Información

5.1.1: Descripción general de la fotosíntesis: biología

5.1.1: Descripción general de la fotosíntesis: biología


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Todos los organismos vivos de la tierra constan de una o más células. Cada célula funciona con la energía química que se encuentra principalmente en las moléculas de carbohidratos (alimentos), y la mayoría de estas moléculas se producen mediante un proceso: la fotosíntesis. A través de la fotosíntesis, ciertos organismos convierten la energía solar (luz solar) en energía química, que luego se usa para construir moléculas de carbohidratos. La energía utilizada para mantener unidas estas moléculas se libera cuando un organismo descompone los alimentos. Luego, las células usan esta energía para realizar un trabajo, como la respiración celular.

La energía que se aprovecha de la fotosíntesis ingresa a los ecosistemas de nuestro planeta de forma continua y se transfiere de un organismo a otro. Por lo tanto, directa o indirectamente, el proceso de fotosíntesis proporciona la mayor parte de la energía requerida por los seres vivos en la tierra. La fotosíntesis también da como resultado la liberación de oxígeno a la atmósfera. En resumen, para comer y respirar, los seres humanos dependen casi por completo de los organismos que realizan la fotosíntesis.

CONCEPTO EN ACCIÓN

Haga clic en el siguiente enlace para obtener más información sobre la fotosíntesis.

Dependencia solar y producción de alimentos

Algunos organismos pueden realizar la fotosíntesis, mientras que otros no. Un autótrofo es un organismo que puede producir su propio alimento. Las raíces griegas de la palabra autótrofo significa "yo" (auto) "Alimentador" (trofeo). Las plantas son los autótrofos más conocidos, pero existen otros, incluidos ciertos tipos de bacterias y algas (Figura 5.1.1). Las algas oceánicas aportan enormes cantidades de alimento y oxígeno a las cadenas alimentarias mundiales. Las plantas también son fotoautótrofas, un tipo de autótrofo que utiliza la luz solar y el carbono del dióxido de carbono para sintetizar energía química en forma de carbohidratos. Todos los organismos que realizan la fotosíntesis requieren luz solar.

Los heterótrofos son organismos incapaces de realizar la fotosíntesis que, por tanto, deben obtener energía y carbono de los alimentos consumiendo otros organismos. Las raíces griegas de la palabra heterótrofo significa "otro" (hetero) "Alimentador" (trofeo), lo que significa que su alimento proviene de otros organismos. Incluso si el organismo alimenticio es otro animal, este alimento tiene sus orígenes en los autótrofos y el proceso de fotosíntesis. Los seres humanos son heterótrofos, como todos los animales. Los heterótrofos dependen de los autótrofos, ya sea directa o indirectamente. Los ciervos y los lobos son heterótrofos. Un ciervo obtiene energía comiendo plantas. Un lobo que se come a un ciervo obtiene energía que originalmente proviene de las plantas que comió ese ciervo. La energía de la planta proviene de la fotosíntesis y, por lo tanto, es la única autótrofa en este ejemplo (Figura 5.1.2). Usando este razonamiento, todos los alimentos ingeridos por los humanos también se vinculan con los autótrofos que llevan a cabo la fotosíntesis.

BIOLOGÍA EN ACCIÓN: Fotosíntesis en el supermercado

Las principales tiendas de comestibles de los Estados Unidos están organizadas en departamentos, como lácteos, carnes, frutas y verduras, pan, cereales, etc. Cada pasillo contiene cientos, si no miles, de productos diferentes para que los clientes los compren y consuman (Figura 5.1.3).

Aunque hay una gran variedad, cada elemento se vincula con la fotosíntesis. Las carnes y los productos lácteos se vinculan con la fotosíntesis porque los animales fueron alimentados con alimentos de origen vegetal. Los panes, cereales y pastas provienen en gran parte de los granos, que son las semillas de las plantas fotosintéticas. ¿Qué pasa con los postres y las bebidas? Todos estos productos contienen azúcar, la molécula de carbohidrato básica que se produce directamente a partir de la fotosíntesis. La conexión de la fotosíntesis se aplica a cada comida y a cada alimento que consume una persona.

Estructuras principales y resumen de la fotosíntesis

La fotosíntesis requiere luz solar, dióxido de carbono y agua como reactivos iniciales (Figura 5.1.4). Una vez que se completa el proceso, la fotosíntesis libera oxígeno y produce moléculas de carbohidratos, más comúnmente glucosa. Estas moléculas de azúcar contienen la energía que los seres vivos necesitan para sobrevivir.

Las complejas reacciones de la fotosíntesis se pueden resumir mediante la ecuación química que se muestra en la Figura 5.1.5.

Aunque la ecuación parece simple, los muchos pasos que tienen lugar durante la fotosíntesis son en realidad bastante complejos, ya que la reacción que resume la respiración celular representó muchas reacciones individuales. Antes de conocer los detalles de cómo los fotoautótrofos convierten la luz solar en alimento, es importante familiarizarse con las estructuras físicas involucradas.

