desarrollaron un sistema artificial para capturar dióxido de carbono utilizando nanocables, o alambres que son unas pocas 1000 milésimas de metro de diámetro. Los cables se producen en un sistema de microbios que reducen el dióxido de carbono a los combustibles o polímeros mediante el uso de la energía de la luz solar.

En 2016 un grupo de miembros de la revista mencionada anteriormente describieron otros sistemas artificiales fotosint√©ticos que utilizaban bacterias espec√≠ficamente dise√Īados para generar combustibles l√≠quidos a partir de la luz solar, el agua y el di√≥xido de carbono. En general, las plantas s√≥lo pueden aprovechar alrededor de 1% de la energ√≠a solar y utilizarla para producir compuestos org√°nicos durante la fotos√≠ntesis. En contraste, el sistema artificial de los investigadores fue capaz de aprovechar el 10% de la energ√≠a solar, significado de producir compuestos org√°nicos.

La investigacion contin√ļa de los procesos naturales, como la fotosintesi, ayuda a los cient√≠ficos a desarrollar nuevas formas de utilizar varias fuentes de energ√≠a renovables. Dado q la luz solar, las plantas y las bacterias son omnipresentes, aprovechar el poder de la fotosintesia es un paso l√≥gico para crear combustible de combusti√≥n limpia y neutra en carbono. v√©ase mas informacion en wikipedia…

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