jueves, 13 de junio de 2013

Fotosintesis

¿Que es la fotosíntesis?

La fotosíntesis es el proceso de convertir la energía luminosa en energía química y su almacenamiento en los lazos de azúcar. Este proceso se produce en las plantas y algunas algas (Reino Protista). Las plantas sólo necesitan energía de la luz, CO 2 y H 2 O para producir azúcar. El proceso de la fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos , usando específicamente la clorofila , el pigmento verde implicados en la fotosíntesis.

La fotosíntesis se lleva a cabo principalmente en las hojas de las plantas, y poco o nada se produce en los tallos, etc Las partes de una hoja típica incluye la parte superior e inferior de la epidermis , el mesófilo , el paquete vascular (s) (venas) y los estomas . Las células de la epidermis superior e inferior no tienen cloroplastos, por lo tanto la fotosíntesis no tiene lugar allí. Ellos sirven sobre todo como protección para el resto de la hoja. Los estomas son agujeros que se producen principalmente en la epidermis inferior y son para el intercambio de aire: dejan de CO 2 y O 2 hacia fuera. Los haces vasculares o venas de una hoja son parte del sistema de transporte de la planta, el agua y los nutrientes en movimiento alrededor de la planta, según sea necesario. Las células del mesófilo tienen cloroplastos y es aquí donde se produce la fotosíntesis.




Como espero que recuerdan, las partes de un cloroplasto incluyen las membranas externas e internas, el espacio intermembrana, estroma y tilacoides apiladas en grana. La clorofila se construye en las membranas de los tilacoides.

La clorofila se ve verde, ya que absorbe la luz roja y azul, por lo que estos colores no está disponible para ser visto por nuestros ojos. Es la luz verde que no se absorbe, que finalmente llega a los ojos, por lo que la clorofila parece verde. Sin embargo, es la energía de la luz roja y azul que son absorbidos que es, de este modo, capaz de ser utilizado para realizar la fotosíntesis. La luz verde podemos ver no es / no puede ser absorbido por la planta, y por lo tanto no se puede utilizar para realizar la fotosíntesis.

La reacción química global que participan en la fotosíntesis es: 6CO 2 + 6H 2 O (+ energía de la luz) C 6 H 12 O 6 + 6O 2 . Esta es la fuente de la O 2 que respiramos, y por lo tanto, un factor importante en las preocupaciones sobre la deforestación.






Hay dos partes en la fotosíntesis:

La reacción de la luz ocurre en la membrana tilacoide y convierte la energía luminosa en energía química. Esta reacción química debe, por tanto, llevarse a cabo a la luz. La clorofila y varios otros pigmentos tales como beta-caroteno se organizan en grupos en la membrana de los tilacoides y están implicados en la reacción de la luz. Cada uno de estos pigmentos de diferentes colores puede absorber un color ligeramente diferente de la luz y transmitir su energía a la molécula de clorofila central para hacer la fotosíntesis. La parte central de la estructura química de una molécula de clorofila es un anillo de porfirina , que consta de varios anillos fusionados de carbono y nitrógeno con un ion de magnesio en el centro.


La energía obtenida a través de la reacción de luz se almacena mediante la formación de una sustancia química llamada ATP (trifosfato de adenosina) , un compuesto usado por las células para el almacenamiento de energía.Este producto químico se hace de la adenina nucleótido unido a un azúcar ribosa, y que está unido a tres grupos fosfato. Esta molécula es muy similar a los componentes básicos de nuestro ADN. 


La reacción de color oscuro se lleva a cabo en el estroma dentro del cloroplasto, y convierte CO 2 al azúcar. Esta reacción no necesita directamente la luz con el fin de producir, pero necesita los productos de la reacción de la luz (ATP y otra sustancia química llamada NADPH). La reacción en la oscuridad implica un ciclo llamado ciclo de Calvin en la que el CO 2 y la energía a partir de ATP se utilizan para formar azúcar. En realidad, se dio cuenta de que el primer producto de la fotosíntesis es un compuesto de tres carbonos llamada gliceraldehído 3-fosfato . Casi inmediatamente, dos de estos se unen para formar una molécula de glucosa.

