Fotosíntesis: Definición, proceso y ecuación

¿Qué es la fotosíntesis?

La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas utilizan la energía luminosa del sol para convertir el dióxido de carbono y el agua en azúcar. El subproducto o gas residual de este proceso es el oxígeno. El prefijo foto proviene de la palabra griega que significa luz. La palabra síntesis significa que algo se hace combinando cosas. Así, la palabra fotosíntesis significa «unir con la ayuda de la luz». La fotosíntesis sólo es capaz de convertir la energía de la luz con la ayuda del pigmento verde llamado clorofila que se almacena en los cloroplastos de las células vegetales.

¿Qué sucede durante la fotosíntesis?

Durante la fotosíntesis suceden varias cosas. Se divide en dos etapas, pero hay varias partes en cada etapa del proceso de fotosíntesis que condujo a la creación de alimento por parte de la planta. El proceso de dos etapas de la fotosíntesis lleva los reactivos agua, dióxido de carbono y luz solar a los cloroplastos, donde la clorofila convierte la energía luminosa del sol en energía que la planta puede utilizar. Luego, la planta usa esta energía para romper los enlaces de las moléculas de agua y dióxido de carbono, luego usa los átomos para construir moléculas de glucosa y oxígeno.

Proceso de fotosíntesis

Hay dos pasos en el proceso de fotosíntesis. Los reactivos de la fotosíntesis son agua, dióxido de carbono y luz solar. Los reactivos son similares a los ingredientes; son las materias primas necesarias para que se produzca la reacción química. En la etapa uno de la fotosíntesis, estos reactivos ingresan a las células de la planta y la clorofila de la planta absorbe la luz solar. La clorofila transforma la energía radiante del sol en energía química llamada NADPH y ATP. Parte de esta energía se usa para romper los enlaces de las moléculas de agua en átomos de hidrógeno y oxígeno, y parte de la energía se almacena para usarse en la etapa dos de la fotosíntesis. En la segunda etapa, la energía de la primera ayuda a romper los enlaces del dióxido de carbono. Luego, la planta utiliza los átomos individuales de hidrógeno y oxígeno del agua y los átomos individuales de carbono y oxígeno del dióxido de carbono para crear moléculas de glucosa. La glucosa es una forma de azúcar y es esencialmente alimento para la planta. Después de la formación de moléculas de glucosa, quedarán algunos átomos de oxígeno. El oxígeno sobrante se libera a la atmósfera como gas residual de la planta. La glucosa y el oxígeno son productos de la fotosíntesis. Se llaman productos porque son las sustancias que produjo la reacción química.

Ecuación de la fotosíntesis

Las acciones de la fotosíntesis se pueden modelar en una ecuación química. La ecuación de la fotosíntesis es 6H₂O + 6CO₂ → C₆H₁₂O₆ + 6O₂. En esta ecuación, cada grupo de letras y números es una fórmula química para una molécula. H₂O es la fórmula química del agua, CO₂ es la fórmula química del dióxido de carbono, C₆H₁₂O₆ es la fórmula química de la glucosa y O₂ es la fórmula química de una molécula de oxígeno. La ecuación también indica que se necesitan seis moléculas de agua y seis moléculas de dióxido de carbono para producir solo una molécula de glucosa. También muestra que junto con la molécula de glucosa se producen seis pares de oxígeno, también conocidos como moléculas de oxígeno. El agua y el dióxido de carbono, junto con la luz solar que no figura en la ecuación, son los reactivos. Estas son las sustancias que reaccionarán para formar los productos. La flecha que separa los reactivos y los productos significa «reaccionar para formar». Los reactivos reaccionan para formar productos, que en este caso son glucosa y oxígeno.

