este organelo solo está presente en células vegetales, dentro de él se lleva a cabo el proceso llamado fotosíntesis.
Santiago
Chicos, ¿alguien sabe la respuesta?
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AGUA Y VIDA
Fotosíntesis: agua + sales + luz = energía
Durante este proceso natural, en el que el agua juega un papel decisivo, las plantas utilizan la energía solar para transformar sustancias inorgánicas en materia orgánica.
L
as plantas son seres autótrofos, es decir, son capaces de nutrirse a partir de sustancias inorgánicas. El complejo proceso químico por el que consiguen hacerlo se denomina fotosíntesis y se desarrolla en los cloroplastos, componentes celulares con forma elíptica –su número varía entre 20 y 100 en cada célula vegetal– que se encuentran en las hojas y que poseen la maquinaria enzimática necesaria para transformar la energía solar en energía química y, finalmente, en nutrientes. Además de los rayos solares, el dióxido de carbono y la clorofila –el pigmento de color verde contenido en el cloroplasto que se encarga de absorber la energía de la luz–, el agua es uno de los elementos esenciales para realizar el proceso. La fotosíntesis requiere un suministro constante de agua, que llega a las hojas a través de las raíces y los tallos.
LAS FASES DEL PROCESO
La fotosíntesis se produce en dos etapas. La primera, denominada luminosa o fotoquímica depende directamente de la luz recibida, la energía de los rayos solares entre las longitudes de onda correspondientes a la luz violeta, azul, naranja y roja. Esta energía produce la excitación de los electrones y provoca la ruptura de las moléculas de agua, de tal forma que el oxígeno se libera y el resto de energía se transmite, generando moléculas de ATP (Adenosina trifosfato) y NADPH (Nicotinamida adenina dinucleotido fosfato). Estos componentes se emplean en la siguiente etapa, que se conoce como fase oscura porque no depende directamente de la luz. Esta segunda etapa se desarrolla en el estroma, el espacio acuoso interno del cloroplasto. Allí la energía en forma de ATP y NADPH producida en la fase fotodependiente se utiliza para fijar el dióxido de carbono como carbono orgánico, mediante el Ciclo de Calvin. Éste consiste en una serie de reacciones químicas en las que se producen fosfoacilglicéridos con los que la célula vegetal elabora nutrientes. El proceso da como resultado un compuesto similar al azúcar llamado glucosa (C6 H12 O6).
El fenómeno de la fotosíntesis que llevan a cabo todas las plantas terrestres y acuáticas del planeta, y también las algas y algunas bacterias, resulta imprescindible para la vida en la Tierra. Al absorber energía solar y dióxido de carbono y devolver oxígeno y carbohidratos, el reino vegetal se convierte en una pieza fundamental dentro de los ciclos naturales de la energía, el carbono y el oxígeno.
ANATOMÍA DEL PROCESO
Viaje al interior de una célula vegetal
Dentro de las hojas de las plantas, en los cloroplastos de las células vegetales, se gesta el proceso químico que transforma la materia inorgánica en nutrientes.
TEJIDO VEGETAL. Las plantas se valen de poros microscópicos –estomas– para absorber el dióxido de carbono del aire y liberar oxígeno como producto de desecho. En su interior se encuentran las células vegetales. © Sol90 Images.
INVESTIGACIÓN
¿Es posible realizar el proceso artificialmente?
Desde hace años la comunidad científica está intentando emular a las plantas para obtener una nueva fuente de energía limpia y eficiente.
Aunque se han conseguido prototipos eficientes, aún falta bastante para que la fotosíntesis artificial pueda ser una fuente energética real. Murarart © Shutterstock.
Copiar en un laboratorio la fórmula secreta del reino vegetal para producir energía almacenable a partir de los rayos del sol, agua y dióxido de carbono es uno de los grandes retos de la comunidad científica internacional. EEUU, uno de los países más interesados, ya ha invertido 122 millones de dólares en el Join Center for Artificial Photosynthesis (JCAP), fundado en 2010. El objetivo es desarrollar una célula solar que produzca moléculas de hidrógeno o hidrocarburos, en lugar de azúcares, como hacen las plantas. En definitiva, obtener un combustible que al ser quemado no genere CO2, que no contribuya al efecto invernadero y, en consecuencia, al calentamiento global, y que reduzca nuestra dependencia de los combustibles fósiles. De momento se ha conseguido recrear de forma simplificada el proceso fotosintético, pero el gran problema es encontrar una infraestructura eficaz para comercializar y hacer viable este tipo de energía.
fuente : www.fundacionaquae.org
Fotosíntesis
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Fotosíntesis
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Para la película documental de 2020 dirigida por Diego Fidalgo, véase Fotosíntesis (película).
