La fotosíntesis: estructuras y moléculas

La fotosíntesis: estructuras y moléculas

Los organismos que utilizan la fotosíntesis para obtener energía son principalmente las plantas verdes. Estos seres vivos son los responsables de la síntesis de la mayor parte de la materia orgánica de la biosfera.

Bosques y plantas

Las plantas superiores tienen en su parte aérea dos tipos de órganos: los tallos y las hojas. Los tallos se ramifican sucesivamente y sobre estas ramificaciones se disponen las hojas de manera que todas ellas están expuestas a la luz solar.

Si prestamos atención al conjunto de plantas que forman un bosque, veremos que esta estructura se repite, y el resultado es que las copas de los árboles crecen a distintas alturas, formando un tapiz continuo que se encarga de captar la luz solar.

Las hojas

La hoja es el órgano vegetal más especializado para realizar la fotosíntesis, gracias a que presenta las siguientes características:

  • La superficie de la hoja es muy grande en proporción a su volumen, y esto facilita la captación de una gran proporción de radiación solar.
  • Existen diferencias entre la cara superior o haz y la cara inferior o envés. El haz está diseñado para recibir la luz y lo forma un tejido llamado parénquima en empalizada, de células, con numerosos cloroplastos, que se localizan muy próximas unas a otras. Este tejido es el responsable de captar la radiación solar. En el envés, sin embargo, existen un tejido más esponjoso, el parénquima lagunar, que conecta con unas cavidades especializadas en la entrada y salida de gases, los estomas.
  • La hoja tiene un extenso sistema de nervios conductores que aseguran una rápida distribución del agua y de los nutrientes a todas sus células y también el reparto de los azúcares obtenido durante la fotosíntesis.

Los estomas

Todos los órganos situados en la parte aérea de las plantas están recubiertos de una capa celular, la epidermis, que es muy poco permeable a los gases (CO2, O2 y vapor de agua). Para permitir el paso de gases entre el interior y el exterior de la planta, existen en la epidermis unas estructuras especiales denominadas estomas. Los estomas están formados por un par de células de forma arriñonada, llamadas células oclusivas. Las células oclusivas dejan un espacio mayor o menor entre ellas, que se denomina poro estomático y puede ser abierto en mayor o menor grado. Es por este poro por donde los gases pasan del exterior al interior de la planta y viceversa.

Los estomas son más abundantes en el envés que en el haz, donde normalmente no están casi presentes. El número de estomas que suelen presentar las plantas varían en relación con el ambiente en el que viceversa; en climas secos las plantas tienen menor número de estomas para evitar una pérdida excesiva de agua.

Los cloroplastos

Los cloroplastos son los orgánulos celulares en los que se producen el proceso de la fotosíntesis. Con el microscopio óptico se distingue fácilmente por el color verde que les proporcionan sus pigmentos (la clorofila).

Con el microscopio electrónico podemos obtener una visión más completa de la estructura de un cloroplasto. La cubierta está formada por una doble membrana, y el interior del cloroplasto está formado por otra serie de membranas que están dispuestas longitudinalmente a lo largo del cloroplasto. Estas membranas interiores se llaman lamelas y entre ellas se pueden observar una serie de discos apilados unos sobre otros que se denominan tilacoides. Cada conjunto de tilacoides se llaman grana. Es en los tilacoides donde existe una mayor concentración de los pigmentos que intervienen en la fotosíntesis. Al espacio que queda entre las lamelas y los tilacoides se le llama estroma y en él también tienen lugar algunas reacciones del proceso de la fotosíntesis.

Los pigmentos fotosintéticos

En las membranas de los tilacoides se localizan los pigmentos fotosintéticos, que son las moléculas encargadas de convertir la energía de la luz solar en energía química. Los pigmentos fotosintéticos son de tres tipos: Clorofilas, carotenoides y ficobilinas.

  1. Las clorofilas son de color verde y, por lo tanto, son las responsables del color verde de las plantas. Las hay de cuatro tipos: a, b, c y d. En las plantas superiores se encuentran las de tipo a y b, mientras que en algunas algas se encuentran los tipos a, c y d.
  2. Los carotenoides son de color pardo o amarillento, tienen una función accesoria y no sólo se encuentran en los tilacoides sino también en la membrana interna del cloroplasto.
  3. Las ficobilinas están asociadas a moléculas de proteínas. La ficoeritrina es una ficobilina de color rojo que tienen las algas rojas, mientras que la ficocianina, de color azul, se localiza en las algas verdeazuladas.

Las moléculas de clorofila no funcionan independientemente, sino que se asocian en grupos para captar la luz solar. Podemos encontrar grupos de unas 200 moléculas de clorofila junto con 50 moléculas de carotenoides que trabajan en un conjunto denominado complejo antena, debido a que funcionan a modo de antenas para recibir la energía luminosa. Dentro de cada complejo antena hay una molécula de clorofila especial hacia la cual todas las demás clorofilas envía esa energía hacia un grupo de enzimas que la utilizan para sintetizar ATP.

Preguntas y Respuestas

¿Qué son los organismos que utilizan la fotosíntesis para obtener energía?

Los organismos que utilizan la fotosíntesis para obtener energía son principalmente las plantas verdes. Estos seres vivos son los responsables de la síntesis de la mayor parte de la materia orgánica de la biosfera.

¿Cuáles son los dos tipos de órganos de la plantas superiores?

Las plantas superiores tienen en su parte aérea dos tipos de órganos: los tallos y las hojas. Los tallos se ramifican sucesivamente y sobre estas ramificaciones se disponen las hojas de manera que todas ellas están expuestas a la luz solar.

¿Qué es la hoja?

La hoja es el órgano vegetal más especializado para realizar la fotosíntesis, gracias a que presenta las siguientes características:

  • La superficie de la hoja es muy grande en proporción a su volumen, y esto facilita la captación de una gran proporción de radiación solar.
  • Existen diferencias entre la cara superior o haz y la cara inferior o envés. El haz está diseñado para recibir la luz y lo forma un tejido llamado parénquima en empalizada, de células, con numerosos cloroplastos, que se localizan muy próximas unas a otras. Este tejido es el responsable de captar la radiación solar. En el envés, sin embargo, existen un tejido más esponjoso, el parénquima lagunar, que conecta con unas cavidades especializadas en la entrada y salida de gases, los estomas.
  • La hoja tiene un extenso sistema de nervios conductores que aseguran una rápida distribución del agua y de los nutrientes a todas sus células y también el reparto de los azúcares obtenido durante la fotosíntesis.

¿Qué son los estomas?

Los estomas son más abundantes en el envés que en el haz, donde normalmente no están casi presentes. El número de estomas que suelen presentar las plantas varían en relación con el ambiente en el que viceversa; en climas secos las plantas tienen menor número de estomas para evitar una pérdida excesiva de agua.

¿Qué son los cloroplastos?

Los cloroplastos son los orgánulos celulares en los que se producen el proceso de la fotosíntesis. Con el microscopio óptico se distingue fácilmente por el color verde que les proporcionan sus pigmentos (la clorofila).

¿Qué podemos obtener con el microscopio electrónico?

Con el microscopio electrónico podemos obtener una visión más completa de la estructura de un cloroplasto. La cubierta está formada por una doble membrana, y el interior del cloroplasto está formado por otra serie de membranas que están dispuestas longitudinalmente a lo largo del cloroplasto. Estas membranas interiores se llaman lamelas y entre ellas se pueden observar una serie de discos apilados unos sobre otros que se denominan tilacoides. Cada conjunto de tilacoides se llaman grana. Es en los tilacoides donde existe una mayor concentración de los pigmentos que intervienen en la fotosíntesis. Al espacio que queda entre las lamelas y los tilacoides se le llama estroma y en él también tienen lugar algunas reacciones del proceso de la fotosíntesis.

¿Qué son los pigmentos fotosintéticos?, ¿Qué son las clorofilas?, ¿Qué son los carotenoides?, ¿Dónde están asociadas las ficobilinas?

En las membranas de los tilacoides se localizan los pigmentos fotosintéticos, que son las moléculas encargadas de convertir la energía de la luz solar en energía química. Los pigmentos fotosintéticos son de tres tipos: Clorofilas, carotenoides y ficobilinas.

  1. Las clorofilas son de color verde y, por lo tanto, son las responsables del color verde de las plantas. Las hay de cuatro tipos: a, b, c y d. En las plantas superiores se encuentran las de tipo a y b, mientras que en algunas algas se encuentran los tipos a, c y d.
  2. Los carotenoides son de color pardo o amarillento, tienen una función accesoria y no sólo se encuentran en los tilacoides sino también en la membrana interna del cloroplasto.
  3. Las ficobilinas están asociadas a moléculas de proteínas. La ficoeritrina es una ficobilina de color rojo que tienen las algas rojas, mientras que la ficocianina, de color azul, se localiza en las algas verdeazuladas.

¿Por qué las moléculas de clorofila no funcionan independientes?

Las moléculas de clorofila no funcionan independientemente, sino que se asocian en grupos para captar la luz solar. Podemos encontrar grupos de unas 200 moléculas de clorofila junto con 50 moléculas de carotenoides que trabajan en un conjunto denominado complejo antena, debido a que funcionan a modo de antenas para recibir la energía luminosa. Dentro de cada complejo antena hay una molécula de clorofila especial hacia la cual todas las demás clorofilas envía esa energía hacia un grupo de enzimas que la utilizan para sintetizar ATP.


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