Donde ocurre la fotosíntesis

Dos etapas distintas tienen lugar en dos áreas diferentes del cloroplasto de una célula vegetal. El cloroplasto es un orgánulo exclusivo de las células vegetales. Las células animales no contienen cloroplastos. Los cloroplastos contienen una molécula de pigmento llamada clorofila. Una molécula de pigmento es aquella que tiene la capacidad de absorber la luz y el color. Este pigmento verde de la clorofila es lo que da a las plantas su color verde. En la primera etapa de la fotosíntesis, el agua y el dióxido de carbono ingresan a una célula vegetal y pasan al cloroplasto. Dentro del cloroplasto hay pilas de tilacoides llamados granum. En el granum es donde el pigmento fotosintético llamado clorofila absorbe la luz solar. Los fotones de la energía del sol se utilizan para romper los enlaces de las moléculas de agua en átomos de hidrógeno y oxígeno, y parte del oxígeno se libera de la planta a través de pequeñas aberturas en la superficie de sus hojas o tallo llamadas estoma. La primera etapa se llama etapa dependiente de la luz porque el proceso no puede ocurrir sin la absorción de la luz solar. En la segunda etapa, el proceso avanza hacia el estroma, un área abierta alrededor del granum. Es aquí donde la energía ATP de la etapa uno ayuda a romper los enlaces del dióxido de carbono y forma moléculas de glucosa. La segunda etapa se llama etapa independiente de la luz porque los materiales utilizados en esta etapa pueden completar sus actividades sin el uso de luz.

¿Qué produce la fotosíntesis?

El proceso de fotosíntesis produce glucosa y oxígeno. Las moléculas de oxígeno se liberan a través del estoma de la planta, pequeñas aberturas en la parte inferior de las hojas o en la parte exterior del tallo. La glucosa es una forma de azúcar y una fuente de energía. La glucosa es una molécula de energía química potencial, lo que significa que almacena energía química para su uso posterior. Para utilizar la energía almacenada en la glucosa, ésta debe descomponerse mediante el proceso de respiración celular. Durante este proceso, se forman nuevos productos y se libera energía en forma de energía química cinética que la planta u organismo que se ha comido la planta puede utilizar.

Fotosíntesis en otros organismos

Un autótrofo es un organismo que puede producir su propio alimento, mientras que un heterótrofo debe encontrar alimento para sobrevivir. Las plantas no son los únicos organismos autótrofos, es decir, las plantas no son los únicos organismos que se someten al proceso de fotosíntesis. Los protistas parecidos a plantas y algunas bacterias también utilizan el proceso de fotosíntesis para crear su propio alimento. Los protistas tienen orgánulos llamados plastidios que contienen una molécula de pigmento para ayudar en la absorción de la luz solar. Hay diferentes moléculas de pigmento que vienen en diferentes colores, razón por la cual las algas existen en muchos colores diferentes. Las cianobacterias son bacterias que contienen clorofila y utilizan los mismos reactivos y productos que las plantas para realizar la fotosíntesis. Algunas bacterias utilizan diferentes moléculas de pigmento para absorber la energía luminosa y así realizar el proceso de creación de alimentos. Las moléculas de pigmento utilizadas por las bacterias generalmente se denominan bacterioclorofila. Estos pigmentos están relacionados, pero no del todo iguales, con la verdadera clorofila que se encuentra en las plantas.

Resumen de la lección

La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas utilizan la energía luminosa del sol para convertir el dióxido de carbono y el agua en glucosa y oxígeno. La función de la clorofila, la molécula de pigmento en las células vegetales, es absorber la energía luminosa para utilizarla en la fotosíntesis. La clorofila está contenida en orgánulos de células vegetales llamados cloroplastos. Es en los cloroplastos donde parte de la energía de la luz solar durante la fotosíntesis se transforma en energía química almacenada en una molécula de azúcar, la fotosíntesis crea alimento para la planta. La tarea que realiza la fotosíntesis es reorganizar los átomos de dióxido de carbono y las moléculas de agua y ensamblarlos en moléculas de alimentos. Esta tarea se puede representar con la ecuación de la fotosíntesis:

6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

La ecuación muestra que el dióxido de carbono, el agua y la luz solar son los reactivos de la fotosíntesis. Los productos de la fotosíntesis son la glucosa y el oxígeno. La ecuación también muestra que una ronda de fotosíntesis requiere que se unan seis moléculas de dióxido de carbono y seis moléculas de agua para crear moléculas de alimento. La molécula del alimento es la glucosa. Las moléculas de oxígeno son el gas residual de la planta.

Las plantas no son los únicos organismos que realizan la fotosíntesis. Algunos protistas, como las algas, y algunos tipos de bacterias también producen su propio alimento mediante el proceso de fotosíntesis.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador