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El flujo de energía en el ciclo biológico es mayor a la cantidad de la suma de los intercambios de energía realizados por todas las máquinas existentes construidas por el hombre y que consumen combustible. Los sistemas de transformación de energía de las células vivas son más eficientes y más perfeccionados en el estado presente de la ingeniería humana. Por ejemplo, el hombre aún no ha podidoconstruir una máquina solar capaz de operar tan fácil y eficientemente como una hoja verde de las plantas. Todas las células vivas están dotadas con dispositivos de dimensiones moleculares extremadamente complejos, eficientes y sorprendentes para la transformación de la energía. Una célula simple puede contener muchas clases diferentes de sistemas de transformación de energía y muchos grupos de cadatipo. Las unidades moleculares, básicas en la organización de los sistemas de transformación de energía celulares, son moléculas de enzimas, que son proteínas especializadas capaces de catalizar las reacciones químicas específicas en la célula. La energía se transforma de un tipo a otro en tres grandes pasos durante su flujo en el mundo biológico: la fotosíntesis, la respiración y la biosíntesis.A medida que estas funciones se realizan, la energía finalmente fluye al medio ambiente en una forma disipada, menos útil. Hay otras vías, menos obvias y más sutiles en que la utilización y transformación de la energía por los organismos vivos es muy interesante, pero no se indican las razones de la naturaleza de este trabajo, por el momento. Las trasformaciones de la energía en las células vivastienen un amplio intervalo de manifestación, son fundamentales a la vida y presentan un campo vasto de estudio. La fotosíntesis consiste en la absorción de la energía radiante por la clorofila, la conversión de la energía de la luz absorbida en energía química, y la utilización de esta energía para la reducción del dióxido de carbono de la atmósfera para formar glucosa. En este proceso se formaoxígeno molecular que pasa a la atmósfera. La estequiometría y los datos termodinámicos de la reacción son los siguientes: seis moles de bióxido de carbono y seis moles de agua forman un mol de glucosa y seis moles de oxígeno: el cambio de energía libre es de 686 mil cal/mol; 673 mil cal/mol de entalpia, y el cambio de entropía es de -43.6 cal/mol. Es decir, termodinámicamente no es permitido porel gran aumento de la energía libre y con una disminución de la entropía. El hecho que este proceso se realice en las plantas verdes se debe a que la gran cantidad de energía necesaria es proporcionada por la energía de la luz, que es capturada por la clorofila. Realmente la fotosíntesis es un proceso complejo, cuyo mecanismo molecular completo no se conoce bien todavía, pero sí comprende más de unciento de pasos químicos secuenciales en la producción fotosintética de un mol de glucosa a partir del dióxido de carbono y agua, cada una de las cuales está catalizada por una clase específica de moléculas enzimáticas. La glucosa formada en la fotosíntesis puede convertirse enzimáticamente con reacciones secundarias en otros componentes que contienen carbono: celulosa, proteínas, lípidos, enproceso de biosíntesis requiriendo a su vez de gran cantidad de energía. Asimismo la glucosa puede ser oxidada por las plantas para dar bióxido de carbono y agua, y utilizar la energía para sus propias necesidades. Los carbohidratos, proteínas y lípidos de las plantas pueden ser utilizadas como alimento por las células del mundo animal, así como por las células de las plantas que no realizan lafotosíntesis. Los procesos que se realizan se pueden resumir al considerar la existencia de un ciclo de carbono, un ciclo de oxígeno y un ciclo de agua entre el mundo animal y el mundo vegetal. El contenido de agua en la biosfera es muy grande, como lo es también el contenido de oxígeno. En cambio el contenido de dióxido de carbono es pequeño, aproximadamente de 0.03 por ciento. El ciclo de masa y...