clase 30 fotosíntesis incorporación de energía al ecosistema

Propiedad Intelectual Cpech

BiologíaBiología


Fotosíntesis. Incorporación de

energía al ecosistema.

PP

TC

AN

CB

BLA

0402

6


ExcreciónExcreción

realizada por…

Piel Piel Pulmones Pulmones Riñones Riñones

HígadoHígado

NefrónNefrón

unidad funcional…

formado por…

Sistema de tubosSistema de tubos Vasos sanguíneosVasos sanguíneos

encargados de…

Formación de orinaFormación de orina

Secreción tubularSecreción tubularReabsorción tubularReabsorción tubularFiltración glomerularFiltración glomerular

consta de…

Paso de sustancias desde los capilares glomerulares hacia la cápsula de Bowman

Paso de sustancias desde los capilares glomerulares hacia la cápsula de Bowman

Resuperación de sustancias desde el filtrado a la sangre de los capilares peritubulares

Resuperación de sustancias desde el filtrado a la sangre de los capilares peritubulares

Paso de sustancias desde los capilares peritubulares hacia el filtradoPaso de sustancias desde los capilares peritubulares hacia el filtrado

eliminan…

CO2CO2Sudor Sudor Orina Orina Pigmentos

biliaresPigmentos

biliares

Repaso


HOMEOSTASIS HOMEOSTASIS

Ejercicio Ejercicio Mayor altitud Mayor altitud

modificada por…

consecuencias…

consecuencias…

Menor presión de oxígeno Menor presión de oxígeno Producción de calor

Mayor consumo de oxígeno

Producción de calor

Mayor consumo de oxígeno

adaptación …

Hiperventilación

Aumento del flujo sanguíneo

Sudoración

Hiperventilación

Aumento del flujo sanguíneo

Sudoración

Hiperventilación

Aumento del hematocrito

Hipertrofia fisiológica del corazón

Hiperventilación

Aumento del hematocrito

Hipertrofia fisiológica del corazón

Nuevo estado de

homeostasis

Nuevo estado de

homeostasis

Repaso


Aprendizajes esperados

• Explicar el proceso de fotosíntesis en términos de aprovechamiento de la energía solar.

• Describir las etapas de la fotosíntesis.

• Relacionar el ciclo del carbono con los procesos de fotosíntesis y respiración celular.


Introducción

De la energía solar que alcanza la superficie de la tierra, una fracción muy pequeña es derivada a los sistemas vivos. Aún cuando la luz caiga en una zona con vegetación abundante

como en una selva, un maizal o un pantano, sólo aproximadamente entre el 1 y 3% de aquella se usa en la

fotosíntesis.

En la fotosíntesis, la energía lumínica se convierte en energía química y el carbono proveniente de la atmósfera se convierte en moléculas orgánicas. En estas reacciones se gasta agua y se libera oxígeno, que es usado por los

organismos heterótrofos.


Pregunta PSU

Considere la siguiente ecuación de asimilación de CO2 por las plantas.

6CO2 + ? + 686 cal/mol C6H12O6 + O2

La incógnita corresponde a

A) agua.B) proteínas.C) enzimas.D) temperatura.E) luz.

Admisión 2011, Demre.


Conceptos y fases


o La mayoría de los autótrofos vegetales fabrican su propio alimento utilizando la energía luminosa.

o La energía de luz se convierte en la energía química que se almacena en la glucosa.

o El proceso mediante el cual los autótrofos fabrican su propio alimento se llama fotosíntesis.

o La mayoría de los autótrofos vegetales fabrican su propio alimento utilizando la energía luminosa.

o La energía de luz se convierte en la energía química que se almacena en la glucosa.

o El proceso mediante el cual los autótrofos fabrican su propio alimento se llama fotosíntesis.

Conceptos y fases


Clorofila 6 CO2 6 H2O+ + Energia

solarC6H12O6 + 6 O2

Conceptos y fases

Reacción global de la fotosíntesisReacción global de la fotosíntesis

En la fotosíntesis se presentan dos fases:

oFase clara o dependiente de la luz.oFase oscura o independiente de la luz.

