Fotosintesis

Introducción

El presente trabajo de investigación tiene como tema principal la fotosíntesis. El proceso de la fotosíntesis, es un proceso en el cual organismos como algas y vegetales convierten la energía solar en energía química, todo esto para posibilitar la síntesis del carbono. Este proceso permite que organismos como los vegetales desarrollen infinidad de moléculas orgánicas a partir de compuestos inorgánicos, de allí que todos los demás organismos no autótrofos obtienen las biomoléculas necesarias para la vida.

El proceso de fotosíntesis es vital para el crecimiento y desarrollo de una planta, por tanto es importante comprender las rutas que siguen todos los compuestos que ingresan al vegetal; como así los factores que favorecen o afectan a la fotosíntesis, de esa forma podemos comprender mejor las condiciones necesarias para una producción vegetal óptima, que es a lo que todo profesional quiere llegar.

Fotosíntesis

CONCEPTO

La vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en el medio terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica (imprescindible para la constitución de los seres vivos) partiendo de la luz y la materia inorgánica. Se estima que, cada año, los organismos fotosintetizadores fijan en forma de materia orgánica en torno a 100.000 millones de toneladas de carbono.

Etimológicamente fotosíntesis significa: síntesis con ayuda de la luz. La fotosíntesis es en esencia, un proceso de óxido reducción, en el que el carbono del CO 2 se reduce a carbono orgánico. Aunque en algunos microorganismos fotosintéticos el proceso es algo diferente, en las plantas consiste básicamente en la producción de una sustancia orgánica, (un glúcido sencillo - el adenosín trifosfato ATP la primera molécula en la que queda almacenada esa energía química) a partir de moléculas inorgánicas (el dióxido de carbono como sustrato a reducir y el agua como dador de electrones que se oxida) mediante el aprovechamiento de la energía lumínica (que queda almacenada como energía química dentro de la molécula sintetizada) y con desprendimiento de CO2. Con posterioridad, el ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad.

La fotosíntesis se puede representar con la formula mínima de los monosacáridos mediante la siguiente ecuación:

Luz

CO2 + H2O ? (CH20) + O2

En la fotosíntesis, se libera el oxígeno integrante de la molécula del agua y se almacena, por medio de una reacción de reducción, numerosos compuestos carbonatados que constituyen la materia viva. En sí, la fotosíntesis es un proceso de oxido – reducción, en que un donador de electrones, el agua, se oxida y, un aceptor, el anhídrido carbónico u otro aceptor adecuado que puede ser el nitrato o sulfato, se reduce. Esta es una propiedad característica que tienen los autótrofos, de asimilar CO2 atmosférico y convertir la energía luminosa en energía química.

La fotosíntesis es considerada como un proceso, en el cual se desarrollan tres fases:

1. La absorción de luz y retención de energía lumínica.

2. La conversión de energía lumínica en potencial químico.

3. La estabilización y almacenaje de potencial químico.

IMPORTANCIA DE LA FOTOSÍNTESIS

Las plantas son indispensables en nuestras vidas por la fotosíntesis. La fotosíntesis es el proceso por el cual las plantas y otros determinados organismos utilizan la energía solar para fabricar sus propios alimentos, transformando el dióxido de carbono y el agua en azúcares que almacenan energía química. Los animales y otros organismos, incapaces de fabricar sus propios alimentos, únicamente pueden sobrevivir obteniendo directa o indirectamente de las plantas.

La fotosíntesis sustenta la vida en la Tierra

La práctica totalidad de la vida en la tierra depende del agua y de la energía del sol. Sin embargo, únicamente las plantas, algas y bacterias fotosintéticas pueden utilizar estos ingredientes de forma directa para sobrevivir. Con luz solar, dióxido de carbono, agua y unos pocos minerales del suelo, un vegetal es capaz de fabricar su propio alimento, pero ningún animal puede vivir solo a base de estos ingredientes. Casi una cuarta parte del cerca de millón y medio de especies de organismos vivos conocidas son fotosintéticas.

Las plantas, bacterias y algas llevan a cabo casi el total de la fotosíntesis del planeta, lo que les otorga un lugar preponderante en la Biosfera. Las plantas son la principal fuente de fotosíntesis en la tierra, en tanto que las algas, junto con las bacterias fotosintéticas, contribuyen a la realización de la fotosíntesis en medios acuáticos.

