LA FOTOSINTESIS
Podemos decir que la fotosíntesis es el proceso que mantiene la vida en nuestro planeta. Las plantas terrestres, las algas de aguas dulces, marinas o las que habitan en los océanos realizan este proceso de transformación de la materia inorgánica en materia orgánica y al mismo tiempo convierten la energía solar en energía química. Todos los organismos heterótrofos dependen de estas conversiones energéticas y de materia para su subsistencia. Y esto no es todo, los organismos fotosintéticos eliminan oxígeno al ambiente, del cual también depende la mayoría de los seres vivos de este planeta
Como sabemos, los seres vivos autótrofos (aquellos capaces de producir su propio alimento) se encuentran en la base de toda cadena alimentaria. Esto significa que el proceso por el cual estos seres producen su propio alimento es fundamental para todo el resto de los seres vivos. Este proceso es llamado fotosíntesis (foto = luz, síntesis= construcción) y consiste básicamente en la elaboración de moléculas orgánicas, principalmente glucosa, aprovechando la energía de la luz solar, dióxido de carbono y agua. La fotosíntesis se lleva a cabo en un tipo especial de organela, los cloroplastos, que se encuentran presentes en algunas células de las plantas y de las algas, o sea en el interior de las células eucariotas autótrofas. Pero este tipo de organismos no son los únicos capaces de llevar a cabo la fotosíntesis, también existen algunas bacterias capaces de hacerlo. En este caso no se lleva a cabo dentro de los cloroplastos dado que las bacterias son seres unicelulares procariotas, o sea que no tienen organelas.
Generalidades de la fotosíntesis:
En algas eucarióticas y en plantas, la fotosíntesis se da en un orgánulo especializado, llamado cloroplasto, y que se encuentra delimitado por dos membranas que lo separan del citoplasma circundante. En el interior hay una fase acuosa con un alto contenido de proteínas e hidratos de carbono (estroma del cloroplasto), y una serie de membranas, los tilacoides, que contienen pigmentos fotosintéticos y proteínas, empleados en la captación de la energía de la luz. De estos pigmentos, el principal es la clorofila, con su característico color verde, y de la cual existen varios tipos, las bacterioclorofilas y las clorofilas, a, b, c, y d.
También hay otros pigmentos, los carotenoides (carotenos y xantofilas) de color amarillo o anaranjado, desempeñan un papel auxiliar en la captación de luz, y un papel protector.
En las cianobacterias (no tienen cloroplastos), los carotenoides son sustituidos por otros pigmentos, la ficobilinas, cuya naturaleza química es diferente de las anteriores.
En las plantas vasculares, el mayor número de cloroplastos está dentro de las células del mesófilo de las hojas, y esto es lo que les proporciona el color verde.
La fotosíntesis consiste en los siguientes procesos:
· El dióxido de carbono (CO2 ) es absorbido por los estamos de las hojas, y junto con el agua (H2O), que es absorbida por las raíces, llegan a los cloroplastos, donde con ayuda de la energía de la luz se produce la glucosa (C6 H12 O6).
· Durante esta reacción se produce oxígeno (O2), que es emitido al aire o al agua y es utilizado para la respiración de otros seres vivos. la fórmula sencilla de la reacción química es la siguiente:
6 CO2 + 12 H2O + energía de la luz = C6 H12 06 + 6 O2 + 6 H2O
Esto significa que se usan 6 moléculas de dióxido de carbono (CO2) más 12 moléculas de agua (H2O) más energía de la luz para producir una molécula de glucosa (C6 H12 O6) más 6 de oxígeno (O2) y quedan6moléculos de agua (H2O).
· A partir de la glucosa (C6 H12 O6) un azúcar muy común en las frutas, se producen la sacarosa, el almidón, la celulosa, la lignina o madera y otros compuestos, que son la base de los alimentos para las plantas mismas y para los herbívoros.
Mediante el proceso de la fotosíntesis la energía solar es acumulada en forma de compuestos químicos, que al ser consumidos por los seres vivos liberan esa energía y sirven para mantener los procesos vitales en las células (calor, movimiento, etc.).
