FOTOSÍNTESIS CLAVE DE LA VIDA

1. LICEO MARTA DONOSO ESPEJO DEPARTAMENTO BIOLOGIA Y CIENCIAS TALCA FOTOSÍNTESIS CLAVE DE LA VIDA GLORIA ACUÑA PROFESORA DE BIOLOGIA

2. OBJETIVOS Hoy conoceremos la fotosíntesis, sus etapas y los procesos que involucran

3. La mayor parte de la energía que mantiene a los organismos procede del sol. • Las plantas y ciertas bacterias son capaces de capturarla y convertirla en energía química, que se emplea en la construcción de la materia que constituye los seres vivos. En la mayoria de los casos, el proceso lleva consigo el desprendimiento de oxígeno.

4. Los seres vivos que son capaces de construir su estructura a partir de materiales inorgánicos, son “autosintéticos” o autotrofos. Muchos de ellos pueden producir las moléculas orgánicas complejas a partir de energía procedente de la luz: son los organismos fotosintéticos.

5. La fotosíntesis es un proceso metabólico por el cual ciertas células capturan la energía lumínica del sol y la convierten en energía química. • Son capaces de llevar a cabo fotosíntesis las plantas verdes o rojas, y algunas bacterias, como cianobacterias purpúreas, las sulfuradas verdes, etc,

6. ECUACION GENERAL DE LA FOTOSINTESIS • Desde hace dos siglos se sabe que las plantas desprenden oxígeno y necesitan CO2 y luz • Al relacionar el desprendimiento del O2 y la producción de compuestos orgánicos con el con el consumo de CO2 y luz se puede formular una ecuación global. Energía de la luz Dióxido de carbono + Agua Glucosa + Oxígeno

7. 6 CO2 + 6 H2O + luz C6H12O6 + 6 O2 El significado de esta simple expresión es que la fotosíntesis es un proceso de oxido-reducción que no se produce espontáneamente y que requiere aportes de energía externos al sistema, en este caso proporcionados por la luz

8. ¿Cómo se transforma la energía lumínica en energía química? • La captación de la energía lumínica y su transformación en energía química se produce en los cloroplastos de las células vegetales y en ciertas formaciones de las membranas en las bacterias fotosintéticas.

9. Pero, ¿Cómo se transforma le energía lumínica en energía química?

10. Raíz: subterránea (normalmente) a través de la cual obtienen agua y sales disueltas. • Tallo: Estructura por la cual transportan el agua y las sales minerales desde la raíz a la hoja, y los productos de la fotosíntesis desde la hoja a la raíz y al resto del vegetal. • Hojas: Es el lugar donde los compuestos inorgánicos se transforman en orgánicos. Esta función la realizan transformando la energía de la luz en energía química de enlace.

11. En el interior de estas estructuras se localiza el sistema vascular. Esta formado por vasos conductores, que forman el xilema y el floema y transportan sustancias necesarias para la nutrición.

12. La incorporación del agua y las sales minerales se realiza por las raíces, a través de los pelos radicales. El agua penetra en la raíz por ósmosis. Este fenómeno se produce porque en el interior de la raíz existe más concentración de solutos que en el exterior. El agua llega así circulando hasta los conductos leñosos.Las sales minerales requieren energía para penetrar en la raíz, por lo tanto su transporte es activo. Se realiza en contra de gradiente de concentración. Existen unas proteínas en la propia membrana que permiten el paso de sales que se absorben en forma de iones

13. El conjunto de agua y sales minerales que han llegado hasta el xilema se denomina savia bruta. Esta savia es transportada por los vasos leñosos hasta las hojas, donde se utiliza en la fotosíntesis.

14. Durante la fotosíntesis, la savia bruta, transportada por el xilema hasta las hojas, se transforma en savia elaborada. Es ésta una solución formada por azúcares, aminoácidos y otras sustancias ricas en nitrógeno.Esta savia se transporta por el floema que está formado por células alargadas, dispuestas en fila con los tabiques perforados formando unos tubos, llamados tubos cribosos. La savia lleva una dirección ascendente y descendente, desde las zonas de producción (hojas) hasta las de consumo (sumideros), que pueden ser cualquier parte del vegetal: tejidos de reserva, frutos, semillas, meristemos apicales, etc.

