ESCUELA:

PONENTE:

BIMESTRE:

BIOLOGÍA I

CICLO:

GESTIÓN AMBIENTAL

I BIMESTRE

Blgo. Máximo Moreira

ABRIL – AGOSTO 2007

EVOLUCION ANTES DE DARWIN

- Aristoteles, (384-322 a. C.) Scala Naturae- Anaximandro, (611-547 a.C.) desarrolló no sólo una teoría atómica sino también una teoría de la evolución- Carl von Linné, (1707-1778). nomenclatura actual.- Georges-Louis Leclerc de Buffon, (1707-1788), propuso que las especies podrían sufrir cambios en el transcurso del tiempo.- Erasmus Darwin, abuelo (1731-1802) dudaba que las especies fueran fijas y no cambiasen- William Smith (1769-1839), estudio distribución de los fósiles. Reconoció estratos geológicos.

Georges Cuvier (1769-1832), paleontólogo de vertebrados, planteó catástrofes y extinción de especies.

Lamarck, en organismos unicelulares e invertebrados- Herencia de caracteres adquiridos, por uso o desuso- Principio creador universal, un esfuerzo inconsciente y ascendente en la Scala Naturae

Charles Lyell (1797-1875), geólogo “Principios de Geología”, apoyo teoría uniformitarista de Hutton (cambios de la tierra proceso lento y continuo)

CHARLES DARWIN

InglésApasionado cazador y jineteColeccionista de coleopteros, moluscos y conchasBotánico y geólogo aficionado

1831 buque de exploraciones H.M.S. Beagle, 5 años

Fundador de la teoría moderna de la evolución, aunque no fue el primero en proponer que los organismos evolucionan o cambian

TEORÍA DE DARWIN

Selección Natural, sobrevivientes “elegidos”. Las variaciones que aparecen en cada población y se heredan entre individuos son cuestiones de azar. No las produce el ambiente, ni una fuerza creadora ni el esfuerzo inconsciente de cada organismo

ATOMOS Y MOLECULAS

Los átomos tienen:

En su núcleo:- partículas cargadas positivamente (protones) = Número atómico- Partículas sin carga (neutrones) aprox igual peso que los protones; Efecto estabilizador

Protones + neutrones = Peso atómicoAl exterior:

- partículas cargadas negativamente (electrones)Determinan las propiedades químicas de los átomosMás livianos que los protones y neutrones, y no se considera su pesoLas reacciones químicas implican cambios en el númeroy el estado energético de estos electrones

ISOTOPOS

= # protones = número atómico≠ # neutrones ≠ peso atómico

Muchos isótopos son radiactivos, es decir el núcleo del átomoes inestable y emite energía cuando cambia a una forma másestable

USOS:

Determinación de la edad de fósiles y de las rocas fosilíferasRastreadores por su emisión radiactivaTratamiento de cáncerBloqueos sanguíneos

Un e pasa de un nivel a otro si dona o recibe energía, esa energía necesaria para el salto de un nivel a otro es el salto cuántico (quantum)

Mayoría de átomos comparten sus electrones

MOLÉCULA: unión de 2 o más átomos. Son bastante estables a diferencia de la mayoría de átomos

Las moléculas se mantienen unidas por ENLACES

Hay dos tipos de enlaces: iónico y covalente además puentes de hidrógeno

IONICO: Ceden o atrapan electrones.

COVALENTES: comparten electrones. Este es el enlace más fuerte por tanto posee mayor energía

ENLACES DE HIDRÓGENO O PUENTES DE HIDRÓGENO, enlace débil y momentáneo

NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIOLÓGICA

SUBATOMICOATOMICO

MOLECULARCELULAR VIDA

MULTICELULARIDADTEJIDOS

ORGANOSORGANISMOS

BIOSFERA

EL AGUA

LA ESTRUCTURA DEL AGUA

Cada uno de los átomos de hidrógeno está unido a un átomo de oxígeno por un enlace covalente.

Carga neutra, tiene igual número de e y protones. Molécula polar, ya que el núcleo de oxígeno arrastra e fuera del núcleo de H

PUENTE DE HIDRÓGENO, es un enlace que se da por la fuerza de atracción entre dos regiones con carga opuesta de dos moléculas de agua, tienden a mantener la estabilidad estructural. Este tipo de enlace es más débil que un enlace iónico o covalente.

