clase fotosíntesis
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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, un 1% es
derivada a los sistemas vivos, a través de la fotosíntesis.
En este proceso, 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.
1. Fotosíntesis
Foto proviene del griego y significa “luz”, síntesis “composición”. Es
la transformación de la materia inorgánica en orgánica, gracias a
la participación de la energía que proviene de la luz, la cual se
transforma en energía química (ATP), que luego se usará para
formar compuestos orgánicos estables.
Los organismos fotosintetizadores fijan 100.000 millones detoneladas de carbono en un año, que junto con agua son los
compuestos inorgánicos base para la obtención de la materia
orgánica y el oxígeno que requieren los organismos heterótrofos.
1.1 Concepto
1. Fotosíntesis
1.2 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 deradiación electromagnética.
1. Fotosíntesis
1.2 Naturaleza de la luz
La radiación electromagnética
abarca desde las ondas de
radio hasta los rayos gamma; la
luz que percibimos es una
pequeña parte de este
espectro. Si la luz blanca se
hace pasar por un prisma, esta
se descompone en todo el
espectro de luz visible, que va
de 400 (luz violeta) a 700
nanómetros (luz roja), siendo los
400 la longitud de onda de
mayor energía. Sin embargo, la
luz que es aprovechada por la
fotosíntesis es una parte de este
espectro de luz visible.
1. Fotosíntesis
1.3 Pigmentos
Los pigmentos son moléculas
que absorben luz en una
cierta longitud de onda y la que
no absorben la reflejan, la cual
se ve como el color. El principal
pigmento en plantas y algas es
clorofila.
1. Fotosíntesis
1.3 Pigmentos
Los pigmentos de plantas y algas absorben luz a distintas longitudes,
todos son fotosintéticos, sin embargo la mayor cantidad en plantas
terrestres corresponde a la clorofila.Ficocianinas: pigmento en algas
azul-verde.
Ficoeritrinas: pigmento rojo en
cianobacterias y algas rojas (en
hongos también junto con
ficocianinas).
Caroteno y xantófilas: grupo de
pigmentos de color amarillo,
anaranjado y rojo, y café en
vegetales (respectivamente).
1. Fotosíntesis
1.3 Pigmentos
Los máximos de absorción de la clorofila se encuentran en la longitud
de onda de 400 a 450 nm (color azul) y en 650 a 700 nm (color rojo). La
longitud de onda que refleja es el color _________verde
1. Fotosíntesis
1.4 Cloroplastos
Los cloroplastos son organelos abundantes (50 a 60 por célula), donde
se produce la fotosíntesis, distinguiéndose las membranas tilacoidales,
donde se encuentran los fotosistemas I y II.
1. Fotosíntesis
1.5 Fases de la fotosíntesis
El proceso consta de dos partes:
• Fase dependiente de luz o luminosa, en los tilacoides
• Fase independiente de luz u oscura, en el estroma
1. Fotosíntesis
1.5 Fases de la fotosíntesis Electrónexcitado
e
Luz
Fotón Luz
Clorofila
e
En la fase
dependiente de laluz o luminosa la
clorofila al
reaccionar con la luz
solar se oxida,
liberando un
electrón.
Este proceso se
denomina efecto
fotoeléctrico, con
ello se inicia unacadena de
reacciones químicas
en los fotosistemas.
1. Fotosíntesis
1.5 Fases de la fotosíntesis
2 H + 1/2 O 2
Fotólisis del agua
Centro de ReacciónClorofila
Luz
AceptorPrimario
deElectrón
Generación de energía
Centro de ReacciónClorofila
AceptorPrimario
deElectrón
Producción deNADPH
Luz
NADP
1
23
Fotosistema II
Fotosistema I
1. Fotosíntesis
1.5 Fases de la fotosíntesis
Fase luminosa o dependiente de luz
Lugar donde se realiza: membranas tilacoidales
Reactantes: H2O, ADP y NADP+
Productos: O2, ATP y NADPH
Resumen del proceso:
• Fotólisis del agua
• Foto-fosforilación de ATP
• Foto-oxidación de los fotopigmentos
• Fotorreducción del NADP+
1. Fotosíntesis
1.5 Fases de la fotosíntesis
Fase
independiente de
luz o fase oscura:
Se produce en el
estroma, aquí se
logra la fijación
del CO2 para
obtener
productos
orgánicos. Esta
fase es
dependiente de
la anterior, ya que
se requiere de
ATP y NADPH.
1. Fotosíntesis
1.5 Fases de la fotosíntesis
Fase oscura o independiente de luz
Lugar donde se realiza: estroma de los
cloroplastos
Reactantes: ATP, NADPH y CO2
Productos: moléculas orgánicas (glucosa,
aminoácidos, ácidos grasos)
Resumen del proceso:
Fijación del CO2 atmosférico
Ciclo de Calvin
2. Factores que afectan a la fotosíntesis
2.2 Factores externos
Temperatura: en términos
generales, la temperatura
entre 10 y 35 ºC es la
óptima para la mayoría de
las plantas. La tasa
fotosintética cae
notablemente en
temperaturas cercanas a
los 60ºC.
¿Por qué la fotosíntesis se ve
afectada con temperatura sobre
los 60 ºC?
A temperaturas muy altas las enzimas se
desnaturalizan
2. Factores que afectan a la fotosíntesis
2.2 Factores externos
Intensidad de la luz: las plantas que reciben menos luz, realizan
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 laelevada temperatura dañan su desarrollo.
2. Factores que afectan a la fotosíntesis
2.2 Factores externos
Concentración 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.
Años
El aumento en la concentración de
CO2 a nivel planetario, está asociado
a un aumento de la temperatura.
2. Factores que afectan a la fotosíntesis
2.2 Factores externos
Variable dependiente es
aquella que no es controlada
por el investigador, para este
ejemplo corresponde a la
__________________.
Variable independiente es
aquella manipulada por el
investigador, para este
ejemplo corresponde a la
_____________.
tasa fotosintética
temperatura
Vegetales y cianobacterias
aprovechan…
a través de…
implica…Aprovechamiento de la
energía solar, que queda
retenida como un
compuesto orgánico.
ocurre en fases…
Energía luminosa 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
Síntesis de la clase