La fotosíntesis es un proceso por el cual las plantas verdes convierten a energía potencial de compuestos de carbono reducidos, desprendiendo simultáneamente oxigeno molecular. Este proceso es indudablemente, el proceso más importante sobre la tierra, pues suministra directa o indirectamente las substancias nutritivas esenciales para la mayoría de las formas de vida. La fotosíntesis, consiste en la reducción de C02 atmosférico por medio de los protones del agua obtenidos con la energía proveniente del sol. Así la planta almacena energía electromagnética como energía potencial en los compuestos orgánicos.
Los compuestos carbonados ricos en energía, obtenidos de esta manera, son usados después como fuente de energía por la propia planta y por otros organismos que son incapaces de fabricar sus propios alimentos, pero que si pueden aprovechar la materia vegetal.
El organismo vegetal ha desarrollado un sistema para capturar un fotón de luz y utilizar la energía para elevar el nivel energético de un electrón determinado que posteriormente regresa a su nivel basal; cuando esto sucede, el exceso de energía es liberada en diferentes formas.
Los organismos fotosintéticos atrapan la luz solar formando ATP y NADH, que utilizan como fuente de energía para formar lúcidos y otros componentes orgánicos a partir de bióxido de carbono y agua de forma simultánea liberan oxigeno molecular. El bióxido de carbono formado en la respiración de los heterótrofos regresa a la atmósfera para volver a ser utilizado por los organismos fotosintéticos. De este modo la energía solar proporciona la fuerza motriz para la circulación continua del bióxido de carbono y oxigeno molecular atmosféricos a través de la biosfera y proporciona los substratos reducidos (combustible).
La evolución de la vida vegetal ha logrado a través de mecanismos bioquímicos, desviar del retorno del electrón a su nivel primitivo y utilizar el exceso de energía para sintetizar carbohidratos. Las plantas superiores contienen también un complemento de enzima, semejante a los de la levadura, que son capaces de convertir la glucosa en alcohol etílico y bióxido de carbono. Esta conversión, se produce cuando las plantas están privadas de oxigeno. Permanecen vivas durante periodos variables de tiempo que dependen del tipo de planta, el grado de crecimiento. Etc.
En estas condiciones invariablemente producen bióxido de carbono y forma alcohol etílico en sus tejidos. Un gran número de productos intermedios o fragmentos carbohidratos se producen en el proceso principal de oxidación (respiración aeróbica) de la glucosa a bióxido de carbono y agua, en el proceso alternativo, fermentación alcohólica (respiración anaerobia). Muchos de estos productos intermedios se pueden emplear como componentes para la formación de la variedad de compuestos orgánicos que se encuentran en la planta. Algunos de los pasos de dos tipos de respiración son pasos que producen energía e indudablemente suministran, mediante transferencias, la energía que se necesita para la síntesis de nuevos compuestos. Todos los compuestos de carbono de la planta pueden sintetizarse comenzando con glucosa, fructosa o sacarosa; esto se demuestra por la facilidad con que tejidos vegetales cortados se pueden cultivar en una solución en la que uno de estos azúcares sirve como única fuente de carbono.
La capacidad de capturar el fotón y convertir la en energía luminosa en energía química es propiedad exclusiva de las plantas verdes.
Las substancias que absorben la energía radiante, que incide en la planta, es la clorofila. Una molécula de clorofila se compone de una cabeza y una cola. La cabeza contiene cuatro anillos de carbono nitrógeno unidos formando un anillo mayor en el centro de este anillo hay un átomo de magnesio y tiene un pigmento color verde con estructuras policiclicas planas. La cola es una cadena de carbonos enlazados unidos a la cabeza.
En todos los casos la fotosíntesis esta asociada con corpúsculos verdes aislados, llamados cloroplastos, que están suspendidos en el citoplasma de la célula. Es posible romper la célula de la hoja en varias fracciones triturándolas con una solución amortiguadora.
Este tratamiento rompe los cloroplastos en fragmentos más pequeños llamados grana. Se recuperan tres fracciones principales: A) el citoplasma, una solución transparente de color café rojizo, B)los grana sólidos (verde) y C)las paredes celulares mezcladas con células integras.
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