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Los humanos y la mayoría de los otros animales necesitan ciertas cosas para sobrevivir. El oxígeno es uno de ellos, y la glucosa de carbohidratos es otra. Afortunadamente para ellos, las plantas (y ciertas bacterias y algas) producen ambas como resultado de un proceso complejo conocido como fotosíntesis.
La formula
La fórmula asociada con el proceso de fotosíntesis es
6H2O + 6CO2 = C6H12O6 + 6O2.
Esta fórmula le dice que seis moléculas de agua más seis moléculas de dióxido de carbono producirán una molécula de glucosa más seis moléculas de oxígeno. Todo este proceso pasa por dos etapas distintas antes de que se complete. La primera etapa es un proceso dependiente de la luz y la segunda etapa es un proceso independiente de la luz.
Dependiente de la luz
En el proceso dependiente de la luz, los electrones de los cloroplastos (orgánulos especiales utilizados para llevar a cabo la fotosíntesis) son excitados a un estado de mayor energía cuando son bombardeados con luz. Estos electrones excitados provocan una serie de reacciones que producen adenosina trifosfato (ATP) y nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADPH). ATP y NADPH se utilizan para formar enlaces de carbono en el proceso independiente de la luz. Las moléculas de agua presentes en el proceso dependiente de la luz se dividen. Sus moléculas de oxígeno se liberan a la atmósfera.
Independiente de la luz
Recordemos la división de las moléculas de agua en el proceso dependiente de la luz que libera moléculas de oxígeno a la atmósfera. Como el agua es H20, todavía queda un átomo de hidrógeno restante. Este átomo de hidrógeno se usa en el proceso independiente de la luz cuando las plantas toman dióxido de carbono de la atmósfera. El dióxido de carbono y el hidrógeno se unen mediante un proceso llamado fijación de carbono, que forma un carbohidrato no específico.
Fotofosforilación
La fotofosforilación es el proceso por el cual la energía de la luz produce NADPH. Los pigmentos especiales que se encuentran en las células de la planta, conocidos como clorofila, hacen posible este proceso. Los dos tipos principales de clorofila son la clorofila A y la clorofila B. En términos simples, los electrones de las moléculas de agua presentes en la clorofila B se excitan por la presencia de luz. La clorofila B toma uno de estos electrones excitados que dividen el H2O molécula en H+ y O-2. O-2 se convierte en O2 y lanzado a la atmósfera. El electrón excitado se une a un receptor de electrones primario, y a través de una serie de reacciones complejas forma NADPH. NADPH es el portador de energía utilizado en la fijación de carbono.
El ciclo de Calvin
Las plantas producen glucosa en un proceso conocido como el ciclo de Calvin. El dióxido de carbono capturado en el proceso independiente de la luz se procesa en este ciclo. Por cada seis moléculas de dióxido de carbono capturadas y puestas en el ciclo, se produce una molécula de glucosa. El químico que captura el dióxido de carbono para su uso en el ciclo de Calvin es el bifosfato de ribulosa.