Los organismos vivos están continuamente experimentando reacciones químicas que dan lugar a cambios de energía en sus cuerpos. Todas estas reacciones y cambios se denominan metabolismo. Básicamente, el metabolismo consiste en dos procesos, la síntesis o acumulación de sustancias corporales complejas a partir de componentes y energía más simples, y la descomposición o descomposición de estas sustancias y energía complejas. El primer proceso se conoce como anabolismo y el segundo como catabolismo.

Una de las principales características de los organismos vivos es la capacidad de alimentarse. Esto se conoce como nutrición. Por lo tanto, la nutrición es el proceso de adquisición de energía y materiales para el metabolismo celular, incluido el mantenimiento y la reparación de las células y el crecimiento. En los organismos vivos, la nutrición es una serie compleja de procesos tanto anabólicos como catabólicos mediante los cuales los materiales alimenticios que se incorporan al cuerpo se convierten en sustancias corporales complejas (principalmente para el crecimiento) y energía (para el trabajo). En los animales, los materiales alimenticios que se ingieren generalmente están en forma de compuestos complejos e insolubles. Estos se descomponen en compuestos más simples, que pueden ser absorbidos por las células. En las plantas, las células vegetales sintetizan primero los materiales alimenticios complejos y luego los distribuyen a todas las partes del cuerpo de la planta. Aquí, se convierten en formas solubles más simples, que pueden ser absorbidas por el protoplasma de cada célula. Las materias primas necesarias para la síntesis de estos materiales alimenticios complejos se obtienen del aire y del suelo en el medio ambiente de la planta.

Todos los organismos vivos que no pueden proporcionar su propio suministro de energía mediante la fotosíntesis o la quimiosíntesis se conocen como hetero estrofas u organismos heteroestróficos. Heteroestrófico significa alimentarse de los demás. Todos los animales son hetero estrofas. Otros organismos como muchos tipos de bacterias, algunas plantas con flores y todos los hongos utilizan este método de nutrición. La forma en que los hetero strophes obtienen su alimento varía considerablemente. Sin embargo, la forma en que los alimentos se procesan en forma utilizable dentro del cuerpo es muy similar en la mayoría de ellos. Pero todas las plantas verdes poseen la capacidad de fabricar carbohidratos a partir de ciertas materias primas obtenidas del aire y el suelo. Esta capacidad es importante no solo para las plantas mismas sino también para los animales, incluido el hombre, que dependen directa o indirectamente de las plantas para alimentarse.

La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas fabrican sus alimentos mediante el uso de energía del sol y las materias primas disponibles. Es la fabricación de carbohidratos en plantas. Se lleva a cabo en las células de clorofilas (es decir, verde) de las hojas y los tallos solamente. Estas células verdes contienen cloroplastos, que son esenciales para la síntesis de los alimentos. Por lo tanto, todas las materias primas necesarias para la fotosíntesis, a saber, el agua y las sales minerales del suelo, y el dióxido de carbono de la atmósfera deben transportarse a las células de clorofilas, que son más abundantes en las hojas.

Los poros diminutos, o estomas, que generalmente ocurren en mayor cantidad en las superficies inferiores de la mayoría de las hojas, permiten que los gases de la atmósfera pasen a los tejidos internos. Un estoma es una célula epidérmica de forma ovalada conocida como células de guardia. Cada estoma es en realidad la apertura de una cámara de aire subestomata. Este es un gran espacio aéreo intercelular, que se encuentra adyacente al estoma. Es continuo con otros espacios aéreos intercelulares que se encuentran dentro de la hoja. El tamaño de cada poro del estoma depende de la curvatura de las células de protección que lo flanquean. Cuando las celdas protectoras están llenas de agua, se hinchan o se vuelven turgentes y, por consiguiente, se abre el poro. Sin embargo, cuando el nivel del agua es bajo, se vuelven suaves o flácidos y se derrumban, como resultado, los poros se cierran. Cuando el estoma está abierto, el aire ingresa a la cámara del subestoma y se difunde a través del aire intercelular que se disuelve en el agua, que rodea las células. Esta solución de dióxido de carbono luego se difunde en las células de la hoja, particularmente en las células empalizadas. Aquí, es utilizado por los cloroplastos para la fotosíntesis.

El agua que transporta sales minerales disueltas como los fosfatos, cloruros y bicarbonatos de sodio, potasio, calcio, hierro y magnesio, es absorbida por el suelo por las raíces. Esta agua del suelo ingresa a los pelos de las raíces mediante un proceso llamado ósmosis, el movimiento de la molécula de agua desde una región de menor concentración a una región de mayor concentración a través de una membrana semipermeable. Luego se conduce hacia arriba desde las raíces, a través del tallo hasta las hojas por el tejido del xilema. Se transporta a todas las células, a través de la vena y sus ramas.

Los cloroplastos contienen el pigmento verde (clorofila) que le da color a las plantas y es capaz de absorber la energía de la luz solar. Esta energía se usa para uno de los primeros pasos esenciales en la fotosíntesis; a saber, la división de la molécula de agua en oxígeno e hidrógeno. Este oxígeno se libera a la atmósfera. Los componentes de hidrógeno que se usan también reducen el dióxido de carbono, en una serie de enzimas y reacciones que consumen energía, para formar compuestos orgánicos complejos como azúcares y almidones.