CARACTERÍSTICAS PARTICULARES DEL AGUA, INFLUIDAS POR LOS PUENTES DE HIDRÓGENO

TENSIÓN SUPERFICIAL: es una consecuencia de la cohesión o la atracción mutua de las moléculas de agua (unión de moléculas de la misma sustancia). Distinto de adhesión que es la unión de moléculas de sustancias distintas

ACCIÓN CAPILAR E IMBIBICIÓNLa acción capilar se basa en la cohesión y adhesión Ej. Papel hig.La Imbibición o absorción es la penetración de agua en madera, semillas

RESISTENCIA A LOS CAMBIOS DE TEMPERATURA

Tiene un alto calor específico (la cantidad de calor que una cantidad dada de sustancia requiere para un aumento dado de temperatura)

ALTO CALOR DE VAPORIZACIÓN

Es el valor requerido para que un líquido cambie a gas 100°C

CONGELAMIENTO

En la mayoría de líquido la densidad aumenta a medida que la temperatura cae, esto no sucede en el agua, ya que en estado sólido ocupa más volumen que en estado líquido. El hielo flota.

FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUAFunción disolvente: casi todas las reacciones biológicas se dan a cabo en soluciones acuosas. Hay soluciones hidrofílicas e hidrofóbicas.

Función bioquímica: actúa como materia prima para muchas reacciones químicas dentro de los organismo

Función de transporte: todas las sustancias necesarias son transportadas por la sangre, linfa, hemolinfa, sudor, etc que están compuestos de agua

Función estructural: por la presión osmótica que hay en las membranas o paredes de las células y que le dan una forma

Función termorreguladora: difícil de cambiar cambios de temperatura, gracias a los puentes de hidrógeno

CICLO DEL AGUA

La energía solar calienta a las capas externas del aguaEl agua se evaporaPor ser más liviana que la atmósfera se elevaSe condensa en las nubes y se une formando gotas más grandesSe precipitan

Al caer al suelo hay dos caminos:a. superficial, aportando a ríos, lagunas y maresb. Se infiltra abasteciendo aguas subterráneas

MOLECULAS ORGANICAS

Molécula orgánica todas las que contienen C

Una sola célula bacteriana más de cinco mil clases de moléculas. Una célula animal el doble

Compuestas de C H N O P S

Tipos:Carbohidratos, compuestos de azúcaresLípidos, moléculas no polares, muchas contienen ácidos grasosProteínas, compuestas de aminoácidosNucleotidos, moléculas complejas que desempeñan papeles centrales en los intercambios energéticos y que también pueden combinarse para formar moléculas muy grandes conocidas como ácidos nucleicos)

Todas las moléculas contienen C H y O.

Las proteínas además contienen N y S

Los nucleótidos y algunos lípidos contienen N y P

EL PAPEL CENTRAL DEL CARBONO | 6 PROTONES-C- 6 NEUTRONES | EQUILIBRIO ES CON 10 ELECTRONES

Puede formar 4 enlaces covalentes con cuatro átomos diferentes y entre si

Una molécula orgánica deriva su configuración final de la dispo-sición de sus átomos de C, esqueleto. De la configuración de-pende las propiedades y función dentro de los sistemas vivos.

Hidrocarburos, compuestos formados solo por C e H, moléculas orgánicas más simples

GRUPOS FUNCIONALES

Determinan las propiedades químicas de las moléculas orgánicas

Unidos al esqueleto de C, reemplazando a uno o más de los H. Ejm. Grupo –OH (hidroxilo).

Conocer los grupos funcionales facilita reconocer moléculas particulares y predecir sus propiedades. Ej.Grupo carboxilo –COOH, propiedades de ácidoAlcoholes, con sus grupos hidroxilos polares, tienden a ser solubles en aguaMetilo, grupos funcionales no polares, insolubles en agua.Aldehído asociados con olores y sabores acres.

EL FACTOR ENERGÉTICO

Los Enlaces covalentes que se encuentran comúnmente en las moléculas orgánicas, son enlaces fuertes y estables, sus electrones se mueven alrededor de dos o más núcleos atómicos.