Representación esquemática de la fotosíntesis vegetal.
Diagrama simplificado de la fase luminosa y la fase oscura de la fotosíntesis en plantas.
Ecuación química de la fotosíntesis oxigénica, el tipo más común de fotosíntesis.
Comparación entre la fotosíntesis oxigénica y la anoxigénica.
Imagen que muestra la distribución de la fotosíntesis en el globo terráqueo; mostrando tanto la llevada a cabo por el fitoplancton oceánico como por la vegetación terrestre.
La fotosíntesis o función clorofílica es un proceso químico que consiste en la conversión de materia inorgánica a materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz solar. En este proceso, la energía lumínica se transforma en energía química estable, siendo el NADPH (nicotín adenín dinucleótido fosfato) y el ATP (adenosín trifosfato) las primeras moléculas en la que queda almacenada esta energía química. Con posterioridad, el poder reductor del NADPH y el potencial energético del grupo fosfato del ATP se usan para la síntesis de hidratos de carbono a partir de la reducción del dióxido de carbono (CO2). La vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan en el medio acuático las algas, las cianobacterias, las bacterias rojas, las bacterias púrpuras, bacterias verdes del azufre,1 y en el medio terrestre las plantas, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica (imprescindible para la constitución de los seres vivos) partiendo de la luz y la materia inorgánica. De hecho, cada año los organismos fotosintetizadores fijan en forma de materia orgánica en torno a 100 000 millones de toneladas de carbono.23
La vida en la tierra depende fundamentalmente de la energía solar. Esta energía es atrapada mediante la fotosíntesis, responsable de la producción de toda la materia orgánica de la vida (biomasa).
Los orgánulos citoplasmáticos encargados de la realización de la fotosíntesis son los cloroplastos, unas estructuras polimorfas y de color verde (esta coloración es debida a la presencia del pigmento clorofila) propias de las células vegetales. En el interior de estos orgánulos se halla una cámara que alberga un medio interno llamado estroma, que alberga diversos componentes, entre los que cabe destacar enzimas encargadas de la transformación del dióxido de carbono en materia orgánica y unos sáculos aplastados denominados tilacoides, cuya membrana contiene pigmentos fotosintéticos. En términos medios, una célula foliar tiene entre cincuenta y sesenta cloroplastos en su interior.2
Los organismos que tienen la capacidad de llevar a cabo la fotosíntesis son llamados, fotoautótrofos (otra nomenclatura posible es la de autótrofos, pero se debe tener en cuenta que bajo esta denominación también se engloban aquellas bacterias que realizan la quimiosíntesis) y fijan el CO2 atmosférico. En la actualidad se diferencian dos tipos de procesos fotosintéticos, que son la fotosíntesis oxigénica y la fotosíntesis anoxigénica. La primera de las modalidades es la propia de las plantas superiores, las algas y las cianobacterias, donde el dador de electrones es el agua y, como consecuencia, se desprende oxígeno. Mientras que la segunda, también conocida con el nombre de fotosíntesis bacteriana, la realizan las bacterias purpúreas y verdes del azufre, en las que el dador de electrones es el sulfuro de hidrógeno (H2S), y consecuentemente, el elemento químico liberado no será oxígeno sino azufre, que puede ser acumulado en el interior de la bacteria, o en su defecto, expulsado al agua.4
Se ha encontrado animales capaces de favorecerse de la fotosíntesis, tales como , una babosa marina con apariencia de hoja, y , una salamandra. 56789
A comienzos del año 2009, se publicó un artículo en la revista científica en el que científicos estadounidenses daban a conocer el hallazgo de pequeños cristales de hematita (en el cratón de Pilbara, en el noroeste de Australia), un mineral de hierro datado en el eón Arcaico, reflejando así la existencia de agua rica en oxígeno y, consecuentemente, de organismos fotosintetizadores capaces de producirlo. Según este estudio y atendiendo a la datación más antigua del cratón, la existencia de fotosíntesis oxigénica y la oxigenación de la atmósfera y océanos se habría producido desde hace más de 3.460 millones de años, de lo que se deduciría la existencia de un número considerable de organismos capaces de llevar a cabo la fotosíntesis para oxigenar la masa de agua mencionada, aunque solamente fuese de manera ocasional, si bien la formación biológica de dichos restos está cuestionada.101112
Las mitocondrias y los cloroplastos (artículo)
La estructura y función de mitocondrias y cloroplastos. Endosimbiosis.