En la fotosíntesis se presentan dos fases:

oFase clara o dependiente de la luz.oFase oscura o independiente de la luz.


Naturaleza de la luz


La luz se comporta como una onda y como una partícula.

En el siglo XIX, con James C. Maxwell (1831-1879), se empieza a descifrar la verdadera identidad de la luz, como parte muy pequeña de un espectro continuo de radiación, el espectro de radiación electromagnética.

La luz se comporta como una onda y como una partícula.

En el siglo XIX, con James C. Maxwell (1831-1879), se empieza a descifrar la verdadera identidad de la luz, como parte muy pequeña de un espectro continuo de radiación, el espectro de radiación electromagnética.




Dentro del espectro de luz visible, la luz violeta tiene la longitud de onda más corta y la roja la más larga. Los rayos violetas más cortos contienen casi el doble de energía que los rayos más largos de la luz roja.

Dentro del espectro de luz visible, la luz violeta tiene la longitud de onda más corta y la roja la más larga. Los rayos violetas más cortos contienen casi el doble de energía que los rayos más largos de la luz roja.

Las radiaciones con longitudes de onda menores de 400 nm (como la luz ultravioleta) y mayores de 700 (como las infrarrojas) pueden tener diversos efectos biológicos, pero no pueden ser aprovechadas para la fotosíntesis.

Cada tipo de radiación, con su longitud de onda particular, contiene una determinada energía asociada. Cuanto más larga es la longitud de onda, menor es la energía, y cuanto más corta es la longitud de onda, mayor es la energía.

Cada tipo de radiación, con su longitud de onda particular, contiene una determinada energía asociada. Cuanto más larga es la longitud de onda, menor es la energía, y cuanto más corta es la longitud de onda, mayor es la energía.


Pigmentos y clorofila



Los pigmentos son sustancias químicas encargadas de absorber luz en cierta longitud de onda y reflejar otra que no utiliza y le da el color.

Los pigmentos son sustancias químicas encargadas de absorber luz en cierta longitud de onda y reflejar otra que no utiliza y le da el color.


Electrónexcitado

e

Luz

Fotón Luz

Clorofila

e

La clorofila al reaccionar con la luz solar se oxida, liberando un electrón.

Este proceso se denomina efecto fotoeléctrico.

La clorofila al reaccionar con la luz solar se oxida, liberando un electrón.

Este proceso se denomina efecto fotoeléctrico.


Clorofila y su relación con la luzClorofila y su relación con la luz



Espectro de absorción de la ClorofilaEspectro de absorción de la Clorofila

Los máximos de absorción de la clorofila se sitúan en las longitudes de onda del color azul y rojo. La clorofila absorbe en la región del rojo y azul y refleja en la del verde, que es el color que percibimos de ella.

Los máximos de absorción de la clorofila se sitúan en las longitudes de onda del color azul y rojo. La clorofila absorbe en la región del rojo y azul y refleja en la del verde, que es el color que percibimos de ella.


XANTÓFILASXANTÓFILAS


FICOCIANINAS, FICOERITRINASFICOCIANINAS, FICOERITRINAS

CAROTENOIDESCAROTENOIDES


Espectro de absorción de los pigmentos fotosintéticos

Espectro de absorción de los pigmentos fotosintéticos



Fotosíntesis

Lugar donde se realiza la fotosíntesisLugar donde se realiza la fotosíntesis

Célula vegetal

Membrana tilacoidal

Esquema de la molécula de

clorofila

Hoja

Grana

Pared celular

Cloroplasto

Membrana externa

Membrana interna

Tilacóide

Grana Estroma

DNA

Núcleo

VacúolaCloroplasto

Tilacóide

Complejo antena


Elementos fotosintéticos



En la membrana de los tilacoides se ubican los Fotosistemas, estructuras donde se acumulan los pigmentos para captar la luz.El pigmento principal es la clorofila a, y ayudan a este proceso los pigmentos accesorios como: xantófilas, carotenoides, ficiocianinas y ficoeritrinas.

En la membrana de los tilacoides se ubican los Fotosistemas, estructuras donde se acumulan los pigmentos para captar la luz.El pigmento principal es la clorofila a, y ayudan a este proceso los pigmentos accesorios como: xantófilas, carotenoides, ficiocianinas y ficoeritrinas.