Su rompimiento y formación libera o usa energía

Los seres vivos utilizan enzimas para minimizar el uso de energía

CARBOHIDRATOS O GLÚCIDOS

Los carbohidratos están formados por tres tipos de compuestos: azúcares, almidones y celulosa.

Se clasifican según el número de azúcares que contienen en:Monosacáridos, una unidad de azúcar, ribosa, glucosa, fructosa.Disacáridos, dos unidades de azúcar unidas covalentemente, sacarosa, maltosa, lactosa.Polisacáridos, más de dos unidades de azúcar, celulosa, almidón, glucógeno.

LÍPIDOS

Insolubles en aguaSolubles en solventes orgánicos no polares (cloroformo, éter y benceno)

Función:- Almacenamiento de e (grasa o aceite)- estructural- mensajeros químicos

Las plantas no tienen limitación para almacenar almidón, mientras que los animales si sobrepasan su capacidad de almacenar glucógeno, este se transforma en grasa.

Aislantes y amortiguadoresFOSFOLÍPIDOSSon lípidos anfipáticos que forman las membranas celulares.Compuestos por glicerol más 2 ácidos grasos y 1 grupo fosfato, además puede estar unido a un compuesto orgánico como la colina. El tercer C del glicerol ocupado por grupo fosfato.

Las dos cabezas de los fosfolípidos difieren física y químicamente, la parte donde se encuentra el grupo fosfato es hidrofílica, mientras que los ácidos grasos son hidrofóbicos. Esta propiedad anfipática de los fosfolípidos les da la capacidad de semipermeabilidad a las células.

Muy parecidos en función con los glucolípidos.

PROTEINAS O PROTIDOS

Estructuradas básicamente por C, O, H y N; también con P, Fe, Mg, etc.

Constituidas por grandes cadenas de aminoácidos (cadenas polipeptídicas)

Existen 20 tipos de aa

Holoproteína, formada únicamente por aa.Heteropropteína, unida a otras moléculas

AMINOACIDOS

Los aa se caracterizan por poseer un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2) unidos a una cadena estructural de C.

Los aa se unen entre si por enlaces peptídicos.

El enlace peptídico lo forma el N del grupo amino de un aa con el C del grupo carboxilo de otro.

Dipéptido, dos aa; tripéptido, tres aa; etc. Hasta 10 aa se llama oligopéptido, si es superior se llama polipéptido. Cuando son más de 100 aa es proteína.

NUCLEÓTIDOS

Formadas por tres subunidades: un grupo fosfato, un azúcar de 5 C y 1 base nitrogenada.Ácidos nucleicos, cadena larga de nucleótidos. Pasan y traducen la información genética de las células.Los ácidos nucleicos son el ADN (ácido desoxiribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico), que traduce la información del DNA para la síntesis de proteínas.Los nucleótidos conformados por tres grupos fosfatos trabajan como moléculas transportadoras de energía, la cual la almacenan o liberan formando o rompiendo respectivamente los enlaces entre fosfatos.

LAS CELULAS

EL COMIENZO DE LA VIDA

Las células desde una perspectiva bioquímica…- Capacidad de duplicación generación x generación- presencia de enzimas, esenciales para reacciones químicas- membrana y permite identidad química

Hay dos hipótesis o modelos que intentan contestar el origen de la vida

- Formación de Coacervados, sistemas coloidales constituidos por macromoléculas diversas, según Oparin y Haldane- Modelo de las microesferas, según Fox

LAS PRIMERAS CÉLULAS

Vida hace 3400-3850 millones de años, en Groenlandia

FACTORES QUE INFLUYERON PARA QUE LA VIDA EXISTA EN LA TIERRA

- Distancia de la tierra al sol- Estabilidad de compuestos químicos complejos por la T- Las reacciones químicas requieren de agua líquida- Tamaño y masa de la Tierra- Atracción gravitacional- gases que bloquean algunas radiaciones del sol y permiten el paso de la luz visible – fotosíntesis

HETERÓTROFOS Y AUTÓTROFOSHetero = otro trophos = el que se alimenta

Satisfacción de requerimientos energéticos:

Heterótrofos: dependen de fuentes externas de moléculas orgánicas para obtener su energía y sus moléculas estructurales