Durante la fotosíntesis, los compuestos de alta energía continua como los carbohidratos se sintetizan a partir de compuestos que contienen poca energía como el dióxido de carbono y el agua en presencia de luz solar y clorofila. Como la energía solar es necesaria para la fotosíntesis, el proceso no puede ocurrir por la noche debido a la ausencia de luz solar. Los productos finales de la fotosíntesis son los carbohidratos y el oxígeno. El primero se distribuye a todas las partes de la planta. Este último se emite como un gas a través de los estomas de regreso a la atmósfera a cambio del dióxido de carbono que fue absorbido. La aparición de la fotosíntesis en las hojas verdes puede demostrarse mediante experimentos que muestran la absorción de dióxido de carbono, agua y energía por el hojas, y la producción de oxígeno y carbohidratos. Se pueden establecer experimentos simples para demostrar la emisión de oxígeno por las plantas verdes, la formación de carbohidratos (a saber, almidón) en las hojas y los requisitos de dióxido de carbono, luz solar y clorofila para la formación de almidón en las hojas verdes.

Los experimentos en fisiología implican la colocación de materiales biológicos como plantas y animales o partes de plantas y animales en condiciones inusuales, por ejemplo, frascos, jaulas o cajas. Si se configura un experimento para mostrar los efectos producidos por la ausencia de dióxido de carbono durante el proceso fotosintético, entonces se puede argumentar que el resultado obtenido de dicho experimento se debe en parte a la colocación del material biológico en condiciones experimentales no naturales. , por lo tanto, es necesario establecer dos experimentos casi idénticos; Uno se coloca en condiciones normales (el experimento de control) donde todos los factores necesarios para la fotosíntesis están presentes, mientras que el otro (el experimento de prueba) se coloca en una condición en la que se elimina o varía un solo factor mientras todos los demás factores están presentes. Esto permite al experimentador asegurarse de que el resultado que muestra su experimento de prueba se debe al factor eliminado o variado y no a la configuración experimentada. Por lo tanto, el experimento de control sirve como guía para garantizar que la conclusión obtenida por el experimento de prueba no sea una falacia.

Después de ciertos experimentos adecuados, la observación muestra claramente que el oxígeno se libera solo cuando se produce la fotosíntesis, es decir, durante el día. No se puede formar almidón si la luz solar está ausente, aunque pueden estar presentes otros factores esenciales completos como el agua, el dióxido de carbono y la clorofila.

La fotosíntesis, el componente básico de la nutrición, ha desempeñado la unidad de la vida saludable y desempeña un papel esencial para los organismos vivos. Las complejas estructuras celulares de las plantas se construyen a partir del producto primario de la fotosíntesis, a saber, un carbohidrato simple como la glucosa. En esta etapa, debe darse cuenta de que, aunque se ha puesto mucho énfasis en la fotosíntesis, el proceso de síntesis de proteínas es tan importante como el primero. Durante la síntesis de proteínas, los compuestos nitrogenados absorbidos por las plantas y, en ciertos casos, el fósforo y otros elementos, se combinan con la glucosa para formar las diversas proteínas vegetales.
Además de contribuir a la síntesis de proteínas vegetales, la glucosa también es importante porque puede transformarse en grasas y aceites después de una serie de reacciones químicas. También es el producto primario a partir del cual se forman otros compuestos orgánicos.

La importancia de la fotosíntesis en todos los ciclos alimentarios no puede exagerarse. Los animales no pueden hacer uso de la energía del sol para sintetizar compuestos ricos en energía a partir de sustancias simples de fácil acceso como el agua y el dióxido de carbono que se encuentran en la atmósfera que nos rodea, más bien los rayos ultravioleta del sol hacen que algunos entren en el cuerpo vivo. ; La melanina y la queratina afectan el color y la fuerza de la piel de los animales, y algunos daños internos. Por lo tanto, a partir de los rayos, es una suerte que las plantas tengan la capacidad de utilizar la energía proporcionada por la luz solar para sintetizar y almacenar compuestos ricos en energía de los que, en última instancia, dependen todas las formas de vida animal.

Para su supervivencia, el hombre come no solo productos vegetales como frutas, verduras y cereales, sino también animales como ganado y peces. El ganado y otros animales herbívoros dependen completamente de la vida vegetal para su existencia. Mientras que ciertos peces son herbívoros, otros tienen una dieta mixta y un gran número son completamente carnívoros. Los animales carnívoros dependen indirectamente de las plantas para ganarse la vida. Su dieta inmediata consiste en animales más pequeños que ellos mismos deben alimentarse, si no completamente, y en parte, de las plantas. La fotosíntesis es el primer paso en todos los ciclos alimentarios.

Durante el proceso de fotosíntesis, el dióxido de carbono se elimina de la atmósfera y se le agrega oxígeno. Si este proceso de purificación no existiera en la naturaleza, pronto la atmósfera se saturaría con el dióxido de carbono emitido durante la respiración de animales y plantas y durante la descomposición de la materia orgánica para que toda la vida se detuviera gradualmente. Sin fotosíntesis, no habrá nutrición. Y si no hay nutrición, los seres vivos no existirán. Y si no hay seres vivos en la tierra, la tierra seguirá sin forma y completamente vacía. No habrá trabajo para los seres vivos si la fotosíntesis no se corteja. Me pregunto cuál será el destino de los seres vivos hoy o en algún momento, cuando la fotosíntesis se detenga.