ENERGÍA LUMINOSA

2e-

Complejo antena

Centro de reacción

Existen dos fotosistemas: el Fotosistema I (P700) y el Fotosistema II (P680), ambos reaccionan con la luz.

Existen dos fotosistemas: el Fotosistema I (P700) y el Fotosistema II (P680), ambos reaccionan con la luz.


El proceso de excitación de electrones por parte de la clorofila en los fotosistemas se utilizan en una cadena transportadora de electrones.

Estos electrones serán captados por el NADP+, que se reducirá a NADPH.

El proceso de excitación de electrones por parte de la clorofila en los fotosistemas se utilizan en una cadena transportadora de electrones.

Estos electrones serán captados por el NADP+, que se reducirá a NADPH.



Fases de la Fotosíntesis


La fase clara o dependiente de luz se lleva a cabo en los tilacoides del cloroplasto.

La luz solar actúa en la clorofila, la cual absorbe principalmente las longitudes de onda del color rojo y azul y refleja el verde, color del cloroplasto.

La fase clara o dependiente de luz se lleva a cabo en los tilacoides del cloroplasto.

La luz solar actúa en la clorofila, la cual absorbe principalmente las longitudes de onda del color rojo y azul y refleja el verde, color del cloroplasto.


Fase dependiente de la luzFase dependiente de la luz


2 H + 1/2 O 2 2 H + 1/2 O 2

Fotólisis del agua

Centro de ReacciónClorofila

Luz

AceptorPrimario

deElectrón

Generación de energía

Cadena transportadora de electrones Centro de ReacciónClorofila

AceptorPrimario

deElectrón

Producción deNADPH

Luz

NADP

1

23

Fotosistema II

Fotosistema I


Fase dependiente de la luzFase dependiente de la luz

Pablo

este cuadro quedo corrido, aun se ve la figura roja de atraz.



Fase independiente de la luzFase independiente de la luz


Resumen de la Fotosíntesis


Fase dependiente de la luz

Fase independiente de la luz

Lugar donde se realiza

Elementos requeridos (reactantes)

Productos

Resumen del proceso

Resumen de la Fotosíntesis

En la membrana de los tilacoides

En el estroma de los cloroplastos

• Agua.• Luz solar.• Pigmentos.• Coenzima NADP.

• ATP• NADPH• CO2

• ATP.• O2.

• NADP.

• Glucosa.• Otras moléculas

orgánicas (Sacarosa, Almidón, Celulosa, Lípidos, proteínas, etc.)

Durante esta fase se produce la fotólisis del agua, fotofosforilación para la formación de ATP, fotooxídación de los fotopigmentos y fotoreducción del NADP+.

Durante esta fase se forma glucosa gracias a la fijación de CO2, y a la utilización de ATP y NADPH.


Relación entre la fotosíntesis y la respiración celular


En el proceso de fotosíntesis las plantas obtienen moléculas orgánicas, específicamente la glucosa.

La glucosa es utilizada por la célula para obtener energía en forma de ATP, que será utilizado en funciones celulares.

En el proceso de fotosíntesis las plantas obtienen moléculas orgánicas, específicamente la glucosa.

La glucosa es utilizada por la célula para obtener energía en forma de ATP, que será utilizado en funciones celulares.

Relación entre fotosíntesis y respiración celular


Factores que afectan a la fotosíntesis


Factores internos:

Corresponden a las características constitutivas de la planta. Se incluyen:

Presencia de estomas (poros de la hoja). Las condiciones anatómicas y fisiológicas del vegetal, tales como la estructura de la hoja, el contenido de clorofila y la actividad de las enzimas fotosintéticas.Grosor de la cubierta de las hojas.Contenido de agua en la planta. Edad y condición fisiológica de la hoja.

Factores internos:

Corresponden a las características constitutivas de la planta. Se incluyen:

Presencia de estomas (poros de la hoja). Las condiciones anatómicas y fisiológicas del vegetal, tales como la estructura de la hoja, el contenido de clorofila y la actividad de las enzimas fotosintéticas.Grosor de la cubierta de las hojas.Contenido de agua en la planta. Edad y condición fisiológica de la hoja.