Autótrofos: No requieren moléculas orgánicas procedentes de fuentes externas para obtener su energía o para usar como pequeñas moléculas de tipo estructuralSintetizan moléculas orgánicas a partir de moléculas inorgánicasPara la mayoría de fotosintéticos la energía es el sol, para los quimiosintéticos la energía liberada de reacciones inorgánicas específicas

CELULASPROCARIOTAS

Y EUCARIOTAS

SEMEJANZAS

Membrana externa: membrana celular o membrana plasmática que separa el citoplasma de la célula de su ambiente externo

Material genético: información hereditaria. Reproducción y transmisión de características a la progenie

Ribosomas: complejos proteicos y de RNA, encargados de la unión de aa en la síntesis proteica. Mayor tamaño en eucariotas.

DIFERENCIAS• PROCARIOTAS• DNA molécula grande y circular-

proteínas débilmente asociadas• Material genético no está

contenido dentro de un núcleo rodeado por una membrana, pero este es una región definida nucleótido

• Funciones celulares en conjunto, como un solo cuerpo.

• Membrana celular rodeada por pared celular externa, da estructura

• Menor tamaño• Menor complejidad

• EUCARIOTAS• DNA lineal y fuertemente unido a

proteínas especiales• Material genético rodeado por doble

membrana (envoltura nuclear)• Funciones celulares en variedad de

estructuras(organelas), peroxisomas, mitocondrias, plástidos.

• Plantas y hongos tienen pared celular pero es diferente.

• Presentan cito esqueleto, formado por proteínas de sostén estructural y posibilita el movimiento celular

• Mayor tamaño• Mayor complejidad

La complejidad de la célula eucariótica le da más ventajas por:

- Multicelularidad- Capaz de llevar mayor información genética- Mayor eficiencia metabólica- Mayor tamaño, aunque por esto requiere más energía, se soluciona- mayor superficie para fotosíntesis- mayor superficie para observar moléculas- mayor capacidad para capturar y someter presas- Mayor capacidad de enfrentar cambios ambientales, T o H2O

DOMINIOS

PROCARIOTAS EUCARIOTAS

BACTERIA ARCHAEA EUKARYA

EUBACTERIAS ARCHEOBACTERIAS ACIDOFILAS PROTISTAS ARCHEOBACTERIAS TERMOPLASMALES HONGOS ARCHEOBACTERIAS METANOBACTERIAS PLANTAS

ANIMALES

Unicelulares Forman racimos filamentos o cadenasQuimiosintéticas, fotosintéticas, heterotróficas

PROTISTAS Unicelulares y algunas multicelulares simplesHeterótrofas y autótrofas fotosintéticas

HONGOS MulticelularesHeterotróficos

ANIMALES MulticelularesHeterotróficos

PLANTAS MulticelularesAutotróficos fotosintéticos

unas células fotosintéticas-hojas-dan sacarosaunas células heterotróficas-raíz-reciben sacarosa

COMO ESTAN ORGANIZADAS LAS CÉLULAS

Las células poseen:- Enorme diversidad- Son similares

Una célula es:una unidad autónomaparcialmente independienterodeada por una membrana, paso de sustancias interior y

exteriordifiere bioquímica y estructuralmente del medio

Cada célula debe ser capaz de:obtener y asimilar nutrienteseliminar los residuossintetizar nuevos materialesmoverse (la mayoría) y reproducirse

TAMAÑO Y FORMA CELULARMayoría 10-30 micrómetrosPrincipal restricción es la relación superficie volumen, en intercambio de oxígeno, dióxido de carbono, iones, nutrientes, productos de desecho.

Limitaciones a su tamaño

- La relación superficie volumen es menor en células grandes que en chicas. Una estrategia es el plegamiento de la membrana, -La capacidad del núcleo para suministrar suficientes copias de moléculas. Hay organismos que presentan núcleos adicionales. Ej mohos mucilaginosos.

FormaPor lo general esférica, o presenta otras formas.

MEMBRANA CELULAR

Define límites, mantiene diferente de su entorno, regula transito de sustanciasdefine organelas separándolas del citosol.

