Fotosíntesis

La fotosíntesis es el proceso por el cual la materia inorgánica se convierte en compuestos orgánicos gracias a la energía aportada por la luz. En este proceso la energía lumínica se transforma en energía química estable, siendo el adenosín trifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esa energía química. Con posterioridad, el ATP es utilizado en interior de la célula para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad, tales como carbohidratos. Cada año los organismos fotosintetizadores fijan en forma de materia orgánica en torno a 100.000 millones de toneladas de carbono (3000 toneladas de carbono por segundo aproximadamente).⁴¹​⁴²​
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 contiene 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 o lamelas, cuya membrana contiene pigmentos fotosintéticos. En términos medios, una célula foliar tiene entre cincuenta y sesenta cloroplastos en su interior.⁴³​⁴¹​ 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 en dador de electrones es el sulfuro de hidrógeno, 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.⁴³​
La ecuación química general para la fotosíntesis es:

2n CO₂ + 2n DH₂ + fotones → 2(CH₂O)_n + 2n A

Dióxido de carbono + donante de electrones + energía lumínica → carbohidrato + donante de electrones oxidado En la fotosíntesis oxigénica el agua es el donante de electrones y, debido a que su hidólisis libera oxígeno, la ecuación para este proceso es:

2n CO₂ + 4n H₂O + fotones → 2(CH₂O)_n + 2n O₂ + 2n H₂O

Dióxido de carbono + agua + energía lumínica → carbohidrato + oxígeno + agua

Frecuentemente 2n moléculas de agua se cancelan en ambos miembros de la ecuación, lo que produce:

2n CO₂ + 2n H₂O + fotones → 2(CH₂O)_n + 2n O₂

Dióxido de carbono + agua + energía lumínica → carbohidrato + oxígeno