Contenido
- Fotosíntesis en el pasado
- Papel del agua en la fotosíntesis
- Agua como proveedor de oxígeno
- El agua como proveedor de electrones
- Fotólisis de agua
La fotosíntesis es un proceso bioquímico importante que involucra la producción de azúcar (glucosa) a partir de la luz solar, agua y dióxido de carbono, liberando oxígeno. Es una serie de reacciones bioquímicas complejas y ocurre en plantas, algas, algunas bacterias y algunos fotoautótrofos. Casi todos los seres vivos dependen de este proceso. La tasa de fotosíntesis está relacionada con la concentración de dióxido de carbono, la temperatura y la intensidad de la luz solar. Este proceso genera energía a partir de fotones absorbidos, con agua como agente reductor.
Fotosíntesis en el pasado
Con el advenimiento de la vida en la Tierra, comenzó el proceso de fotosíntesis. Dado que la concentración de oxígeno era insignificante, la primera fotosíntesis se produjo utilizando sulfuro de hidrógeno y ácido orgánico en agua de mar. Sin embargo, el nivel de estos materiales no fue suficiente para continuar la fotosíntesis durante mucho tiempo, por lo que ha experimentado la evolución del uso de agua en lugar de los otros compuestos. Este tipo de fotosíntesis, usando agua, resultó en la liberación de oxígeno. En consecuencia, la concentración de oxígeno en la atmósfera comenzó a aumentar. Este ciclo sin fin hizo que la Tierra fuera rica en oxígeno, lo que hizo posible la presencia de ecosistemas dependientes de este elemento.
Papel del agua en la fotosíntesis
En un nivel fundamental, el agua proporciona electrones para reemplazar los que se eliminan de la clorofila en el fotosistema II. Además, produce oxígeno, además de reducir el NADP a NADPH (necesario para el ciclo de Calvin) al liberar iones H +.
Agua como proveedor de oxígeno
Durante el proceso de fotosíntesis, seis moléculas de dióxido de carbono y seis moléculas de agua reaccionan en presencia de luz solar para formar una molécula de glucosa y seis de oxígeno. El papel del agua es liberar el oxígeno presente en su molécula a la atmósfera en forma de gas O2.
El agua como proveedor de electrones
El agua también tiene otro papel importante, que es el de suministrar electrones. En el proceso de fotosíntesis, el agua dona el electrón que une el átomo de hidrógeno (de su propia molécula) al carbono (de dióxido de carbono) para formar un azúcar (glucosa).
Fotólisis de agua
El agua actúa como un agente reductor al proporcionar iones H + que convierten NADP en NADPH. Dado que el NADPH es un importante agente reductor presente en los cloroplastos, su formación da como resultado un déficit de electrones después de la oxidación de la clorofila. Esta pérdida debe ser reemplazada por electrones de algún otro agente reductor. La enzima fotosistema II actúa en los primeros pasos del esquema Z (el diagrama de la cadena de transporte de electrones en la fotosíntesis) y, luego, se necesita un agente reductor que pueda donar electrones para oxidar la clorofila, función que realiza el agua (que actúa como fuente de electrones en plantas verdes y cianobacterias). Los iones de hidrógeno liberados crean un potencial químico (quimiosmótico) a través de la membrana mitocondrial, lo que resulta en la síntesis de ATP. El fotosistema II es la enzima conocida principalmente por actuar como catalizador en este proceso de oxidación del agua.