¿Por qué el agua es importante para la fotosíntesis?

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La fotosíntesis es una importante vía bioquímica que implica la producción de azúcar (glucosa) a partir de la luz, agua y dióxido carbono y liberación de oxígeno. Es una serie de reacciones bioquímicas complejas y se produce en las plantas superiores, algas, algunas bacterias y algunos fotoautótrofos. Casi toda vida depende de este proceso. La tasa de fotosíntesis está relacionada con la concentración de dióxido de carbono, la temperatura y la intensidad de la luz. Obtiene energía de fotones absorbidos y utiliza el agua como un agente reductor.

La fotosíntesis en el pasado

Con el advenimiento de la vida en la Tierra, comenzó el proceso de la fotosíntesis. Puesto que la concentración de oxígeno era insignificante, primero la fotosíntesis se llevó a cabo usando sulfuro de hidrógeno y ácido orgánico en el agua de mar. Sin embargo, el nivel de estos materiales no era suficiente para continuar la fotosíntesis por mucho y por lo tanto el uso de agua evolucionó. Este tipo de fotosíntesis con agua dio como resultado la liberación de oxígeno. En consecuencia, la concentración de oxígeno en la atmósfera comenzó a aumentar. Este ciclo interminable hizo a la Tierra rica en oxígeno lo que puedo apoyar el actual ecosistema dependiente de oxígeno.

Rol del agua en la fotosíntesis

En un nivel fundamental, el agua proporciona electrones para reemplazar a los retirados de clorofila en el fotosistema II. Además, el agua produce oxígeno, así como reduce NADP a NADPH (requerida en el ciclo de Calvin) por la liberación de iones H+.

Agua como proveedor de oxígeno

Durante el proceso de la fotosíntesis, seis moléculas de dióxido de carbono y seis moléculas de agua reaccionan en presencia de la luz solar para formar una molécula de glucosa y seis moléculas de oxígeno. El papel del agua es para liberar oxígeno (O) de la molécula de agua en la atmósfera en forma de gas de oxígeno (O2).

Agua como un alimentador de electrones

El agua también tiene otra importante función de ser un alimentador de electrones. En el proceso de la fotosíntesis, el agua proporciona el electrón que se une el átomo de hidrógeno (de una molécula de agua) a la de carbono (de dióxido de carbono) para dar el azúcar (glucosa).

Fotólisis del agua

El agua actúa como un agente reductor, proporcionando iones H+ que convierten NADP a NADPH. Dado que NADPH es un importante agente reductor presente en los cloroplastos, su producción resulta en un déficit de electrones, como resultado de la oxidación de la clorofila. Esta pérdida de electrones debe ser cumplida por los electrones de otro agente reductor. El fotosistema II implica los primeros pasos del esquema-Z (el diagrama de la cadena de transporte de electrones en la fotosíntesis) y por lo tanto requiere un agente reductor que pueda donar electrones para oxidar la clorofila, que se proporciona por el agua (que actúa como una fuente de electrones en las plantas verdes y cianobacterias). Por lo tanto los iones de hidrógeno liberado crean un potencial químico (quimiosmótica) a través de la membrana que finalmente resulta en la síntesis de ATP. El fotosistema II es la principal enzima conocida que actúa como catalizador en la oxidación de esta agua.