15. La nutrición autótrofa, propia de los vegetales, requiere la captación de luz procedente del sol. Para ello existen unas estructuras especializadas, las hojas, que presentan amplias superficies para que la captación de esta energía sea eficaz.

20. Fases de la fotosíntesis fase luminosa, la luz impacta en las moléculas de clorofila a que están empaquetadas en una ordenación especial, en las membranas tilacoidales. Los electrones de la clorofila a son lanzados a niveles energéticos superiores, y las moléculas de clorofila a se oxidan. En una secuencia de reacciones, la energía que llevan estos electrones se usa para formar ATP a partir del ADP y para reducir una molécula llamada NADP+. Las moléculas de agua se escinden en esta etapa para dar electrones que se usan para sustituir los que se marchan de la clorofila a.

25. Reacciones de la fase dependiente de la luz • 1. Los fotones de energía lumínica estimulan el fotosistema II, ubicado dentro de la membrana tilacoidal del cloroplasto. La liberación de un electrón generando una cadena de transporte de electrones • 2. Ocurre la fotólisis del agua, dando origen a una molécula de oxigeno • 3. La cadena de transporte de electrones se acopla al fotosistema I. Cuando la molécula de clorofila del fotosistema I es estimulada por otro fotón se genera una nueva cadena de transporte de electrones que finalmente produce una sustancia llamada NADPH • 4. Cuando los iones hidrógeno (H) atraviesan la enzima ATP sintetasa se usa para transformar ADP a ATP • El ATP junto con el NADPH posteriormente serán usados para sintetizar glucosa

31. Fase secundaria o independiente de la luz Fase oscura, el ATP y el NADPH, formados durante la primera etapa, se usan para reducir el dióxido de carbono a un glúcido sencillo.Esta incorporación de dióxido de carbono en forma de materia orgánica, se denomina fijación del carbono, y se produce en el estroma del cloroplasto.  

32. En las reacciones químicas que conforman el ciclo de Calvin participan diversas enzimas. La más importante de ellas se denomina ribulosabifosfato (rubisco) y es la enzima que intervienen en la reacción en que capta CO2. Esta enzima es la proteína más abundante de los vegetales

34. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS • Intensidad luminosa: la energía luminica es fundamental para la ocurrencia de la fase primaria de la fotosíntesis . • La tasa fotosintética aumenta progresivamente a medida que aumenta la intensidad lumínica, hasta un valor máximo, luego se mantiene relativamente constante aunque la intensidad lumínica se incremente.

35. Temperatura • Experimentos realizados han demostrado que estas aumentan su tasa fotosintética a medida que se incrementa la temperatura. • Sin embargo existe una temperatura límite sobre la cual la tasa fotosintética empieza a decrecer progresivamente. • Las diferentes especies vegetales poseen rangos de temperatura óptima para los cuales la tasa fotosintética es más eficiente. Dentro de estos rangos la actividad fotosintética tiende aumentar, lo que se traduce en una mayor producción de glucosa.

36. Disponibilidad de agua y concentración de CO2 • Para que el proceso de fotosíntesis se realice de forma exitosa, la planta debe absorber continuamente agua a través de su raíces. • Esto posibilita que los estomas de las hojas y tallos se mantengan abiertos, posibilitando el ingreso de una mayor cantidad de CO2. • Por el contrario cuando la planta se ve enfrentada a una falta de agua cierra sus estomas lo que significa una disminución en la tasa de fotosíntesis

37. Resumen

39. Concepto y función biológica. • Las células autótrofas fabrican su alimento a partir de sustancias inorgánicas sencillas. La mayoría utilizan luz solar y al proceso se le denomina fotosíntesis. • Se realiza en los cloroplastos • Lo hace en dos fases: • Luminosa • Oscura • Es el proceso a través del cuál los organismos productores, a partir de CO2, del agua, sales minerales y luz solar fabrican su propia materia • Se transforma así la energía lumínica en energía química. • Para ello: Todas las célula fotosintetizadoras, menos las bacterias, tienen cloroplastos

40. ¿Qué hemos aprendido? ¿Qué es la fotosíntesis? ¿Cuál es la función de los estomas? ¿Qué es el xilema y el floema? ¿Qué se entiende por fase clara ? ¿Cuáles son los productos de la fase clara? ¿Por qué es importante la fotosíntesis?