Respuestas
La fotosíntesis se produce principalmente en las hojas de las plantas, aunque en menor proporción puede producirse en los tallos, especialmente en algunas plantas que han sufrido adaptaciones, como los cactus o las plantas crasas.
Las hoja consta fundamentalmente de las siguientes partes:
- Epidermis: La epidermis es la capa externa de la hoja que la cubre tanto por el haz como por el envés.
- Mesófilo : El mesófilo es la capa media de la hoja.
- Los haces vasculares: Son los canales que, en forma de venas, permiten el transporte de substancias nutritivas y agua.
- Los estomas: Son una especie de agujeros o válvulas que permiten el intercambio de gases entre el interior de la hoja y el medio exterior.
El proceso de fotosíntesis se lleva a cabo en la capa media de la hoja o mesófilo, en donde se hallan los órganos especializadas en este proceso llamados cloroplastos. Los cloroplastos constan fundamentalmente de una membrana externa, una membrana interna y de una serie de sacos, llamados tilacoides, en cuyas membranas se forma la clorofila u otros pigmentos. Los tilacoides aparecen agrupadas en columnas verticales llamadas granas. El espacio restante interior de los cloroplastos queda cubierto por un fluido llamado estroma.
La reacción se produce en las membranas de los tilacoides donde se encuentran los pigmentos que son capaces de absorber las diferentes longitudes de onda de la luz. Esta absorción de la luz produce una reacción química cuando la energía de los fotones descompone el agua y libera oxígeno, protones y electrones. Los electrones se utilizan para sintetizar dos moléculas encargadas de almacenar y transportar energía : la ATP (Adenosin Trifosfato o Trifosfato de adenosina) y NADP (Nicotiamida-Adenina Dinucleotido fosfato) .
Estas dos moléculas se utilizarán en la siguiente fase de la fotosíntesis para trasformar el dióxido de carbono (C02) y el agua ( H2 0) para la producción de materia orgánica. ( hidratos de carbono)
La fase de fijación del dióxido de carbono o Ciclo de Calvin no se lleva a cabo en los tilacoides sino en el estroma. Durante este ciclo el dióxido de carbono y el ATP consiguen formar el primer compuesto orgánico en forma de moléculas de gliceraldehido-3-fosfato una molécula que contiene tres átomos de carbón, a partir de las cuales se forman los hidratos de carbono. En la mayoría de las plantas el Ciclo de Calvin esta ligado a la fase fotoquímica de manera que las plantas se regulan a través de encimas para que ambos procesos se produzcan a la vez. Las plantas que siguen este proceso se denominan plantas C3
Plantas C4
Una excepción a este tipo de plantas lo constituyen las llamadas plantas llamadas C4 y las plantas CAM o de metabolismo ácido. Las plantas C 4 consiguen mediante una enzima especial añadir un paso más al ciclo de Calvin y elaboran previamente al gliceraldehido-3-fosfato una molécula que contiene 4 átomos de carbono, llamada oxaleacetato . De ahí que se las conozca como plantas C4. Con ello consiguen superar la eficacia de la fotosíntesis en condiciones de baja cantidad de agua disponible.
El agua es necesaria para poder metabolizar el CO2. ( En el metabolismo de las plantas C3, por cada molécula de agua y por cada cuatro fotones se forman media molécula de oxígeno, 1,3 moléculas de ATP, y un NADPH + H+.) Cuando las plantas C3 detectan la falta de agua en el suelo, tal como ocurre en el verano , cierran los estomas y detienen el proceso de fotosíntesis.
Las plantas C4 pueden seguir trabajando porque consiguen realizar la fotosíntesis con bajos niveles de CO2. Pertenecen a este grupo plantas una serie de vegetales procedentes de zona cálidas y secas, tales como el maíz, el sorgo, el mijo, la caña de azúcar o la grama. Esta es la razón por la cual la grama, por ejemplo, es tan resistente a la sequía.
Plantas CAM o plantas de metabolismo ácido
Las plantas Cam consiguen fijar el CO2 por la noche dado que durante el día permanecen con los estomas cerrados para evitar la pérdida de agua.
El particular proceso fotosintético que llevan a cabo las plantas crasas, entre las que se encuentran los cactos, explica como estas plantas han evolucionado para soportar condiciones de sequedad ambiental extraordinarias. La mayoría de los vegetales en el proceso de la fotosíntesis necesitan abrir los estomas para absorber dióxido de carbono y expulsar oxígeno,con la consecuente perdida de agua por transpiración. Los cactus solamente abren los estomas por la noche, par evitar la deshidratación. Así pues el intercambio de gases se realiza en la oscuridad.
Los cactus expulsan el oxígeno a la atmósfera y absorben dióxido de carbono, que se mantiene en forma de ácido (generalmente ácido málico) hasta la mañana siguiente cuando la planta , en presencia de la luz solar, realizará la función clorofílica y extraerá el dióxido de carbono del ácido para transformarlo en azúcar. Este proceso se denomina C.A.M (En ingles = Crassulean Acid Metabolism) porque fue observado por primera vez con las crasuláceas.