Factores que afectan a la Fotosíntesis



Presencia de estomasPresencia de estomas

EstomaEstoma

Estoma

H2OCO2


Factores externos:

oLa temperatura: aunque existen muchas plantas en todo tipo de ambientes, desde las regiones más frías hasta las tropicales, la mayoría de ellas desarrollan un proceso fotosintético eficiente entre los 10⁰C y los 35⁰C.

Factores externos:

oLa temperatura: aunque existen muchas plantas en todo tipo de ambientes, desde las regiones más frías hasta las tropicales, la mayoría de ellas desarrollan un proceso fotosintético eficiente entre los 10⁰C y los 35⁰C.



Factores externos:

oIntensidad de la luz: las plantas que reciben menos luz, por ejemplo las que están a la sombra, hacen menos fotosíntesis que las que están a la luz. Sin embargo, la relación no es directamente proporcional, ya que si la planta se encuentra a pleno sol, la tasa fotosintética decae muchísimo, porque la alta cantidad de energía solar y la elevada temperatura dañan su desarrollo.

Factores externos:

oIntensidad de la luz: las plantas que reciben menos luz, por ejemplo las que están a la sombra, hacen menos fotosíntesis que las que están a la luz. Sin embargo, la relación no es directamente proporcional, ya que si la planta se encuentra a pleno sol, la tasa fotosintética decae muchísimo, porque la alta cantidad de energía solar y la elevada temperatura dañan su desarrollo.



Factores externos:

oConcentración de CO2: el CO2 es la molécula utilizada por

las plantas para producir diversas moléculas orgánicas. La falta de él disminuye la productividad y en exceso el proceso de fotosíntesis se satura, ya que depende de la acción de enzimas.

Factores externos:

oConcentración de CO2: el CO2 es la molécula utilizada por

las plantas para producir diversas moléculas orgánicas. La falta de él disminuye la productividad y en exceso el proceso de fotosíntesis se satura, ya que depende de la acción de enzimas.



o Variable: Objeto, proceso o característica que está presente, o supuestamente presente, en el fenómeno que un científico quiere estudiar.

o La variable que manipula el experimentador recibe el nombre de variable independiente.

o El objeto, proceso o característica a estudiar y que modifica su estado con la modificación de la variable independiente (es decir que depende de ella y que en esa medida es un efecto) se llama variable dependiente.

o Variable: Objeto, proceso o característica que está presente, o supuestamente presente, en el fenómeno que un científico quiere estudiar.

o La variable que manipula el experimentador recibe el nombre de variable independiente.

o El objeto, proceso o característica a estudiar y que modifica su estado con la modificación de la variable independiente (es decir que depende de ella y que en esa medida es un efecto) se llama variable dependiente.

Tasa relativa fotosintética

Temperatura (ºC)0 10 20 30 40

100

80

60

40

20

Alta intensidad luminosa

Baja intensidad luminosa

Sabías que?????


Practiquemos algunas habilidades

A continuación se presenta un gráfico que relaciona la tasa fotosintética versus temperatura, además se incluye la intensidad luminosa. Analízalo y luego contesta el verdadero y falso.

Tas

a re

lati

va f

oto

sin

téti

ca 100

80

60

40

20

Temperatura (ºC)

0 10 20 30 40

Baja intensidad luminosa

Alta intensidad luminosa


Practiquemos algunas habilidades

Contesta Verdadero o Falso

1. V o F Una baja intensidad luminosa aumenta la tasa fotosintética.

2. V o F A partir del gráfico se puede deducir que un aumento de la iluminación de la planta determina una mayor productividad.

3. V o F La mejor tasa fotosintética, tanto para alta como para baja intensidad luminosa se encuentran en el mismo rango de temperatura.

4.V o F Las enzimas de la fotosíntesis en condiciones de mayor luminosidad funcionan mejor a mayores temperaturas.

5.V o F Para la fotosíntesis es más importante la temperatura que la intensidad luminosa.