La mayoría de las plantas puestas CO 2 directamente en el ciclo de Calvin. Así, el primer compuesto orgánico estable formada es la gliceraldehído 3-fosfato. Dado que la molécula contiene tres átomos de carbono, estas plantas se llaman C 3 plantas . Para todas las plantas, el clima caliente del verano aumenta la cantidad de agua que se evapora de la planta. Las plantas reducen la cantidad de agua que se evapora por mantener sus estomas cerrados durante el clima caliente y seco. Desafortunadamente, esto significa que una vez que el CO 2 en sus hojas llega a un nivel bajo, tienen que dejar de hacer la fotosíntesis. Incluso si hay un poco de CO 2 a la izquierda, las enzimas utilizadas para tomar y lo puso en el ciclo de Calvin simplemente no tienen suficiente CO 2 para su uso. Normalmente, la hierba en nuestros patios sólo se vuelve marrón y se vuelve inactiva.Algunas plantas como el pasto de cuaresma , maíz , y caña de azúcar tienen una modificación especial para conservar el agua. Estas plantas de captura de CO 2 de una manera diferente: lo hacen un paso adicional en primer lugar, antes de hacer el ciclo de Calvin. Estas plantas tienen una enzima especial que puede funcionar mejor, incluso a muy bajas de CO 2 niveles, para agarrar CO 2 y convertirlo primero en oxaloacetato , que contiene cuatro átomos de carbono. Por lo tanto, estas plantas se llaman C 4 plantas . El CO 2 se libera desde el oxaloacetato y puesto en el ciclo de Calvin. Esta es la razón por crabgrass puede permanecer verde y seguir creciendo cuando todo el resto de la hierba se seca y marrón.

Hay otra estrategia para hacer frente a mucho calor, el clima desértico, seco y conservar el agua. Algunas plantas (por ejemplo, los cactus y piña) que viven en lugares extremadamente calurosos y secos como desiertos, puede abrir de forma segura sus estomas por la noche cuando el clima es fresco. Por lo tanto, no hay ninguna posibilidad para ellos para conseguir el CO 2 necesario para la reacción en la oscuridad durante el día. Por la noche, cuando pueden abrir sus estomas y disfrutar de CO 2 , estas plantas incorporan el CO 2 en diversos compuestos orgánicos para almacenarlo. Durante el día, cuando la reacción de la luz está ocurriendo y ATP está disponible (pero los estomas deben permanecer cerradas), toman el CO 2 de los compuestos orgánicos y se pone en el ciclo de Calvin. Estas plantas se llaman plantas CAM , siglas de metabolismo ácido de las crasuláceas después de la familia de plantas, Crassulaceae (que incluye la planta de jardín Sedum ) donde se descubrió por primera vez este proceso.


Trabajo de la fotosíntesis



El agua entra en la planta a través de las raíces y se entrega a las hojas a través de sus haces vasculares, que es un sistema de venas que se extiende desde las raíces, a través del vástago, en las hojas de la planta. Hay dos partes principales del proceso de la fotosíntesis: la etapa de la luz y la fase oscura. Porque se trata de la conversión de energía luminosa en energía química, la etapa de la luz requiere luz para trabajar. La energía química creada en la etapa de la luz se almacena como una sustancia química llamada ATP. En la fase de oscuridad, dióxido de carbono y el ATP se convierten en azúcar. Si bien esto no requiere luz, requiere la ATP a partir de la etapa de la luz en un proceso conocido como el ciclo de Calvin.  

Uno de los subproductos vital de la fotosíntesis es oxígeno, que es esencial para nuestro ciclo respiratorio. Nos exhalamos dióxido de carbono, que a su vez, las plantas necesitan para la fotosíntesis, por lo que es una relación complementaria, que es clave para la vida en la tierra. 

Sistema respiratorio

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