La fotosíntesis sustenta la vida de tres formas:

1) Hoy día, los científicos creen que la fotosíntesis produce casi todo el oxígeno del mundo. Durante este proceso, los vegetales rompen las moléculas de agua (H2 O) y producen oxígeno (O2). La mayoría de los organismos, incluidos los vegetales y animales, necesitan oxigeno para liberar la energía almacenada en los alimentos.

2) La mayor parte de los organismos obtiene su energía directa o indirectamente de la fotosíntesis. Los animales y la mayoría de los organismos no fotosintéticos obtienen la energía alimentándose de vegetales o de otros organismos que han ingerido vegetales. En este sentido, los vegetales o cualquier otro organismo fotosintético es el origen de cualquier cadena alimenticia, una secuencia de transferencia alimenticia desde un organismo al siguiente que inicia con el organismo que produce el alimento. Los organismos fotosintéticos se conocen como productores primarios y se constituyen como la base de una cadena alimenticia. Los vegetales son los productores primarios de las terrestres en tanto que las algas y bacterias fotosintéticas lo son de las acuáticas.

3) Los azúcares producidos por la fotosíntesis son los bloques de construcción de la vida. Los vegetales producen azúcares y moléculas relacionadas mediante la fotosíntesis y los procesos derivados de ella, y posteriormente combinan estos productos con minerales del suelo para dar lugar a una amplia variedad de compuestos. Un vegetal utiliza estos compuestos para determinar sus características estructurales y fisiológicas. Al comer vegetales o animales que han comido vegetales, un animal recibe los compuestos producidos originariamente por la fotosíntesis, que a su vez emplea para generar su propia estructura.

RADIACIÓN FOTOSINTÉTICA ACTIVA.

Apenas 5% de la energía solar que alcanza la tierra puede ser convertida en carbohidratos a través de la fotosíntesis foliar debido a que la mayoría de la fracción de luz incidente es de onda muy corta o muy larga para ser absorbida por los pigmentos fotosintéticos.

De la radiación que llega a la tierra, el 44% se sitúan en la región de las radiaciones visibles que son utilizadas en la fotosíntesis. La radiación solar alcanza su máximo en verano (diciembre – enero) y su mínimo en invierno (junio – julio). Durante el día, la intensidad máxima de radiación solar ocurre en la proximidad del mediodía.

El sol funciona como un inmenso horno, en el cual el ión hidrógeno se funde produciendo helio y liberando una cantidad fantástica de energía en la forma de radiación electromagnética constituido de diferentes radiaciones, conforme al espectro electromagnético siguiente.

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La luz solar es aparentemente blanca pero es separada en diferentes colores de luz por el pasaje a través de un prisma.

La luz se propaga en forma de ondas. Estas ondas electromagnéticas incluyendo las luminosas tienen una longitud que es la distancia de un pico de onda a otro. La diferencia de color entre los rayos luminosos depende realmente de sus longitudes de onda. La energía que llevan es inversamente proporcional a la longitud de onda: a menor onda, mayor energía.

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El espectro electromagnético está constituido por ondas electromagnéticas de distinta frecuencia, v (o longitud de onda. X = 1/v), abarcando desde las ondas de mayor longitud y menor energía, como las ondas de radio y televisión, hasta las ondas de menor longitud y mayor energía, como los rayos gamma. La radiación luminosa ocupa una pequeña franja del espectro, que va desde los 400 a los 700 nm, y se sitúa entre las radiaciones ultravioletas (UV) y las infrarrojas (IR), y constituye la llamada radiación fotosintéticamente activa (PAR).

La radiación luminosa también se llama radiación visible (VIS) porque el ojo humano es un órgano sensible foto-detector que nos permite ver esa radiación. La luz blanca está constituida por la conjunción de todas las radiaciones luminosas de distinto color: luz violeta, azul, verde, amarilla, naranja y roja. La luz blanca se puede descomponer en todo el arco cromático de luces de color por difracción a través de un prisma cristalino. Un compuesto o sustancia con color absorbe la luz del color complementario a la luz del color que muestra, es decir, ese compuesto es del color de la luz no absorbida, que es la que vemos reflejada o transmitida.

EL PROCESO FOTOSINTÉTICO.

El proceso fotosintético abarca numerosos pasos que se agrupan en dos fases: la fase lumínica y la fase oscura.

FASE LUMÍNICA

Las

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