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LA FOTOSÍNTESIS
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LA FOTOSÍNTESIS
Hasta el siglo XVI se creía que las plantas absorbían del suelotodo el aliento !a elaborado" sin ninguna participaci#n de laat#s$era en su nutrici#n%
&un poco de 'istoria&
En ()*+" ,%-% VanHelont lle.# a caboun e/perientodonde deostr# queel increento enpeso de las plantasse debía al aguaabsorbida por lasisas.
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la falta de aire apagaba la llama de una vela.
E/perienciasde 0riestle!
0riestle!"(11 a2osdespu3s" coprob#que el aire tabi3ninter.enía en elproceso%
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la falta de aire producía la muerte de un ratón.
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la muerte del ratón no se producía si, juntocon él, se situaba una planta.
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4ON4L5SIONES
6etect# que el gas que producían las plantas era buenopara la .ida ! no producía los isos e$ectos que elproducido por los aniales 7despu3s se descubri# queeste gas correspondía a o/ígeno8%
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Algunas conclusiones 9tiles&
0osteriorente di$erentes cientí$icos continuaron lasin.estigaciones con respecto al proceso que ocurría enlas plantas%
• La transformación de la energía lumínica en energía química ocurredebido a la clorofila (El almidón es un producto derivado de la funciónclorofílica. )
• El volumen de dióxido de carbono absorbido es aproximadamente igualal volumen de oxígeno desprendido
Todas estas con$iraciones periten $orular la ecuaci#n generalpara la $otosíntesis:
) 4O; < ) H;O < lu= 4)H(;O) < ) O;
Posteriormente se comprueba que las algas y cianobacterias tambiénrealizan fotosíntesis.
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4O; 0E?O 4@OA4TBA LA L5CSO-?E EL 4O; DEL A5A 0A?A
0?O654I?OL45LASO?GNI4AS
?
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Naturale=a de la lu=
Hace 11 a2os el $ísico ingl3s Isaac NeJton 7()*;K(;8descubri# que la lu= blanca se descopone en di$erentes colores7color M longitud de onda8 cuando pasa por un prisa%
Otro descubriiento $ue que la lu= se coporta coouna onda ! coo una partícula ! a cada unidad de lu= se
le llaa fotón%
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La longitud de onda es la distancia entre la cresta de una onda !la cresta de la siguiente" .a desde d3cias de nan#etro en losra!os gaa" 'asta il#etros en las ondas de radio de baa$recuencia
La lu= puede ser de di$erentes tipos dependiendo de la longitud dela onda%
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La lu= .isible es la radiaci#n cu!a longitud de onda estP coprendidaentre *11 ! 11 nQ es en apariencia blanca" pero se copone" dedi$erentes colores" cada uno correspondiente a un rango de eseinter.alo
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4ada tipo de radiaci#n" con su longitud de onda particular"contiene una deterinada energía asociada%
Color Rango de longitud de onda(nm)
Energía(K!mol)
Ultravioleta
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entro del espectro de lu! visible " la lu! violeta tiene la longitud deonda m#s corta $ la ro%a" la m#s larga.Las radiaciones con longitudes de onda menores de &'' nm (como la lu!ultravioleta $ ma$ores de )'' (como las infrarro%as pueden tener
diversos efectos biológicos" pero no pueden ser aprovec*adas para lafotosíntesis
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Para que la energía de la lu! pueda ser usada por los seres vivos" primero *ade ser absorbida. +na sustancia que absorbe la lu! se denomina pigmento
La clorofila" el pigmento que *ace que las *o%as sean verdes" absorbe lalu! en el espectro violeta $ a!ul $ tambi,n en el ro%o.
Puesto que transmite $ refle%a la lu! verde" su aspecto es verde.
&entonces qu3 coloresabsorben los pigentos de la$lor ! la ariposa
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4LO?OFILAEs un pigento presente en los cloroplastos%
E/isten dos clases de cloro$ila" que .arían ligeraente en suestructura olecular
La ol3cula de cloro$ila estP $oradapor cuatro anillos de carbono !nitr#geno" unidos por un Ptoo deagnesio
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En los eucariotas fotosint,ticos (plantas $ algas" la cloro$ila a esel pigmento implicado directamente en la transformación de laenergía de la lu! en energía química
La ma$or parte de las c,lulas fotosint,ticas tienen tambi,n un segundotipo de clorofila" que en las plantas $ algas verdes es la cloro$ila b " $
cantidades de otros grupos de pigmentos llamados carotenoides $$icobilinas.
la clorofila es muc*o m#s abundante. Sin embargo" en algunos te%idos"como en oto-o cuando las *o%as de%an de fabricar clorofila" los coloresdel carotenoide pueden dominar.
L l fil b l t id l fi bili d
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La clorofila b " los carotenoides $ las ficobilinas son capaces deabsorber la lu! a diferentes longitudes de onda de la clorofila a $pueden *acer pasar la energía absorbida a la clorofila a " con lo quese incrementa la cantidad de lu! disponible para la fotosíntesis.
Espectro de absorción de la clorofila
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EFI4IEN4IA 6E LA FOTOSÍNTESIS VS LONIT56 6E ON6A
Se observa que %usto en laslongitudes de ondacaptadas por los
diferentespigmentos de la*o%a" se producema$or fotosíntesis
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A5AEn el riego $ la absorben lasraices
6IOXI6O 6E 4A?-ONOLas algas obtienen el /0 directamente del agua $ las plantas loobtienen de la atmósfera $ es captado por las *o%as a trav,s de unosporos llamados estoas. Los estomas son los encargados de regular el
intercambio gaseoso $ de la transpiración de la planta.