Consiste en:- Delgada capa de fosfolípidos y proteínas- 7 y 9 cm de grosor- Rodeadas por medio acuoso, por esto los fosfolípidos forman una bicapa. Los fosfolípidos se ubican apuntando con sus COLAS HIDRO-FOBICAS de ácidos grasos hacia el INTERIOR (de la bicapa) y sus CABEZAS HIDROFÍLICAS DE FOSFATO apuntando hacia (cada cara) EXTERIOR.- Además hay colesterol (insertas entre las colas hidrofóbicas) y proteína (embutidas en la bicapa).

FLUIDEZ DE LA MEMBRANA

- La relación entre las cadenas de ácidos grasos saturados y no saturados influye en la fluidez de la membrana. UNA MAYOR COHESIÓN DETERMINA MENOR FLUIDEZ

-La presencia de colesterol tiene un doble efecto, (menor fluidez)- aumenta la rigidez de las membranas, - deja una zona más flexible

FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

• Regula el paso de materiales hacia el interior de la célula, impide el ingreso de ciertas sustancias y permite la entrada de otras, selectivamente. O, H2O, CO2 ingresan por difusión y ósmosis

• Recibe información que permite a la célula detectar cambios en el exterior y reaccionar ante ellos, a través de proteínas

• Mantiene relaciones estructurales y químicas con las células vecinas, mediante proteínas de membrana especializadas

• Protege a la célula y a veces participa en su movimiento o secreción.

PARED CELULAR

• Por fuera de la membrana y es construida por la célula• En el crecimiento en vegetales la forma final de una célula está

determinada por la estructura de su pared celular

EL NÚCLEO• Cuerpo grande, frecuentemente esférico y voluminoso• Rodeado por dos membranas concéntricas, bicapa lipídica, con poros

nucleares.

…Contiene el DNA (lineal) fuertemente unido a proteínas histonas y no histónicasCada DNA con sus proteínas histónicas y no histónicas constituye un cromosomaCuando una célula no se está dividiendo los cromosomas se ven como una maraña de hilos delgados llamadacromatinaCuando la célula se divide la cromatina se condensa y los cromosomas se hacen visibles como entidades independientes.Nucléolo, conjunto de delicados gránulos y fibras diminutas, hay dos por núcleo, aunque solo uno es visible, aquí se construyen las subunidades que constituyen los ribosomas

FUNCIONES DEL NÚCLEO

• El núcleo es el portador de la información hereditaria.• El núcleo ejerce una influencia continua sobre las actividades de la célula,

sintetizando moléculas.

CITOPLASMA

• Es el espacio comprendido entre la membrana citoplasmática y la envoltura nuclear, está constituido por Hialoplasma y los organelos citoplasmáticos.

• El hialoplasma o citosol, está compuesto por 85% de agua, compuestos minerales y sustancias orgánicas, suele tener consistencia coloidal.

EL CITOESQUELETO

Armazón proteico filamentoso da la forma estable, mantiene su organización, le permite moverse, posiciona sus organelas y dirige el tránsito intracelular.

Movimiento

Hay dos mecanismos diferentes de movimiento celular: montaje de proteínas contráctiles entre las que los filamentos de actina desempeñan un papel importante, y estructuras motoras permanentes los cilios y flagelos

Ribosomas

Organelas más numerosasNo tienen una membrana, formadas por dos subunidades cada una formada por un complejo de RNA ribosómico y proteínas. Estas dan inicio a las proteínas, es decir ensamblan los aminoácidos

La distribución de los ribosomas en una célula depende del modo como se utilicen las proteínas recién sintetizadas:

- En el citoplasma cuando las proteínas sintetizadas son para uso de la misma célula, Ej. hemoglobina (glóbulos rojos inmaduros)

- Están en el retículo endoplasmático cuando deben elaborar material que debe ser exportado hacia la membrana o hacia fuera Ej. colágeno, enzimas digestivas, hormonas o mucus

Vacuolas y vesículas

Vesículas: sacos rodeados de membranas.Función: almacenamiento temporario y transporte de materiales interna, hacia adentro y hacia fuera de la célulaSe distinguen por su tamaño, función y composición

Vacuola (tipo de vesícula de plantas y hongos), su membrana se conoce como tonoplasto. Llenas de fluidoFunción: soporte a la hoja incrementa el tamaño celular y la superficie expuesta; mantienen la turgencia celular y pueden almacenar temporariamente nutrientes o productos de desecho

Retículo endoplasmático

Es la mayor parte del sistema de endomembranas. Son sacos aplanados, tubos y canales conectados entre si.El RE rugoso y el liso son continuos

RE rugoso: con ribosomas adheridos. Presentes en células que exportan proteínas. Continuo con la membrana externa de la envoltura nuclear. RE Liso: sin ribosomas

MOVIMIENTO DE AGUA Y SOLUTOS

El agua se mueve de una región de potencial hídrico mayor a una región de potencial hídrico menor.