En las plantas, la fotosíntesis tiene lugar principalmente en las hojas, que constan de muchas capas de células y tienen lados superior e inferior diferenciados. El proceso de fotosíntesis no ocurre en las capas superficiales de la hoja, sino en una capa intermedia llamada mesófilo (Figura 5.1.6). El intercambio de gases de dióxido de carbono y oxígeno se produce a través de pequeñas aberturas reguladas llamadas estomas.

En todos los eucariotas autótrofos, la fotosíntesis tiene lugar dentro de un orgánulo llamado cloroplasto. En las plantas, existen células que contienen cloroplasto en el mesófilo. Los cloroplastos tienen una membrana doble (interna y externa). Dentro del cloroplasto hay una tercera membrana que forma estructuras apiladas en forma de disco llamadas tilacoides. Incrustadas en la membrana tilacoide hay moléculas de clorofila, un pigmento (una molécula que absorbe la luz) a través del cual comienza todo el proceso de fotosíntesis. La clorofila es responsable del color verde de las plantas. La membrana tilacoide encierra un espacio interno llamado espacio tilacoide. Otros tipos de pigmentos también participan en la fotosíntesis, pero la clorofila es, con mucho, el más importante. Como se muestra en la Figura 5.1.6, una pila de tilacoides se llama granum, y el espacio que rodea al granum se llama estroma (que no debe confundirse con los estomas, las aberturas de las hojas).

CONEXIÓN DE ARTE

En un día caluroso y seco, las plantas cierran sus estomas para conservar agua. ¿Qué impacto tendrá esto en la fotosíntesis?

Las dos partes de la fotosíntesis

La fotosíntesis tiene lugar en dos etapas: las reacciones dependientes de la luz y el ciclo de Calvin. En las reacciones dependientes de la luz, que tienen lugar en la membrana tilacoide, la clorofila absorbe energía de la luz solar y luego la convierte en energía química con el uso de agua. Las reacciones dependientes de la luz liberan oxígeno de la hidrólisis del agua como subproducto. En el ciclo de Calvin, que tiene lugar en el estroma, la energía química derivada de las reacciones dependientes de la luz impulsa tanto la captura de carbono en las moléculas de dióxido de carbono como el posterior ensamblaje de las moléculas de azúcar. Las dos reacciones utilizan moléculas portadoras para transportar la energía de una a otra. Los portadores que mueven la energía de las reacciones dependientes de la luz a las reacciones del ciclo de Calvin pueden considerarse "llenos" porque traen energía. Después de que se libera la energía, los portadores de energía "vacíos" regresan a las reacciones dependientes de la luz para obtener más energía.

Resumen

El proceso de fotosíntesis transformó la vida en la tierra. Al aprovechar la energía del sol, la fotosíntesis permitió a los seres vivos acceder a enormes cantidades de energía. Gracias a la fotosíntesis, los seres vivos obtuvieron acceso a suficiente energía, lo que les permitió desarrollar nuevas estructuras y lograr la biodiversidad que es evidente hoy.

Solo ciertos organismos, llamados autótrofos, pueden realizar la fotosíntesis; requieren la presencia de clorofila, un pigmento especializado que puede absorber la luz y convertir la energía luminosa en energía química. La fotosíntesis usa dióxido de carbono y agua para ensamblar moléculas de carbohidratos (generalmente glucosa) y libera oxígeno al aire. Los autótrofos eucariotas, como las plantas y las algas, tienen orgánulos llamados cloroplastos en los que tiene lugar la fotosíntesis.

Conexiones de arte

Figura 5.1.6 En un día caluroso y seco, las plantas cierran sus estomas para conservar agua. ¿Qué impacto tendrá esto en la fotosíntesis?

Los niveles de dióxido de carbono (un reactivo) descenderán y los niveles de oxígeno (un producto) aumentarán. Como resultado, la tasa de fotosíntesis se ralentizará.

Glosario

autótrofo
un organismo capaz de producir su propio alimento
clorofila
el pigmento verde que captura la energía luminosa que impulsa las reacciones de la fotosíntesis
cloroplasto
el orgánulo donde tiene lugar la fotosíntesis
granum
una pila de tilacoides ubicada dentro de un cloroplasto
heterótrofo
un organismo que consume otros organismos como alimento
reacción dependiente de la luz
la primera etapa de la fotosíntesis donde la luz visible se absorbe para formar dos moléculas portadoras de energía (ATP y NADPH)
mesófilo
la capa intermedia de células en una hoja
fotoautótrofo
un organismo capaz de sintetizar sus propias moléculas de alimentos (almacenar energía), utilizando la energía de la luz
pigmento
una molécula que es capaz de absorber energía luminosa
estoma
la apertura que regula el intercambio de gases y la regulación del agua entre las hojas y el medio ambiente; plural: estomas
estroma
el espacio lleno de líquido que rodea al grana dentro de un cloroplasto donde tienen lugar las reacciones de la fotosíntesis del ciclo de Calvin
tilacoide
una estructura membranosa en forma de disco dentro de un cloroplasto donde tienen lugar las reacciones de fotosíntesis dependientes de la luz utilizando clorofila incrustada en las membranas


Ver el vídeo: Photosynthesis: Crash Course Biology #8 (Febrero 2023).