donde se captura la energia del sol fotosintesis?
El proceso mediante la cual se captura la energía solar o lumínica para quedar transformada en energía química se llama Fotosíntesis.
La energía queda almacenada en los diferentes compuestos orgánicos(carbohidratos como Almidones, Sacarosa, Glucosa, Fructosa, etc) que el vegetal sintetiza mediante este proceso.
A nivel celular los compuestos orgánicos son almacenados en forma de Amiloplastos(leucoplastos incoloros que almacenan gránulos de Almidón).
El proceso metabólico que utilizan los seres vivos para liberar energía de los alimentos emplenado O2 atmosférico se llama Respiración celular aerobia y se realiza en el interior de las Mitocondrias.
Mediante el O2 atmosférico, las Mitocondrias fijan el O2 y lo emplena en la Combustión biológica de los alimentos ingeridos libernado energía química en forma de ATP.
En Cadenas y Redes Tróficas de los diferentes Ecosistemas el Flujo de la energía describe una trayectoria Unidireccional, es decir, en una misma dirección y sentido, a diferencia de la Materia que describe una ruta Cíclica.
Dado que las cadenas alimentarias están formadas por la interacción de 3 eslabones tróficos(Productores, Conusmidores y Descoponedores), la energía química producida y almacenada en los alimentos orgánicos sintetizada por los Productores mediante la Fotosíntesis es Consumida por los diferentes Consumidores y Descompuesta por los Descomponedores en forma Unidireccional, cad vez que un ser vivo ingiere el alimento orgánico de otro ser vivo los alimentos fabricados por el ser vivo ingerido sirven como base alimenticia para el otro de tal manera que la energía química almacenada en ellos es utilizada por otros seres vivos. Esta energía química se incorpora en forma de paquetes energéticos hasat ser utilizada por los Descomponedores(último eslabón trófico en actuar), de tal manera que en su trayecto desde que es producida hasta ser descompuesta describe una Trayectoria Unidireccional, a diferencia del Ciclo de la materia que describe una trayectoria Cíclica, es decir, es nuévamente reutilizada por los Productores para originar nuevas cadenas alimentarias.
La primera etapa de la fotosíntesis es la absorción de luz por los pigmentos. La clorofila es el más importante de éstos, y es esencial para el proceso. Captura la luz de las regiones violeta y roja del espectro y la transforma en energía química mediante una serie de reacciones. Los distintos tipos de clorofila y otros pigmentos, llamados carotenoides y ficobilinas, absorben longitudes de onda luminosas algo distintas y transfieren la energía a la clorofila A, que termina el proceso de transformación. Estos pigmentos accesorios amplían el espectro de energía luminosa que aprovecha la fotosíntesis.
La fotosíntesis tiene lugar dentro de las células, en orgánulos llamados cloroplastos que contienen las clorofilas y otros compuestos, en especial enzimas, necesarios para realizar las distintas reacciones. Estos compuestos están organizados en unidades de cloroplastos llamadas tilacoides; en el interior de éstos, los pigmentos se disponen en subunidades llamadas fotosistemas. Cuando los pigmentos absorben luz, sus electrones ocupan niveles energéticos más altos, y transfieren la energía a un tipo especial de clorofila llamado centro de reacción.
En la actualidad se conocen dos fotosistemas, llamados I y II. La energía luminosa es atrapada primero en el fotosistema II, y los electrones cargados de energía saltan a un receptor de electrones; el hueco que dejan es reemplazado en el fotosistema II por electrones procedentes de moléculas de agua, reacción que va acompañada de liberación de oxígeno. Los electrones energéticos recorren una cadena de transporte de electrones que los conduce al fotosistema I, y en el curso de este fenómeno se genera un trifosfato de adenosina o ATP, rico en energía. La luz absorbida por el fotosistema I pasa a continuación a su centro de reacción, y los electrones energéticos saltan a su aceptor de electrones. Otra cadena de transporte los conduce para que transfieran la energía a la coenzima dinucleotido fosfato de nicotinamida y adenina o NADP que, como consecuencia, se reduce a NADPH2. Los electrones perdidos por el fotosistema I son sustituidos por los enviados por la cadena de transporte de electrones del fotosistema II. La reacción en presencia de luz termina con el almacenamiento de la energía producida en forma de ATP y NADPH2.
3 REACCIÓN EN LA OSCURIDAD
La reacción en la oscuridad tiene lugar en el estroma o matriz de los cloroplastos, donde la energía almacenada en forma de ATP y NADPH2 se usa para reducir el dióxido de carbono a carbono orgánico. Esta función se lleva a cabo mediante una serie de reacciones llamada ciclo de Calvin, activadas por la energía de ATP y NADPH2. Cada vez que se recorre el ciclo entra una molécula de dióxido de carbono, que inicialmente se combina con un azúcar de cinco carbonos llamado ribulosa 1,5-difosfato para formar dos moléculas de un compuesto de tres carbonos llamado 3-fosfoglicerato. Tres recorridos del ciclo, en cada uno de los cuales se consume una molécula de dióxido de carbono, dos de NADPH2 y tres de ATP, rinden una molécula con tres carbonos llamada gliceraldehído 3-fosfato; dos de estas moléculas se combinan para formar el azúcar de seis carbonos glucosa. En cada recorrido del ciclo, se regenera la ribulosa 1,5-difosfato.
Por tanto, el efecto neto de la fotosíntesis es la captura temporal de energía luminosa en los enlaces químicos de ATP y NADPH2 por medio de la reacción en presencia de luz, y la captura permanente de esa energía en forma de glucosa mediante la reacción en la oscuridad. En el curso de la reacción en presencia de luz se escinde la molécula de agua para obtener los electrones que transfieren la energía luminosa con la que se forman ATP y NADPH2. El dióxido de carbono se reduce en el curso de la reacción en la oscuridad para convertirse en base de la molécula de azúcar. La ecuación completa y equilibrada de la fotosíntesis en la que el agua actúa como donante de electrones y en presencia de luz es 6 CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
4 FOTOSÍNTESIS ARTIFICIAL
Si los químicos lograran reproducir la fotosíntesis por medios artificiales, se abriría la posibilidad de capturar energía solar a gran escala. En la actualidad se trabaja mucho en este tipo de investigación. Todavía no se ha logrado sintetizar una molécula artificial que se mantenga polarizada durante un tiempo suficiente para reaccionar de forma útil con otras moléculas, pero las perspectivas son prometedoras.
