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BIOLOGÍA
cuando la clorofila a se encuentra en solución, la luz
transmitida que la atraviesa se ve de color verde. Esto sugiere que la luz verde es una longitud de onda
inútil para la fotosíntesis, ya que no es absorbida. 2)
La luz incide en la superficie y rebota como luz reflejada. La luz reflejada por una superficie vegetal que
contiene cloroplastos o por una solución de clorofila
a, también es de color verde. 3) La luz es absorbida
y excita electrones que pasan a niveles de energía
superiores.
Si se cumplen todas las condiciones necesarias para la actividad fotosintética, la luz absorbida
por los fotosistemas sirve para efectuar trabajo útil
dentro de la planta. Por otra parte, cuando los fotosistemas de la planta capturan más luz de la que
puede utilizarse en las vías fotosintéticas, parte de la
energía lumínica se pierde en forma de calor, pero el
resto se reemite al exterior en una longitud de onda
más larga (de menos energía). Esta reemisión de luz
se llama fluorescencia. Por lo regular, la fluorescencia de las soluciones de clorofila se ve como luz roja.
6.8
6.10 A principios del presente siglo, los anatomistas
vegetales se percataron de que las plantas con
semilla originarias de climas cálidos y secos tenían, en vez de mesofilo en palizada, un anillo de
células del mesofilo alrededor de las células de la
vaina de los haces vasculares. La disposición
de tales células semeja una corona, de modo que
se dio el nombre de Kranz (corona, en alemán) a
esa estructura (Fig. 6.4). Este anillo de células
Kranz exhibe un alto nivel de actividad C4. ¿Cuál
cree el lector que sea la función de la estructura
Kranz?
En condiciones de alta temperatura y cuando hay
riesgo de sufrir pérdida de agua, los estomas de las
plantas desertícolas permanecen cerrados durante
largos periodos. Conforme el CO2 se agota debido a
la fotosíntesis, sus concentraciones en el Interior
de la hoja descienden al mismo tiempo que se elevan las concentraciones de O2. (El O2 es un producto
de desecho de la fotosíntesis.) Esta situación promueve el consumo antieconómíco de RuBP por fotorrespiración, proceso que equivale literalmente a
reliberar sin ganancia el CO2. Sin embargo, las células del mesofilo que rodean a los haces vasculares
se caracterizan por realizar la fotosíntesis C4. Es decir, pueden fijar el CO2 y formar un intermediario C4.
Más tarde, el intermediario C4 que se sintetiza en las
células del mesofilo pasa a las células de la vaina
vascular, donde cede su CO2 al ciclo de Calvin-Benson que ahí opera. La anatomía tipo Kranz optimiza
el contacto entre las células del mesofilo y las de la
vaina vascular y, por tanto, incrementa al máximo el
bombeo de CO2 hacia las células de los haces vasculares, de modo que la fotosíntesis prosigue hasta
en las condiciones adversas de un ambiente cálido y
árido. Se trata, en esencia, de un mecanismo estructural que, por segregación del paso de captura de
CO2 respecto al proceso de síntesis de carbohidratos, mantiene la eficiencia fotosintética de la planta.
El maíz, que a pesar de crecer en climas
templados tuvo como ancestros plantas desertícolas,
posee anatomía tipo Kranz; lo mismo ocurre con la
caña de azúcar y con esa perenne plaga de los prados: la grama.
¿En qué se parecen a la glucólisis las reacciones
del ciclo de Calvin-Benson?
Ambas vías ocurren en el espacio no membranoso
de un organelo. En el caso de la glucólisis, las
enzimas son solubles y están asociadas con el citoplasma en vez de estar dispuestas a lo largo de una
estructura membranosa. En el ciclo de Calvin-Benson las enzimas también son solubles y se encuentran en el estroma no estructurado del cloroplasto.
En ambos procesos, un equilibrio entre el PGA y el
PGAL es la clave de las tasas relativas. En cada proceso ocurren pasos similares, aunque con una marcada diferencia en el sentido de la reacción.
6.9
A principios de la década de 1940, Samuel Rubín
y Martin Kamen pusieron a disposición de la co
munidad científica un isótopo radiactivo del carbo
14
no ( C). ¿Cómo supone el lector que Calvin y
Benson pudieron dilucidar los pasos de la fase os
cura mediante esa herramienta de investigación?
Calvin y sus colaboradores usaron este isótopo para
marcar el carbono del CO2 que estaban estudiando.
Al detener la reacción fotosintética en diversos momentos y determinar cuáles metabolitos contenían el
14
C, pudieron rastrear los intermediarlos formados
durante la fase oscura. Si paraban el proceso segundos después de haber introducido el "CO2, sólo los
primeros compuestos del ciclo estaban marcados
14
con el C. Pero si aguardaban un tiempo apreciable,
la variedad de sustancias marcadas era mayor. Así
descubrieron que el PGA es uno de los primeros intermediarios, pero también que el primer producto
estable de la reacción, que se acumulaba con el
tiempo, era el PGAL. Aunque muchos de los pasos
Intermedios ya fueron dilucidados, aún no se sabe
con certeza cuál es el compuesto de seis carbonos
resultante de la unión del CO2 y el RuBP.
6.11
Compare la ultraestructura y el funcionamiento del
cloroplasto con los de la mitocondria.
En muchos aspectos, los fenómenos químicos asociados con la ultraestructura de las mitocondrias son
paralelos a los que ocurren dentro del cloroplasto:
ambos organelos poseen membrana doble; tienen
una cadena de transporte de electrones asociada
con la membrana, en la cual están embebidos pigmentos como los citocromos; y cuentan con un complejo aparato quimiosmótico para la formación de un
+
gradiente electroquímico de iones H entre dos compartimientos del organelo. El movimiento subsecuente de los iones H· a través de un complejo