La Fotosíntesi: Procés Clau, Fases i Funció Vital
La Fotosíntesi
La fotosíntesi és la conversió de matèria inorgànica en matèria orgànica gràcies a l'energia proporcionada per la llum. En aquest procés es transforma energia llumínica en energia química estable, amb el NADPH i les molècules d'ATP, la primera en què aquesta energia química s'emmagatzema.
La fotosíntesi comprèn 2 fases:
- La fase fotoquímica: en la qual es realitza la captació d’energia llumínica i és necessària la presència de clorofil·la i aigua.
- La fase biosintètica: sintetitza la matèria orgànica utilitzant com a font de carboni el CO₂.
Fase Fotoquímica
La llum solar és captada pels pigments fotosintetitzadors que, en conjunt, constitueixen fotosistemes. Aquests estan ubicats a les membranes que formen els tilacoides. La clorofil·la A és el pigment indispensable en el funcionament dels fotosistemes.
La clorofil·la contribueix a la captació de llum solar, ja que les molècules que la constitueixen s’exciten amb la llum (electrons de les últimes capes dels seus àtoms salten a un nivell superior d’energia) i queden oxidades.
En deixar d’excitar-se, cedeixen els electrons a la clorofil·la A que s’excita també. Els electrons de la clorofil·la A són rebuts per diferents receptors com els citocroms, la ferredoxina, etc. L'últim receptor és el NADP+. Els electrons redueixen el NADP+ a NADPH. L'oxigen s’allibera com a gas durant el trencament de la molècula d'aigua.
Fase Biosintètica
Consta d’una sèrie de reaccions enzimàtiques a través de les quals el carboni inorgànic del CO₂ passa a integrar una molècula orgànica, com pot ser la glucosa. Per a aquesta transformació és necessària la presència dels productes obtinguts en l’etapa fotoquímica: un agent reductor com és el NADPH i l’energia que prové del desdoblament de l’ATP.
El Cicle de Calvin
El cicle de Calvin és el procés en el qual el diòxid de carboni és incorporat a la Ribulosa-1,5-bisfosfat, que acaba donant lloc a precursors de molècules orgàniques com la glucosa. La glucosa és utilitzada per la planta com a font d'energia (respiració mitocondrial) i com a font de carboni.
Localització Cel·lular
En les cèl·lules eucariotes, els enzims necessaris estan ubicats a la matriu o estroma del cloroplast. En les cèl·lules procariotes, es troben dissoltes en el citoplasma.
Transformacions Clau i Rol Ecològic
En la fotosíntesi concorren importants transformacions: l’energia llumínica és convertida en energia química i la matèria inorgànica en orgànica. La reacció permet que l’energia llumínica pugui transformar-se en energia química potencial present a la molècula de glucosa.
En aquest procés s'està consumint constantment diòxid de carboni i, per tant, s’allibera oxigen. Això determina la renovació de l'aire utilitzat pels animals, ja que aquests realitzen el procés invers, alliberant diòxid de carboni i prenent oxigen.