1ambi,n la planta necesitaalgunos N5T?IENTES 6EL
S5ELO para poder formar lasestructuras necesarias para*acer fotosíntesis.
Principales nutrientes 2g" P $ 3
?EA4TANTES
http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema13/images13/ALOE2000.gif
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C"#R#$"%&'#&
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LA FOTOSÍNTESIS O45??E EN6OS ETA0AS
Etapa dependiente de lu=onversión de energía luminosa en energía
química (41P.
Etapa independiente de lu=onversión de carbono inorg#nico (/0 enmol,culas org#nicas
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Existen dos fotosistemas" los cuales se diferencian en susproporciones de clorofila a $ b " en los transportadores deelectrones que los acompa-an $ en las características de sus centrosde reacción:
0SII: m#ximo de absorción luminosa es en la longitud de onda56'(b0SI: m#ximo de absorción luminosa es en la longitud de onda )''(a
FOTOSISTEA: ombinación de clorofila $ mol,culas dadoras $
aceptoras de electrones.
ETA0A 6E0EN6IENTE 6E L5C
Ocurre en los tilacoides del cloroplasto" en los$otosisteas que se ubican en su ebrana%
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ETA0A 6E0EN6IENTE 6E L5C(% FOTOXI6A4I@N 6E LA 4LO?OFILA:
La lu=" al ser captada por la cloro$ila e/cita dos electrones deella traspasPndolos a una ol3cula aceptora de electrones%
La cloro$ila queda con dos cargas positi.as%
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;% FOT@LISIS 6EL A5A
El 0SII positi.o atrae dos electrones delos 'idr#genos del agua pro.ocando laruptura de la ol3cula de agua% 6e esta$ora el 0SII queda equilibrado%
El o/ígeno se libera a laat#s$era Los protones quedan disponibles para as
adelante
ETA0A 6E0EN6IENTE 6E L5C
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ETA0A 6E0EN6IENTE 6E L5C% Los electrones que 'abían salido del 0SII pasan a tra.3s de una
cadena transportadora de electrones al 0SI dePndolo equilibrado%La energía liberada en esteproceso se usa para producir
AT0 el cual se .a a utili=ar enla $ase independiente de lu=%
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ETA0A 6E0EN6IENTE 6E L5C*% 5n electr#n liberado por el 0SI se une al NA60< ! el otro se
unta con uno de los protones que quedaron del agua ! $oraH" el cual tabi3n se une al NA60 $orando NA60H%
El prot#n sobrante tabi3n se une al NA60H
quedando una ol3cula positi.a" NA60H
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ETA0A 6E0EN6IENTE 6E L5C
?eactantes:
" * +# * A60 < 0 < NA60
RE&-E/
0roductos:O; < AT0 < NA60H
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>4uPl de los productos es un desec'o de la $otosíntesis
?: o/ígeno" se libera al abiente porque la planta no loutili=a directaente%
>6e d#nde pro.iene el o/ígeno producido durante la$otosíntesis?: del agua
>4uPles son los requisitos para reali=ar $otosíntesis encondiciones e/perientales
?: 4loroplastos" agua" lu=" 4O;
>4uPles son los requisitos para que una planta realice $otosíntesis
?: 4loro$ila" agua" lu=" 4O;
%%%AL5NAS 0?E5NTAS%%%
>u3 ol3culas estPn disponibles para iniciar la $ase independiente de lu=?: AT0" NA60H
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ETA0A IN6E0EN6IENTE 6E L5C
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ETA0A IN6E0EN6IENTE 6E L5C
El 34P78 (gran poderreductor $ 41P (altocontenido energ,tico seutili!an para reducir el
carbono del /0 $ así"sinteti!ar carbo*idratos atrav,s de una secuencia dereacciones llamadas
4I4LO 6E 4ALVIN%
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4I4LO 6E 4ALVIN9. ;?/3/5 mol,culas de /0 se unen a 5
de ribulosa difosfato (>u?Preaccionan con agua $ se divideinmediatamente formando 90mol,culas de @ carbonosllamada #cido fosfoglic,rico oPA4.
reacción catali!ada por la >uPcarboxilasa oxigenasa" conocidatambi,n como >+?;S/ en!ima
m#s abundante de la 1ierra.
omo los PA4 contienen tres#tomos de carbono" el ciclo dealvin se conoce tambi,n como
ruta @.
?ubisco
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4I4LO 6E 4ALVIN
;% SÍNTESIS 6E 0
7liceralde'idoK $os$ato8Los 0A captan un grupo$os$ato a partir del AT0 ! dosPtoos de 'idrogeno ! secon.ierten en ol3culas de
0%
?ubisco
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4I4LO 6E 4ALVIN
% SÍNTESIS 6E L54OSA
D ?5-06os de las (; ol3culas de0 producidas se utili=anpara $orar una glucosa%
Las (1 ol3culas restantes7de carbonos8" producenlas ) ol3culas de ?u-0 7deU carbonos8 necesarias para.ol.er a iniciar el ciclo%
?ubisco
>u3 ol3culas son necesarias
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>u3 ol3culas son necesariaspara que ocurra la etapaindependiente de lu=>: /0" >u?P" >ubisco" agua"41P" 34P7
?ubisco
>Ha! alg9n producto de la$ase independiente que puedautili=arse en la $asedependiente
4P" P" 34P
>0or qu3 esta etapa se llaaindependiente de lu=>: Porque no la utili!adirectamente
>SerP correcto decir que estaetapa tabi3n se llaa etapaoscura
3/" porque necesita 41P $34P78" los cuales est#n
disponibles cuando *a$ lu!.
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>0or qu3 se llaa $otosíntesis