De la fotosíntesis depende la alimentación de todos los seres vivos sobre la Tierra, incluido el hombre, en forma directa (herbívoros) o indirecta (carnívoros, carroñeros, detritívoros, etc.). Sin plantas verdes no sería posible la existencia ni de los animales ni de los seres humanos. Es más, las fuentes de energía orgánica (carbón, petróleo, gas natural y leña) no son otra cosa que energía solar acumulada y liberada en los procesos de combustión, mediante la cual se mueve en gran parte la sociedad moderna (vehículos, cocinas, fábricas, etc.).
Es por esto que el proceso final de combustión de estas fuentes de energía orgánica produce agua y dióxido de carbono. Cuando la combustión es imperfecta o los combustibles orgánicos contienen impurezas la combustión, como la de los motores, produce elementos contaminantes, que pueden afectar al ambiente y a la salud de las personas.
Fases de la fotosíntesis:
La fotosíntesis se divide en dos fases: 1ª) transcurre en los tilacoides, donde se capta la energía de la luz y es almacenada en dos moléculas orgánicas sencillas ATP y NADPH. 2ª) ocurre en el estroma, y las dos moléculas producidas en la fase anterior son empleadas en la asimilación del CO2 atmosférico, produciendo hidratos de carbono, e indirectamente, el resto de las moléculas orgánicas que componen a los seres vivos (aminoácidos, nucleótidos, lípidos, etc).
Antiguamente se llamaba fase luminosa a la primera, y fase oscura a la segunda. La denominación de la segunda fase era incorrecta, porque se da solamente en presencia de luz.
Otra denominación con la que se las conoce es: fase fotoquímica o reacción de Hill, y fase de fijación del dióxido de carbono o ciclo de Calvin. En la primera fase, la energía de la luz captada por los pigmentos fotosintéticos unidos a proteínas y organizados en los fotosistemas, producen la descomposición del agua, liberando electrones que circulan a través de moléculas transportadoras hasta llegar a un aceptor final (NADP+) , que media en la transformación del CO2 en materia orgánica. Este proceso luminoso se conjuga con la formación de moléculas intercambiadoras de energía en las células (ATP). Para la fijación del CO2 es necesaria también la formación de ATP.
El CO2 es uno de los componentes del aire atmosférico menores. Que puede reflejar la radiación de onda larga que proviene de la tierra (el principal agente reflector de esa radiación es el vapor de agua).
COMO HACER EVIDENTE LA FOTOSINTESIS EN LAS PLANTAS
Una forma de hacer evidente que las plantas realizan la fotosíntesis es que si a una planta (cualquiera) la encierras en un cuarto totalmente oscuro sin ningún tipo de luz muere. ¿Por qué? Porque al no recibir luz del sol no puede realizar la fotosíntesis.
Con tu planta germinada colocala en un lugar totalmente oscuro y anota las observaciones que hagas sobre la forma en que reacciona la planta.
LA RESPIRACION EN LAS PLANTAS
¿Las plantas respiran? Yes and no… Breathing and respiring are two different things. Sí. La respiración de vegetales y respiración en animales son dos cosas diferentes. Mammals, including humans, breathe by using muscles to pull air into the lungs and push it out, which brings oxygen to the blood and gets rid of carbon dioxide. Los mamíferos, incluidos los humanos, respiran utilizando los músculos para tirar de aire a los pulmones y empuje hacia fuera, que lleva oxígeno a la sangre y se deshace de dióxido de carbono. The blood takes the breathed-in oxygen round the body, where it is used by the cells, and takes waste carbon dioxide back to the lungs, where it is breathed out. La sangre conduce por el cuerpo la ronda de oxígeno que se respira, donde es utilizado por las células, y tiene residuos de dióxido de carbono a los pulmones, donde es exhalado.
The process of cells using oxygen and getting rid of carbon dioxide is called respiration. El proceso de las células que utilizan oxígeno y para eliminar el dióxido de carbono se llama respiración. Plants have very small holes on the underneath of leaves, called stomata, which let the carbon dioxide and oxygen in and out in a process called diffusion. Las plantas tienen agujeros muy pequeños en la parte de debajo de las hojas, llamadas estomas, que permiten absorber el dióxido de carbono y el oxígeno en un proceso llamado difusión.