El potencial hídrico está definido por la gravedad, presión, concentración de partículas disueltas (Mayor concentración de soluto menor concentración de agua)

Mayor concentración de agua (pureza) mayor potencial hídrico

El potencial hídrico nos permite predecir el modo en que se moverá el agua en distintas circunstancias

Hay dos mecanismos involucrados en el movimiento del agua:

Flujo global (mueve agua y solutos de una parte de un organismo multicelular a otra)

Difusión (mueve moléculas y iones hacia adentro, hacia fuera y a través de la célula). Osmosis.

TRANSPORTE MEDIADO POR PROTEÍNAS Y VESÍCULAS

Canales de transporte (no se unen al soluto)

Proteínas transportadoras o Carrier (se unen y pueden cambiar un poco la configuración de la molécula, temporal)

Si el transporte que ocurre a través de estas proteínas es a favor de la gradiente de concentración, se llama transporte pasivo, si ocurre en contra de la gradiente, es decir desde el sitio de menor concentración al de mayor concentración de la sustancia a ser transportada, se llama transporte activo.

Las vesículas se mueven desde los complejos de Golgi a la superficie de la célula, exocitosis: o endocitosis incorporaciones. Se conocen tres formas de endocitosis: la fagocitosis (células comiendo), la pinocitosis (células bebiendo) y la endocitosis mediada por receptor, todas ellas requieren E.

UNIONES Y COMUNICACIÓN CELULAR

En células vegetales plasmodesmos

En células animales, por membranas uniones nexus.

Permiten el intercambio de materiales entre las células

EL FLUJO DE ENERGÍA

• Oxidación, pérdida de e• Reducción, ganancia de e

El metabolismo es el conjunto de todas las reacciones bioquímicas que ocurren en una célula. A las reacciones de ruptura de una molécula se conocen como catabolismo y proporcionan energía; en cambio las reacciones que requieren de energía se las llaman anabólicas y son reacciones de formación de nuevos compuestos.

Acción enzimática y ATP

Todas las reacciones bioquímicas que se producen en un ser vivo necesitan de una sustancia que actúa como catalizador, éstas sustancias son las enzimas, que actúan disminuyendo la cantidad de energía necesaria para activar una reacción y aumentando su velocidad.

Las enzimas son moléculas proteicas globulares de gran tamaño y con alta especificidad frente a las sustancias con las que reaccionan

El ATP es la forma de almacenaje de energía de más fácil acceso para la célula en sus procesos metabólicos.

GLUCÓLISIS Y RESPIRACIÓN

La primera fase en la degradación de la glucosa es la glucólisis, se da en el citoplasma, en la que la molécula de glucosa original con seis carbonos pasa a formar dos moléculas de ácido pirúvico, con tres carbonos cada una. La segunda fase conocida como la respiración, se da en la mitocondria, es un proceso que necesita de oxígeno (O2), se desarrolla en dos etapas el ciclo de Krebs y el transporte de electrones. En este proceso las moléculas de tres carbonos de ácido pirúvico pasan a moléculas de dos carbonos e ingresan en el ciclo de Krebs en donde se oxidan completamente hasta formar dióxido de carbono

La etapa final de este ciclo implica una cadena de transportadores de electrones y enzimas que logra capturar la energía química contenida en los enlaces de la glucosa. Como un balance total del ciclo de descomposición de una molécula de glucosa se pueden obtener 38 moléculas de ATP, representando este dato el total de energía de este ciclo catabólico.

