Fotosíntesi: què és i com es produeix
La fotosíntesi és un procés de conversió d'energia lluminosa en energia química dut a terme per plantes, algues i cianobacteris
La imatge editada i redimensionada per Samuel Austin està disponible a Unsplash
La paraula fotosíntesi significa síntesi per llum i fa referència a un dels processos biològics més importants de la Terra. En alliberar oxigen i consumir diòxid de carboni, la fotosíntesi ha transformat el món en l'entorn habitable que coneixem avui. A més, el procés és la font principal d'energia per a tots els éssers vius.
El físic holandès Jan Ingenhousz va ser el primer a trobar que les plantes produeixen oxigen en presència de la llum solar, l'any 1779, sent considerat el descobridor de la fotosíntesi. El 1782, Jean Senebier va afegir que, a més de la llum solar, la fotosíntesi utilitza diòxid de carboni. El 1818, Maria Pelletier i Joseph Caventou van encunyar el terme "clorofil·la" per referir-se al pigment verd dotat d'enzims fotoreceptors que permeten la fotosíntesi.
què és la fotosíntesi
La fotosíntesi es pot definir com un procés de conversió d'energia lumínica en energia química. El realitzen plantes, algues i cianobacteris, que es classifiquen com a organismes autòtrofs i fotosintètics ja que són capaços de produir el seu propi aliment a partir de la llum.
La importància de la fotosíntesi
L'oxigen produït pels organismes fotosintètics és essencial per al manteniment de la vida al planeta tal com el coneixem. A més, els productes generats a partir de la fotosíntesi van donar forma a la història material de la humanitat, ja que van donar lloc a recursos com el petroli, el gas natural, la cel·lulosa, el carbó i la llenya. Aquests recursos existeixen com a conseqüència de la transformació de la llum solar en reserves energètiques (fotosíntesi), seguida d'altres processos geològics i tecnològics.
equació de la fotosíntesi
La fotosíntesi és un procés llarg i complex que es pot resumir a grans trets amb la següent equació:
- 6CO2 +12H2O + llum → C6 H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
On es fa la fotosíntesi
En les plantes i les algues, la fotosíntesi té lloc a l'interior dels cloroplasts. En els cianobacteris, es realitza amb làmines membranoses presents a la part líquida del citoplasma.
Un cloroplast és un orgànul que té una membrana externa i una membrana interna. El seu interior té làmines membranoses, connectades a petites butxaques anomenades tilacoides. L'espai interior està ple d'estroma, un líquid viscós que conté ADN, ribosomes i enzims que ajuden en el procés de la fotosíntesi. És dins d'aquests tilacoides i làmines on es troba la clorofil·la.
Etapes de la fotosíntesi
La fotosíntesi es pot dividir en dues fases: la fase fotoquímica i la fase química.
La fase fotoquímica només es produeix en presència de llum i es produeix en tilacoides i lamel·les membranoses. La seva funció principal és convertir l'energia lluminosa en energia química. Es compon de dos processos principals: la fotòlisi de l'aigua i la fotofosforilació.
La fase química no depèn de la llum i es realitza en una altra part del cloroplast, l'estroma. En ella, els productes de la fase anterior, la fotoquímica, s'uneixen al CO2 atmosfèric per produir glucosa, aigua i midó, en l'anomenat Cicle de Calvin-Benson.
fase fotoquímica
fotòlisi de l'aigua
La fotòlisi de l'aigua és la primera etapa de la fotosíntesi i és el moment en què l'energia lumínica rebuda afavoreix la ruptura de les molècules d'aigua, generant oxigen, electrons i gas H+. L'oxigen gasós s'allibera a l'atmosfera, mentre que les molècules d'hidrogen lliure (H+) són atretes per un compost anomenat NADP+, donant lloc a NADPH, que s'utilitzarà en la fase química per construir molècules de glucosa.
Aquest pas es representa amb les fórmules:- H2O ⇾ 2H+ + 2 electrons + ½ O2
- NADP+ + H+⇾ NADPH
Fotofosforilació
És en la fotofosforilació on es produeix la formació d'ATP, a partir de l'addició d'un fosfat inorgànic (Pi) a una molècula d'ADP (adenosina difosfat), utilitzant energia lumínica. Les molècules d'ATP constitueixen la principal forma d'energia química sintetitzada pels éssers vius. Aquest pas de fotofosforilació es produeix paral·lelament a la fotòlisi de l'aigua i cadascun d'ells genera productes que s'utilitzaran en la següent fase de la fotosíntesi.
Aquest pas es representa amb la fórmula: ADP + Pi ⇾ ATP
fase química
L'última fase de la fotosíntesi és en la fase química que s'utilitza diòxid de carboni del medi o de la respiració cel·lular de la planta, i s'utilitzen dos compostos generats en la fase anterior: ATP i NADPH. És en aquesta etapa on es produeix l'anomenat cicle de Calvin-Benson, una seqüència de reaccions que genera glucosa, aigua i midó.
Conclusió
La fotosíntesi és el resultat de la unió de les dues fases descrites anteriorment, la fase fotoquímica i la fase química. Totes les formes de vida a la Terra depenen d'alguna manera dels productes generats per la fotosíntesi: oxigen i glucosa. A més, la fotosíntesi és fonamental per a l'equilibri de la composició atmosfèrica.