Plant cells respire as well, using oxygen and getting rid of carbon dioxide. Las células vegetales respiran, así, al usar oxígeno y eliminar dióxido de carbono. Plants also use carbon dioxide when they make food from the sun's energy and this makes oxygen – this is called photosynthesis. Las plantas también usan el dióxido de carbono cuando se hacen los alimentos utilizando la energía del sol y esto hace que se libere el oxígeno - esto se llama fotosíntesis. During the day, the plant cells photosynthesise more than they respire, so they get rid of more oxygen than carbon dioxide. Durante el día, las células de las plantas realizan la fotosíntesis más de lo que respiran, por lo que se deshacen de más oxígeno que de dióxido de carbono.
During the night, the plant cells respire more than they photosynthesise, so they get rid of more carbon dioxide than oxygen. Durante la noche, las células de las plantas respiran más de lo que realizan la fotosíntesis, por lo que se deshacen de más dióxido de carbono que de oxígeno. People used to think that they should not keep plants in bedrooms at night in case the plants used up all the oxygen, but the amount used is too small to make any difference. La gente solía pensar que no deben mantener las plantas en las habitaciones por la noche pues las plantas utilizan todo el oxígeno, pero se ha comprobado que la cantidad utilizada es demasiado pequeña para hacer alguna diferencia.
¿Se requiere la luz del sol por parte de la planta para producir alimentos? La energía luminosa es la "fuerza" que integra la materia prima (los átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno), así como en las moléculas sintetizadas de hidratos de carbono durante el proceso llamado fotosíntesis. La investigación sobre la naturaleza exacta de la fotosíntesis ha sido difícil y todavía no se comprende el proceso completo. Sabemos que más energía a los átomos en el enlace con la molécula de hidratos de carbono se obtiene del dióxido de carbono o bien del agua siendo estas las materias primas. La fotosíntesis es sin duda un notable proceso que es esencial para el primer eslabón de todas las cadenas de alimentos y esencial para la vida tal como la conocemos en este planeta. La comida no es la luz solar, pero la comida se puede decir que se forma por la energía solar.
El oxígeno debe ser absorbido por todas las células vivas en todas las plantas y los animales. Este proceso de mantenimiento de la vida se llama respiración. Los seres humanos mecánicamente mueven el aire dentro y fuera de los órganos respiratorios llamados pulmones durante un proceso llamado respiración. Cuando respiramos, el oxígeno y el dióxido de carbono son intercambiados entre los pulmones y los vasos sanguíneos. La sangre transporta el oxígeno a todas las células vivas del cuerpo y, a raíz de la respiración celular, el dióxido de carbono producido es transportado de vuelta a los pulmones y exhalado. Las plantas también respiran en el nivel celular como los seres humanos y el intercambio de gases entre sus células del cuerpo y el entorno externo, aunque carecen de órganos respiratorios especiales. Salen gases difusos a través diversas superficies del tejido y en particular a través de los estomas de las hojas. En la conocida ecuación de la fotosíntesis se muestra a continuación, como las plantas toman agua y dióxido de carbono y producen los alimentos (hidratos de carbono) y el oxígeno, algunos de los cuales se liberan en el medio ambiente.
Luz solar + 6 CO 2 + 12 H 2 O = C 6 H 12 O 6 (glucosa) + 6 H 2 O + 6 O 2
(Tenga en cuenta que de acuerdo a la ecuación, para cada una molécula de dióxido de carbono que se utiliza para hacer hidratos de carbono, se produce una molécula de oxígeno gaseoso.)
COMO HACER EVIDENTE LA RESPIRACIÓN EN LAS PLANTAS
Encierra tu planta de frijol en una bolsa plástica o en un frasco mas grande, séllalos de tal manera que no ingrese el oxigeno y observa después de unas horas que es lo que ocurre. Registra en el desarrollo del proyecto que fue lo que ocurrió.
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