FOTOSINTESIS, LUZ Y VIDA

TIPOS DE CLOROFILAVarían en su estructura molecular: (fig. 9-4)Clorofila a: involucrada directamente en la transformación de la energía

lumínica en química.Clorofila b:Carotenoides: beta caroteno. Rojos, anaranjados o amarillos

Las otras clorofilas y carotenoides absorben longitudes de luz diferentes de la clorofila a. Actúan como pantallas que transfieren la energía a la clorofila a (fig. 9-5)

Cuando un pigmento absorbe un fotón un electrón de la molécula de pigmento es lanzado a un nivel energético más alto, excitado. Se mantiene por una millonésima de segundo. La pérdida de energía de excitación puede causar:

2. La energía puede disiparse como calor3. Puede remitirse como energía lumínica de mayor longitud de onda,

fluorescencia4. Puede provocar una reacción química, fotosíntesis. Esta depende de la

estructura del pigmento y de las moléculas vecinas

La clorofila puede convertir energía lumínica en química solamente cuando esta asociada con ciertas proteínas e incluida en una membrana especializada

Espectro de acción: fotosíntesis total efectuada por una hoja bajo diferentes long.de onda (fig. 9-6)

Para saber que hay relación entre la fotosíntesis y los pigmentos hay que tener presente que hay una cierta correspondencia entre el espectro de absorción de las clorofilas a y b con el de acción de la fotosíntesis: se observa que hay dos picos uno en el rojo y otro en el azul (fig. 9-7)

LAS MEMBRANAS FOTOSINTÉTICAS: EL TILACOIDE

Cloroplasto-tilacoides, membranas internas con pigmentos fotosintéticos. Forma de saco aplanado (fig. 9-8)Número de cloroplastos variable por célula: alga Chlamydomonas 1, la célula de cualquier hoja 40 a 50. Hay 500.000 cloroplastos por mm2

Procariotas carecen de cloroplastos y los tilacoides son quienes forman parte de la membrana celular.

Estructura del cloroplasto

Rodeado por dos membranas separadas por un espacio intermembranoso. Membrana interna es lisa. Tilacoides son tercera membrana. Estroma rodeando los tilacoides y llenando el interior del cloroplasto. Los tilacoides tienen un compartimiento adicional, espacio tilacoide. Grana, pilas de tilacoides. Orientados entre si. (fig. 9-9)

Diferencias cloroplasto-mitocondria

• Cloroplasto• 3 sistemas de membrana

(externa, interna y tilacoide)• 3 compartimientos (espacio

intermembranoso, estroma y espacio tilacoide)

• Mitocondria• 2 sistemas de membrana

(interna y externa)• 2 compartimientos (espacio

intermembranoso y matriz)

Las etapas de la Fotosíntesis

• 1 Etapa de reacciones lumínicas, dependientes de la luz e independientes de la temperatura. – Un incremento de luz y temperatura aumenta la tasa de fotosíntesis.

30°C• 2 Etapa de reacciones oscuras, etapa enzimática, dependiente de la

temperatura; independiente de la luz, estas se pueden dar también en presencia de luz

FASES DE LA FOTOSINTESIS

• La velocidad de la primera etapa, llamada reacción lumínica, aumenta con la intensidad luminosa (dentro de ciertos límites), pero no con la temperatura. En la segunda etapa, llamada reacción en la oscuridad, la velocidad aumenta con la temperatura (dentro de ciertos límites), pero no con la intensidad luminosa.

En la primera etapa, la luz es absorbida por las moléculas de clorofila a, en membranas de tilacoide, sus electrones lanzados a niveles energéticos superiores y se forma ATP y se reduce una molécula transportadora de electrones, NADP y se reduce a NADPH. Este proporciona energía directamente a los procesos biosintéticos que requieren gran ingreso de energía. Se escinden moléculas de agua formando oxígeno libre. Este proceso suministra electrones que reemplazan a los lanzados desde la clorofila a.

• En la segunda etapa, el ATP y NADPH son utilizados para reducir el carbono del dióxido de carbono a un azúcar simple. Así la energía química almacenada temporalmente en el ATP y NADPH se transfiere a moléculas adecuadas para el transporte y almacenamiento de energía en el cuerpo de las plantas. Resultado, formación de un esqueleto de carbono. La incorporación inicial de CO2, fijación del carbono, ocurre en el estroma del cloroplasto.

FASES DE LA FOTOSINTESIS

FOTOSISTEMAS