Plantas y fotosíntesis
Las plantas son un elemento hermoso y esencial del ecosistema de nuestra tierra. Sin ellos, nosotros y otros animales no podríamos existir. La razón de esto es la fotosíntesis. La fotosíntesis , el proceso de capturar la energía de la luz y almacenarla en carbohidratos, crea dos de los requisitos para la vida animal: alimento y oxígeno. Los fotosistemas son las estructuras proteicas de los cloroplastos vegetales que absorben la energía luminosa.
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Respire profundamente ese maravilloso oxígeno producido por las plantas. Ahora prepárate: las reacciones de la fotosíntesis son conocidas por ser complicadas y confusas. Para ayudar a que el proceso sea un poco más fácil, confiaremos mucho en este diagrama. Nos centraremos en los pasos numerados. Tómate un segundo para mirarlo antes de continuar.
Fotosistemas
Bueno. ¿Tienes el diagrama en mente? Vamos a empezar desde el principio. Un fotosistema es un complejo de proteínas , un grupo de dos o más proteínas, que es esencial para la fotoquímica de la fotosíntesis. En particular, lleva a cabo la absorción de fotones de luz y la transferencia de electrones ( e- en nuestro diagrama). Hay dos fotosistemas, Photosystem I y Photosystem II . El fotosistema II es el primero en el proceso de reacciones de la fotosíntesis dependientes de la luz, pero tiene un ‘II’ después de su nombre porque fue descubierto en segundo lugar. Los fotosistemas se encuentran en la membrana tilacoide del cloroplasto en plantas y algas y en la membrana celular de bacterias fotosintéticas.
Centros de reacción y transferencia de electrones
El centro de reacción es un complejo de proteínas y pigmentos (como la clorofila) que es el centro funcional del fotosistema. Las reacciones lumínicas de la fotosíntesis comienzan cuando un fotón, o un pequeño haz de luz, de la longitud de onda correcta, golpea el pigmento en el Fotosistema II. El fotón excita un electrón, elevándolo a un nivel de energía más alto. Este es un estado muy inestable para el electrón; su tendencia natural es volver a bajar a su nivel de energía anterior. El cloroplasto se aprovecha de esto, pasando el electrón de molécula a molécula por la cadena de transporte de electrones.(Número 2 en el diagrama). Cada paso de la cadena de transporte de electrones libera un poco de energía del electrón hasta que vuelve a su estado feliz y estable. Veremos por qué el cloroplasto hace esto en un momento. Para que las reacciones de luz continúen, el electrón que pasó a la cadena de transporte de electrones debe ser reemplazado, de lo contrario, el pigmento en el centro de reacción eventualmente se quedaría sin electrones. El electrón se recupera rompiendo una molécula de agua, liberando el oxígeno que respiramos como subproducto. Un proceso similar ocurre en el Fotosistema I. Un pigmento en el centro de reacción absorbe un fotón, que excita un electrón. En este caso, sin embargo, el electrón no se envía por una cadena de transporte de electrones, sino que se transfiere al aceptor de electrones NADP, creando NADPH. El NADPH se usa más tarde en las reacciones de fotosíntesis independientes de la luz para crear carbohidratos como la glucosa. Esta es la comida que comemos. Volvamos brevemente a la cadena de transporte de electrones y analicemos su función en el cloroplasto. Aunque las reacciones en el Fotosistema II y el Fotosistema I ocurren simultáneamente, se dice que el Fotosistema II ocurre primero en el proceso. Esto se debe a que el electrón del Fotosistema II, el que se movió hacia abajo en la cadena de transporte de electrones, es el electrón que rellena el Fotosistema I. Como antes, el electrón que está excitado en el Fotosistema I necesita ser reemplazado, o el sistema eventualmente se agotará. de electrones y se detiene. Hay una segunda función para la cadena de transporte de electrones. Mencionamos que cuando el electrón se transfiere de una molécula a otra, libera un poco su energía en cada paso. Esta energía se utiliza para crear ATP. Al igual que NADPH, el ATP se utilizará más adelante para crear glucosa.
Resumen de la lección
Las plantas son esenciales para la supervivencia de los humanos y otros animales en nuestro planeta. Esto se debe a que, a través del proceso de fotosíntesis , crean dos de los productos esenciales para la vida animal: alimento y oxígeno. Los fotosistemas son los centros funcionales de la fotosíntesis. Los pigmentos, como la clorofila, en los fotosistemas absorben la energía luminosa, que excita los electrones. Estos electrones se transfieren a moléculas que aceptan electrones y finalmente producen ATP y NADPH. El ATP y el NADPH se utilizan en las reacciones de fotosíntesis independientes de la luz para crear carbohidratos, que son una fuente de energía tanto para las plantas como para los animales. Los electrones que se transmiten deben reemplazarse para que el proceso pueda continuar. Esto se hace rompiendo una molécula de agua, produciendo el oxígeno que respiramos como subproducto.