Fotosíntesis: Ιa reacción
fundamental de captación
de energía del mundo vivo
6.1
REPASO GENERAL
La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas verdes y otros organismos autótrofos producen moléculas alimenticias complejas, ricas en energía, a partir de
componentes más simples en presencia de energía lumínica. En el proceso de fotosíntesis, moléculas pigmentarias específicas capturan fotones (unidades definidas de
energía lumínica). Los electrones de esas moléculas
pigmentarias son excitados por los fotones absorbidos;
después, esos electrones excitados ceden su energía a
la célula al descender a su estado basal ordinario. Muchas células utilizan esa energía para reducir el dióxido
de carbono a carbohidratos.
La fotosíntesis es la principal reacción endergónica
del mundo vivo y se trata de un proceso constructivo en
el cual interactúan moléculas de baja energía —como el
dióxido de carbono y el agua— para formar carbohidratos
de alta energía y, en última instancia, lípidos y proteínas.
En esencia, la reacción fotosintética es una inversión del
proceso exergónico de la respiración celular.
EJEMPL01
En la respiración se libera energía cuando
moléculas como la glucosa (C6H12Oe) se oxidan a CO2 y
H2O. La energía liberada se almacena en forma de ATP. La
mayor parte del ATP sintetizado durante la respiración se
debe a reacciones que ocurren en las mltocondrlas. En la fotosíntesis, los sistemas pigmentarios del cloroplasto absorben energía solar, la cual se utiliza en primer lugar para la
síntesis de ATP y, en segundo, para formar una molécula de
azúcar. Durante el proceso se produce oxígeno gaseoso.
Las longitudes de onda lumínicas útiles para la fotosíntesis representan tan sólo una pequeña fracción del
espectro total de las radiaciones electromagnéticas. Al
parecer, en las plantas superiores el violeta, el azul
y el rojo son los colores más eficaces para la fotosíntesis.
Esos colores del espectro visible tienen longitudes de onda que van aproximadamente desde 380 hasta 750 nanómetros (nm). La capacidad de la luz para excitar los
electrones se relaciona en mayor grado con su longitud
de onda que con la brillantez (intensidad) del haz lumínico. Sólo un pequeño porcentaje de la luz que llega a la
planta es efectivamente absorbida. La mayor parte
de la luz pasa a través de la planta (se transmite) o bien
se refleja en la superficie de ésta.
El proceso de fotosíntesis consta de una serie de
complejas vías metabólicas que pueden resumirse como
sigue: una secuencia de reacciones dependientes de la
Cuadro 6-1. Evolución de la teoría fotoslntótica
Acontecimiento
Fecha
Joseph Prlestley prueba que las plantas verdes liberan oxígeno
Jan Ingenhousz demuestra que para el desprendimiento fotosintético de O2 se necesita luz solar y que este
fenómeno sólo ocurre en las partes verdes de las plantas
1779
Nicholas Theodore de Saussure establece que para la producción de azúcar en las plantas se necesita agua
1804
James Clerk Maxwell propone el modelo ondulatorio de la luz, lo que conduce a la idea de que la luz es la
fuente última de energía de la fotosíntesis
F. F. Blackman confirma que la fotosíntesis tiene un paso dependiente de la luz β independiente de la
temperatura y un paso independiente de la luz y dependiente de la temperatura
C. B. van Niel propone que el O2 desprendido durante la fotosíntesis se deriva del H2O y no del CO2
14
Melvin Calvin y colaboradores utilizan C para rastrear la conversión del CO2 en carbohidratos
1771
1864
1905
1930-40
1940-50