La fotosíntesi és un procés químic que converteix diòxid de carboni en compostos orgànics utilitzant lenergia lumínica, normalment energia solar. Aquest procés es fa en determinades cèl·lules vegetals a partir de matèria inorgànica.
Aquest procés químic es produeix a les plantes, les algues, i alguns grups de bacteris. En aquests processos fotosintètics, l'energia lumínica es transforma en energia química estable. Tot i això, no tots els organismes que utilitzen la llum com a font d'energia efectuen la fotosíntesi.
La fotosíntesi és un exemple denergia solar perquè utilitza directament lenergia radiant del sol per dur a terme un procés químic que converteix aquesta energia en energia química emmagatzemada en forma de glucosa i altres molècules orgàniques.
Aquest procés permet reduir la quantitat de diòxid de carboni (CO2) a l'atmosfera d'una manera natural. Té una importància crucial per a la vida a la Terra.
Quina és la funció de la fotosíntesi?
La fotosíntesi és essencial per mantenir l'equilibri d'oxigen i diòxid de carboni a l'atmosfera, així com per proporcionar energia i nutrients a les plantes i, en última instància, a tota la vida a la Terra. És un dels processos més importants a la biosfera, ja que sustenta la vida tal com la coneixem.
A continuació es desglossa la funció de la fotosíntesi:
-
Captura d'energia solar: Les plantes tenen pigments fotosintètics, com ara la clorofil·la, que absorbeixen la llum del Sol i la converteixen en energia química.
-
Conversió de diòxid de carboni (CO2 ) en glucosa (C6H12O6): Durant la fotosíntesi, les plantes prenen diòxid de carboni de l'aire a través de petits porus a les fulles anomenats estomes i l'utilitzen per sintetitzar glucosa i altres carbohidrats. Aquesta conversió de CO2 en glucosa és essencial per a la vida a la Terra, ja que les plantes actuen com a embornals de carboni, ajudant a reduir els nivells de CO2 a l'atmosfera.
-
Alliberament d'oxigen (O2 ): Com a subproducte de la fotosíntesi, les plantes alliberen oxigen a l'aire, que és vital per a la respiració dels éssers vius, inclosos els humans.
-
Producció d'energia i biomassa: La glucosa i altres compostos orgànics produïts durant la fotosíntesi serveixen com a font d'energia i materials de construcció per al creixement i el desenvolupament de la planta. A més, aquests productes alimenten altres formes de vida que s'alimenten de plantes, formant la base de les cadenes alimentàries.
Fórmula de la reacció química
Durant la fotosíntesi, amb la mediació de les molècules de clorofil·la, la radiació solar convertirà sis molècules de CO2 i sis molècules H2O en una molècula de glucosa (C6H12O6), que és un sucre fonamental per a la vida de la planta.
Com a subproducte de la reacció, s'allibera oxigen a través dels estomes que es troben a la fulla.
La fórmula de la reacció química de la fotosíntesi és la següent: 6CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6O2
Fases de la fotosíntesi
La fotosíntesi de la clorofil·la, també anomenada fotosíntesi oxigènica, es duu a terme per etapes en dues fases:
Fase lluminosa
La fase lluminosa o reacció dependent de la llum és el pas de la fotosíntesi en què es converteix energia solar en energia química. La clorofil·la i altres pigments fotosintètics com el carotè abosorben la llum. Es fa servir per fragmentar una molècula d'aigua, per la qual cosa es produeix oxigen com a residu.
Fase fosca
La fase fosca és un conjunt de reaccions que es fan sense llum. (no necessàriament de nit). Durant aquesta fase, la planta converteix el diòxid de carboni i altres compostos en glucosa.
Aquestes reaccions prenen els productes de la fase lluminosa que són bàsicament ATP (adenosí trifosfat) i NADPH (nicotí adení dinucleòtid fosfat) i realitzen més processos químics sobre ells.
Les reaccions de la fase fosques són la fixació del carboni i el Cicle de Calvin.
Importància de la fotosíntesi
La fotosíntesi és essencial per a la vida tal com la coneixem a la Terra, ja que proporciona oxigen, regula el cicle del carboni, sustenta la cadena alimentària i contribueix a la producció d'aliments i d'energia. A més a més, té un paper clau en la mitigació del canvi climàtic en retirar CO2 de l'atmosfera.
A continuació es detallen diverses raons clau que en ressalten la importància:
Producció d'oxigen
La principal font d'oxigen a l'atmosfera és la fotosíntesi. Les plantes, les algues i certs bacteris alliberen oxigen com a subproducte d'aquest procés. L'oxigen és essencial per a la respiració de la majoria de les formes de vida a la Terra, incloent-hi els éssers humans.
Reducció del diòxid de carboni (CO2)
Aquest procés químic retira el diòxid de carboni de l'atmosfera i ajuda a controlar el nivell d'aquest gas d'efecte hivernacle. Això és crucial per mitigar el canvi climàtic i mantenir un equilibri a la composició química de l'atmosfera.
Producció d'aliments
La base de la cadena alimentària a la Terra és la fotosíntesi. Les plantes realitzen la fotosíntesi per produir carbohidrats i altres compostos orgànics, que serveixen com a aliment per a animals herbívors. Aquests herbívors, al seu torn, són consumits per carnívors i així successivament, formant una cadena alimentària que sosté la vida al planeta.
Energia renovable
També és un procés clau per a la producció de biomassa, que es pot utilitzar com a font d'energia renovable a través de la combustió directa o la conversió en biocombustibles.
Això té el potencial de reduir la dependència dels combustibles fòssils i mitigar els problemes ambientals relacionats amb la seva extracció i ús.
Cicle del carboni
La fotosíntesi i la respiració (procés invers) són part essencial del cicle del carboni a la Terra. Aquest cicle és fonamental per mantenir un equilibri en la disponibilitat de carboni, necessari per a la formació de matèria orgànica i minerals, i per regular la temperatura de la Terra mitjançant el control dels gasos amb efecte d'hivernacle.
Habitat i biodiversitat
Els ecosistemes terrestres i aquàtics depenen de la fotosíntesi per proporcionar hàbitats i recursos alimentaris per a una àmplia varietat d'espècies. La diversitat de la vida a la Terra està estretament relacionada amb la disponibilitat de plantes fotosintètiques.