¿Cuáles son los productos de la fotosíntesis?

La fotosíntesis es el proceso biológico que incluye un conjunto de reacciones químicas de las plantas por el cual capturan la energía solar y la convierten en energía química, en azúcares que luego alimentan otros procesos biológicos esenciales para la vida. La energía solar se capta en una reacción que básicamente combina dióxido de carbono (CO₂) y agua (H₂O) para producir glucosa (C₆H₁₂O₆) y oxígeno (O₂). Esquemáticamente la reacción se puede resumir en que: dióxido de carbono + agua + luz solar, produce glucosa + oxígeno. La ecuación básica de la fotosíntesis es la siguiente.

6 CO₂ + 6 H₂O + energía solar → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

En una planta el dióxido de carbono ingresa desde el aire por difusión a través de los estomas de las hojas. El agua se incorpora desde el suelo a través de las raíces y se transporta a las hojas a través del xilema, ascendiendo por capilaridad. La energía solar es absorbida por la clorofila de las hojas. Las reacciones de fotosíntesis ocurren en los cloroplastos de las plantas. En las bacterias fotosintéticas, el proceso de fotosíntesis tiene lugar donde la clorofila o un pigmento relacionado se sitúa en la membrana plasmática. El oxígeno producido por la fotosíntesis se libera al aire a través de los estomas.

En realidad las plantas utilizan muy poca glucosa. Las moléculas de glucosa se combinan mediante síntesis por deshidratación para formar celulosa, que es utilizada por la planta como material estructural. La síntesis por deshidratación también se usa para convertir la glucosa en algún almidón, compuestos que las plantas usan para almacenar energía.

Productos intermedios de la fotosíntesis

La formulación básica de la ecuación química de la fotosíntesis resume una serie de procesos y reacciones químicas. Estas reacciones ocurren en dos tipos de procesos; reacciones en las que se requiere luz solar y reacciones que pueden ocurrir en la oscuridad, no dependen del aporte de energía lumínica, y son controladas por enzimas.

Las reacciones que absorben la luz solar utilizan esta energía para generar la transferencia de electrones en las reacciones químicas; son reacciones endoérgicas y la fuente de energía es la luz solar. La mayoría de los organismos fotosintéticos capturan la luz visible aunque hay algunos que utilizan luz infrarroja. Los productos de estas reacciones son trifosfato de adenosina (ATP; C₁₀H₁₆N₅O₁₃P₃) y fosfato de dinucleótido nicotinamida y adenina (NADP; C₂₁H₂₉N₇O₁₇P₃). En las células vegetales, las reacciones dependientes de la luz solar ocurren en la membrana tilacoide del cloroplasto. La formulación general de las reacciones fotosintéticas dependientes de la luz es

2 H₂O + 2 NADP⁺  + 3 ADP + 3 P  + luz → 2 NADPH + 2 H⁺ + 3 ATP + O₂

donde ADP es difosfato de adenosina; C₁₀H₁₅N₅O₁₀P₂. Estas reacciones básicamente capturan la energía solar para la conversión de ADP en ATP.

En la reacciones químicas sin participación de luz solar, el ATP y el NADPH reducen el dióxido de carbono que se transforma en glucosa. En plantas, algas y cianobacterias, estas reacciones se denominan ciclo de Calvin. Las bacterias pueden usar diferentes reacciones, incluido el ciclo de Krebs inverso. La formulación general de las reacciones fotosintéticas no dependientes de la luz en las plantas (ciclo de Calvin) es

3 CO₂  + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H⁺  → C₃H₆O₃ + 9 ADP + 9 P  + 6 NADP⁺ + 3 H₂O

De esta forma el carbono del dióxido de carbono se convierte en carbohidratos a través del ciclo de Calvin.

Factores que inciden en la fotosíntesis

Como en cualquier reacción química, la disponibilidad de los reactivos determina la cantidad de productos que se pueden formar. Limitar la disponibilidad de dióxido de carbono o agua ralentiza la producción de glucosa y oxígeno. Además, la velocidad de las reacciones se ve afectada por la temperatura y la disponibilidad de minerales que pueden ser necesarios en las reacciones intermedias, como ser fuentes de fósforo (P) y nitrógeno (N).

La salud general de la planta, o de cualquier otro organismo fotosintético, también juega un papel fundamental en los procesos de fotosíntesis. La tasa de las reacciones metabólicas está determinada en parte por la madurez del organismo, y también incide si está floreciendo o dando frutos.

Fuentes

• Bidlack, JE; Stern, KR; Jansky, S. (2003). Introducción a la biología vegetal . Nueva York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-290941-8.
• Blankenship, RE (2014). Mecanismos moleculares de la fotosíntesis (2ª ed.). John Wiley & Sons. ISBN 978-1-4051-8975-0.
• Reece JB y col. (2013). Biología Campbell . Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-77565-8.