La fotosíntesis

Escribe la ecuación química global de la fotosíntesis e identifica los reactivos, los productos y la fuente de energía del proceso.

¿Qué pigmento captura la luz en la fotosíntesis y en qué orgánulo celular se encuentra? Explica por qué las hojas son verdes y qué ocurre con ese color en otoño en las especies caducifolias.

Nombra los principales pigmentos fotosintéticos (clorofilas a y b, carotenoides) y explica qué es el espectro de absorción: qué colores de la luz aprovechan y cuál reflejan, relacionándolo con el color que vemos.

Explica dónde ocurre la fotosíntesis dentro del cloroplasto: qué son los tilacoides y los grana y qué es el estroma, indicando qué fase del proceso ocurre en cada compartimento.

Distingue la fase lumínica y la fase oscura (ciclo de Calvin) de la fotosíntesis: en qué parte del cloroplasto ocurre cada una, qué sustancias entran y qué se obtiene en cada fase.

¿De qué molécula procede el oxígeno que libera la fotosíntesis: del $\text{CO}_2$ o del agua? Explica cómo se comprobó usando isótopos marcados ($\text{O-18}$) y por qué el resultado fue decisivo.

Explica qué es la fotólisis del agua y qué tres productos genera (electrones, protones y oxígeno), indicando para qué usa la planta los dos primeros.

El experimento de Engelmann (1882) iluminó un alga filamentosa con un miniespectro y observó dónde se acumulaban las bacterias aeróbicas. a) Explica el montaje y qué medían en realidad las bacterias (¿dónde había más oxígeno?). b) Razona qué colores resultaron más eficaces para la fotosíntesis y cómo anticipó el espectro de acción. c) Valora por qué fue un experimento elegante sin necesidad de instrumentos de medida de gases.

Las ecuaciones globales de la fotosíntesis y de la respiración celular parecen simétricas. Razona por qué, a pesar de ello, no son procesos inversos: compara orgánulos, mecanismos y el sentido energético de cada uno.

El esquema muestra el intercambio de materia en una hoja durante la fotosíntesis. a) Indica qué sustancia transporta la flecha marcada con «?» que sale por el nervio y hacia qué partes de la planta viaja. b) Escribe la ecuación global del proceso y relaciona cada flecha con los reactivos o productos. c) Nombra la estructura de la epidermis por la que entra el $\text{CO}_2$.

La ecuación global de la fotosíntesis indica que por cada $180\ \text{g}$ de glucosa formados se fijan $264\ \text{g}$ de $\text{CO}_2$ ($6 \cdot 44\ \text{g}$). Una planta sintetiza $90\ \text{g}$ de glucosa. Calcula, usando esa relación en masa, cuántos gramos de $\text{CO}_2$ ha fijado de la atmósfera, y comprueba el resultado escribiendo la ecuación ajustada con las masas de cada sustancia.

Los invernaderos enriquecen el aire con $\text{CO}_2$ para aumentar la cosecha. Explica por qué funciona recurriendo a la ley del mínimo (factor limitante), qué aumento de producción puede lograrse y qué otros factores pasan a ser limitantes una vez corregido el $\text{CO}_2$.

En una gráfica de la tasa fotosintética frente a la intensidad de luz, la curva sube al principio y luego se estabiliza aunque la luz siga aumentando. Interpreta la gráfica: qué ocurre en cada tramo, qué otros factores pueden convertirse en limitantes en la meseta y cómo se comprobaría experimentalmente.

Las plantas C4 (maíz, caña de azúcar) y las CAM (cactus, piña) tienen variantes de la fotosíntesis. Explica en qué consiste cada estrategia y qué ventaja aportan frente a las plantas C3 en climas cálidos y secos, relacionándolo con la fotorrespiración y el cierre de estomas.