MAPA CONCEPTUAL FOTOSÍNTESIS.

EXPERIMENTOS REALIZADOS EN EL PASADO POR CIENTIFÍCOS.

FOTOSINTESIS  RESEÑA HISTORICA 

• Los griegos : las plantas obtienen su alimento directamente del suelo.

• Jean Baptiste Van Helmont(1648): las plantas obtienen su alimento a partir  del agua  con la cual eran regadas.

• Stephen Hales(1727): las plantas obtienen parte de su alimento a partir del aire, sin especificar de que compuesto químico se trataba.

• Joseph Priestley(1774): las plantas tienen la  capacidad de renovar el aire contaminado como producto de la combustión  o de la respiración. En ningún momento habló de la liberación de CO_² ya que esta molécula fue descubierta posteriormente por Black en 1777.

• Jan Ingenhouz(1779) :  para que los experimentos de Priestley puedan ser reproducidos se requiere:
• a) La necesidad   de  la  luz,
• b) Este proceso sólo puede ser llevado a  cabo por las   partes verdes de las plantas,
• c) Los tejidos vegetales también respiran.

  
 

• M. Bertholett (1748-1822):  el O_²  proviene  de la molécula de agua;
• Jean Senebier (1782) y Nicolás de Saussure(1804):el O_² proviene de la molécula de CO_².

 

• Dutrochet (1837): el pigmento verde: clorofila era necesario para la fotosíntesis.
• Julius Sachs (1862) : el almidón era el producto resultante de la asimilación del CO_² a la luz del Sol.

• T.W.Engelmann  (1883):
• 1)La eficiencia de la fotosíntesis varía en relación con las distintas  del espectro.
• 2) Las bacterias móviles sensibles al

 
O² son atraídas hacia los cloroplastos,  los lugares de producción de O².

• F.F. Blackman (1905): interrelacionó los efectos de la luz y la T  en la fotosíntesis. Encontró que a  intensidades lumínicas  la tasa de la fotosíntesis varía con la T, pero a  intensidades de luz no es afectada por aquella.

 
Posteriormente se indicó que la porción sensible a la T también puede limitarse reduciendo la [CO² ],  en tanto que la porción insensible a la  T no requiere CO².

• Wilstatter y Stoll (1918) aislaron y caracterizaron los pigmentos verdes clorofilas a y b.

 

• Cornelius Van Niel(1931):  la similitud del proceso en bacterias fotosintéticas con el de las plantas superiores. Las bacterias fotosintéticas  utilizan la siguiente reacción :
• CO²  +  2H²S                  CH²O  + 2S  +  H²O
• Por analogía  planteó que en las plantas superiores, el O²  liberado en la fotosíntesis debe provenir de la molécula de agua y  no del CO², tal como se indica a continuación:
• CO²  +  2H²O                  CH²O  + O²  +  H²O

• Samuel Ruben y Martín D.Kamen (1941): definieron el problema gracias a los avances  de la energía nuclear, al descubrirse  los isótopos radiactivos.
• Ruben   suministró al alga verde Chorella, agua radiactiva marcada a nivel de su O² en la forma de H²O¹⁸ y descubrió que el O²  que se desprende en dicho proceso presenta la marca radiactiva, con  lo cual queda demostrado que el O² producido en la fotosíntesis proviene de la molécula de agua. La reacción que resume el proceso es:
• CO²  + 2H²¹⁸O               CH²O  + ¹⁸O²  +  H²O 

 

Melvin  Calvin y Andrew Benson describieron las reacciones de la fase oscura, conocida también como Ciclo de Calvin y Benson, (Premio Nobel de Química en 1961.

• Robert Emerson (1940), propuso el: Efecto Emerson según el cual una combinación de luz a 600 y 700 nm proporciona una >  tasa fotosintética que la suma de las tasas de las 2  por separado. 
• Las observaciones permitieron concluir que la fotosíntesis en las plantas incluye la interacción de 2 sistemas separados que dirigen las reacciones luminosas:
• el FS I guiando las reacciones luminosas a  de 700nm o menos, y
• el FS II sólo luz de  corta (< a 680 nm).

• Daniel Arnon y colaboradores (1954) demostraron por primera vez la fotosíntesis en cloroplastos aislados de hojas de espinaca, usando para ello soluciones isotónicas de NaCl. Con estos experimentos se  descubrió los procesos de:

    - fotofosforilación cíclica (1954) y
    - fotofosforilación no cíclica (1957) así como
    - la participación de la ferredoxina NADP⁺ reductasa (1962).

• R. Hill y F. Bendall (1960):  Esquema Z según el cual la fase luminosa podría considerarse como un sistema de transporte de electrones  en 2 pasos.

  

• Antoine Laurent de Lavoisier(1781): las plantas obtienen el material para su crecimiento ya sea del agua  y de pequeñas cantidades de la tierra o del aire que rodea la planta.
• Señaló 5 tipos de objetos implicados en dicho proceso:

      -  la parte verde de las plantas,

    -  la luz,

    -  el gas CO²,

    -  el agua y

    -  el gas O².

• Establecidas las moléculas químicas que participan en la fotosíntesis, se formuló la posible ecuación que resume el proceso:

                CO² + H²0                    CH²0  + 0²

• Esta ecuación plantea 2 posibles orígenes para el O² producido en este proceso, los cuales fueron señalados por 2  grupos de investigadores:

 

IMÁGENES QUE EXPLICAN EL PROCESO DE LA FOTÓSINTESIS.

La fotosíntesis es la conversión de energía luminosa en energía química estable, siendo el adenosín trifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esa energía química.

Con posterioridad, el ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad.

Además, se debe de tener en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en el medio terrestre, 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.

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.

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.

Fotosíntesis oxigénica y anoxigénica.