Síntesis de la clase

Vegetales y cianobacterias

Vegetales y cianobacterias

aprovechan…

a través de…

implica…Aprovechamiento de la energía solar que queda retenida como un compuesto orgánico

Aprovechamiento de la energía solar que queda retenida como un compuesto orgánico

ocurre en fases…

Energía luminosaEnergía luminosa Sin participación de la luz

Sin participación de la luz

utiliza…

produce… produce…

utiliza…

La energía solar

La fotosíntesis

Fase clara Fase oscura

Agua, NADP y ADP

O2, NADPH y ATP

CO2, NADPH y ATP

Glucosa, NADP y ADP


Pregunta P.S.U.

FICHA DE REFERENCIA CURRICULARÁrea / Eje Temático: Organismo y ambiente.Nivel: I Medio.Contenido: Incorporación de materia y energía al mundo orgánico. Formulación de hipótesis, obtención e interpretación de datos cuantitativos sobre factores que pueden afectar la velocidad de fotosíntesis: reactantes y productos.Habilidad: Reconocimiento.Clave: A.Dificultad: Baja.

FICHA DE REFERENCIA CURRICULARÁrea / Eje Temático: Organismo y ambiente.Nivel: I Medio.Contenido: Incorporación de materia y energía al mundo orgánico. Formulación de hipótesis, obtención e interpretación de datos cuantitativos sobre factores que pueden afectar la velocidad de fotosíntesis: reactantes y productos.Habilidad: Reconocimiento.Clave: A.Dificultad: Baja.

Considere la siguiente ecuación de asimilación de CO2 por las plantas.

6CO2 + ? + 686 cal/mol C6H12O6 + O2

La incógnita corresponde a

A) agua.B) proteínas.C) enzimas.D) temperatura.E) luz.

Admisión 2011, Demre.


Ejercitación

El número de las preguntas, corresponden a las que encontrarás en tu guía.


1. ¿Cuál (es) es (son) la (s) consecuencia (s) directa (s) de la destrucción de las granas del cloroplasto?

I. No se realiza la fotolisis del aguaII. Sólo se obtiene glucosa como producto final.III. Aumentan las cantidades de O2 ambiental.

A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) Sólo I y IIE) Sólo I y III

Ejercitación

A


3. Durante la fotosíntesis se utiliza CO2 para sintetizar compuestos orgánicos. Este proceso sólo ocurre

I. si la planta ha sido expuesta a la luz.II. en la oscuridad.III.en las membranas internas de los cloroplastos.

A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo III D) Sólo I y IIIE) I, II y III

Ejercitación

A


6. En relación al oxígeno liberado durante la fotosíntesis, es correcto afirmar que

A) proviene del rompimiento del CO2.

B) proviene de las moléculas de C6H12O6.

C) es utilizado en la fabricación de moléculas orgánicas.

D) resulta de la fotólisis del agua.

E) es utilizado en la fase oscura de la fotosíntesis.

Ejercitación

D


7. ¿Cuál de los siguientes elementos, la planta necesita para la fase luminosa de la fotosíntesis?

A) CO2.

B) Agua.

C) Azúcar.

D) ATP.

E) NADPH.

Ejercitación

B


Tabla de alternativas N° pregunta Alternativa Habilidad

1 A Comprensión

2 D Reconocimiento

3 A Comprensión

4 E Reconocimiento

5 B Comprensión

6 D Comprensión

7 B Comprensión

8 B Comprensión

9 C Comprensión

10 D Comprensión

11 D Comprensión

12 B Comprensión

13 C Comprensión

14 C Comprensión

15 C Comprensión


Prepara tu próxima clase

• Los contenidos que vas a repasar los puedes profundizar en tu libro de biología Cpech. Para ello debes revisar las páginas desde la 325 a 335.

• Para la próxima clase debes estudiar: Cadenas y tramas alimentarias. Influencia humana en el ecosistema, en las páginas 325 a la 359 de tu libro Cpech.

ESTE MATERIAL SE ENCUENTRA PROTEGIDO POR EL

REGISTRO DE PROPIEDAD INTELECTUAL.

Equipo Editorial: Pamela CheaMaría Fernanda Lara

clase 30 fotosíntesis incorporación de energía al ecosistema

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