La compartimentación celular y sus orígenes
Las mitocondrias y los cloroplastos
La estructura y función de mitocondrias y cloroplastos. Endosimbiosis.
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Puntos más importantes:
Las mitocondrias son las "centrales energéticas" de la célula, ya que rompen las moléculas de combustible y capturan la energía en la respiración celular.
Los cloroplastos se encuentran en plantas y algas. Son responsables de capturar la energía luminosa para hacer azúcares en la fotosíntesis.
Las mitocondrias y los cloroplastos probablemente comenzaron como bacterias que fueron "tragadas" por células más grandes (la teoría endosimbiótica).
Introducción
Probablemente sepas que tu cuerpo está formado por células (millones de millones de ellas). Tal vez también sepas que el motivo por el que tienes que tomar alimentos, como los vegetales, es para tener la energía para hacer cosas como hacer deporte, estudiar, caminar e incluso respirar.
Pero, ¿qué ocurre exactamente en tu organismo para convertir la energía almacenada en el brócoli en una forma que tu cuerpo puede utilizar? Y ¿cómo es que la energía queda guardada en el brócoli?
Las respuestas a estas preguntas tienen mucho que ver con dos organelos importantes: las mitocondrias y los cloroplastos.
Los cloroplastos son organelos que se encuentran en las células del brócoli, así como las de otras plantas y algas. Capturan la energía luminosa y la almacenan como moléculas de combustible en los tejidos vegetales.
Las mitocondrias se encuentran dentro de tus células y también en las células vegetales. Convierten la energía almacenada en las moléculas del brócoli (o de otras moléculas de combustible) en una forma que las células pueden utilizar.
Echemos un vistazo a estos dos organelos muy importantes.
Cloroplastos
Los cloroplastos solo se encuentran en las plantas y las algas fotosintéticas (los humanos y demás animales no tienen cloroplastos). La función del cloroplasto es realizar un proceso llamado fotosíntesis.
En la fotosíntesis, la energía luminosa se captura y se usa para formar azúcares a partir de dióxido de carbono. Los azúcares producidos en la fotosíntesis pueden ser usados por la célula vegetal, o los pueden consumir los animales que se comen la planta, como serían los humanos. La energía contenida en estos azúcares se extrae a través de un proceso conocido como respiración celular, que sucede en la mitocondria de células vegetales y animales.
Los cloroplastos son organelos en forma de disco que se encuentran en el citosol de una célula. Tienen membranas internas y externas con un espacio intermembranoso entre ellas. Si pasaras a través de las dos membranas y llegaras al espacio en el centro, te darías cuenta que contiene discos membranosos conocidos como tilacoides, que están acomodados en pilas interconectadas llamadas granas (en singular, granum).
Esquema de un cloroplasto que muestra las membranas externa e interna, el espacio intermembranal, el estroma y los tilacoides dispuestos en pilas llamadas granas.
_Imagen modificada de "Cloroplasto mini", de Kelvin Ma (CC BY 3.0)_
La membrana de un tilacoide tiene complejos que capturan la luz entre los que se encuentran la clorofila, el pigmento que le da a las plantas su color verde. Los tilacoides son huecos y el espacio dentro del disco se conoce como espacio del tilacoide o lumen, mientras que el líquido alrededor de los tilacoides se llama estroma.
Aprende más acerca de los cloroplastos, la clorofila y la fotosíntesis en la sección sobre fotosíntesis
Mitocondrias
A las mitocondrias (singular mitocondria) a menudo se les llama las centrales energéticas o fábricas de energía de la célula. Su función es producir un suministro constante de trifosfato de adenosina (ATP), la molécula energética principal de la célula. Al proceso de producir ATP a partir de moléculas de combustible como los azúcares se le llama respiración celular y muchos de sus pasos suceden dentro de las mitocondrias.
Las mitocondrias están suspendidas en el citosol gelatinoso de la célula. Tienen forma ovalada y dos membranas: una externa, que rodea el todo el organelo, y una interna, con muchos pliegues hacia el interior llamados crestas que aumentan la superficie.
Micrografía electrónica de una mitocondria, mostrando la matriz, crestas, membrana externa y membrana interna.
_Créditos de imagen: imagen superior, "Células eucariontes: Figura 7", de OpenStax College, Biología (CC BY 3.0). Modificación de la obra de Matthew Britton; datos de escala de Matt Russell. Imagen inferior: modificación de "Mitocondria mini", de Kelvin Ma (dominio público)_
Alguna vez se pensó que las crestas eran dobleces amplios y ondulados, pero como se analiza en el video sobre mitocondrias, ahora se cree que se parecen más a largas cavernas
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