modulo 002 biologia quÍnto marilyn

I. E. P. D. “SANTA ROSA DE LIMA” Biología 5º año PRF. QUEZADA AMAYA MARILYN

Apellidos y Nombres : ………………………………………………Fecha : …… /……/ 12Grado : V Sección :………Nivel : Secundaria Bimestre : I Prof. Marilyn Quezada Amaya

I. INDICADORES DE LOS APRENDIZAJES:1. Definen nutrición y sus clases y describen las fases de la fotosíntesis.2. Explica de qué manera ciertos factores afectan la fotosíntesis

II. DESARROLLO TEMÁTICO – CAPACIDADES:

FOTOSINTESIS

La fotosíntesis es el principal mecanismo de captación de energía por los organismos vivos, las células fotosintétizadoras capturan la energía química, la que queda almacenada en los enlaces de moléculas orgánicas sintetizadas a partir del dióxido de carbono y el agua. a fotosíntesis se lleva a cabo en las plantas superiores e inferiores, en las cianofitas, en algunas bacterias y protistas; no se lleva a cabo en los hongos, ni en animales.

ATP

O2

CONVERSIÓN DE LA ENERGÍA LUMINOSA EN ENERGIA

QUÍMICA POTENCIAL

Energía

luminosa

Clorofila

e-

H+

Energía transferida

de los electrones

Oxidación de aguaH2OFASE

LUMINOSA

+NAPDH, H+ADP+PNAP+

Fosfogliceroáldehido

(PGAL)

FASE OSCURA Diversas

moléculas orgánicas

2(3c)

(5c)

2(3c)

Ácido fosfoglicérido(PGA)

Dióxido de carbono

Ribulosabifosfato

Glucosa(6c)

(RuDP)

2012


ELEMENTOS IMPORTANTES DE LA FOTOSINTESISa) Luzb) Fotopigmentosc) Moléculas transportadoras de electronesd) Aguae) Dióxido de carbono

LUZEl flujo de energía continuamente disponible proviene de los procesos de fusión nuclear del sol. Una parte de esta energía radiante puede ser percibida como luz por el ojo humano, y es la que es utilizada radiante puede ser percibida como luz por el ojo humano, y es la que es utilizada como fuente de energía primaria en la fotosíntesis.

La luz visible tiene ondas de longitudes entre los 400 y 700 nanómetros . La luz blanca contiene todas las longitudes de onda del espectro visible. El color de la luz depende de su longitud de la onda.

FOTOPIGMENTOS

Hay sustancias capaces de absorber la energía de la luz, como es el caso de las clorofilas, ficobilinas, carotenos, xantofilas, etc. ; los cuales constituyen los fotopigmentos.

Clases :

a) Clorofilas :Es el pigmento de color verde contenido en los grana, el que comunica el color verde a la mayor parte de los vegetales que lo contienen, puesto que dichos pigmentos transmiten las longitudes de onda que corresponde al color verde, pero absorben los otros.

Las clorofilas estructuralmente constan de un grupo porfirínico con cuatro anillos pirrólicos ordenados alrededor de un átomo central de magnesio. Además posee una cola hidrocarbonada llamada fitol, que es el responsable de la liposolubilidad de las clorofilas.

Existen cinco tipos distintos de clorofilas poco diferenciadas en su estructura molecular: clorofilas a, b, c, d y la bacterias fotosintetizadoras.

La clorofila “a” es el principal pigmento captador de energía de la luz en las plantas superiores, siendo además la más abundante (hay de 2 ó 3 veces más clorofila “a” que clorofila “b” en las plantas superiores).

b) Pigmentos accesorios :Son los carotenos y las ficobilinasLas clorofilas y los pigmentos accesorios se encuentran en los discos tilacoidales de losgrana en los cloroplastos.

MOLECULAS TRANSPORTADORAS DE ELECTRONES

Las moléculas transportadoras se localizan en los cloroplastos de las células eucarióticas y en los mesosomas en las células procarióticas.Entre las moléculas transportadoras de electrones que participan en el proceso fotosintético tenemos : plastoquinona, citocromo b, citocromo f, plastocianina , ferredoxina.

FASES DE LA FOTOSINTESIS

Gracias a los trabajosde Robert Hill, se demostró que el proceso fotosintético se lleva a vabo en cuatro pasos :1º Absorción de la luz

2012


2º Transmisión ulterior de la energía.3º Transformación de una parte de la energía química (ATP)4º Reducción del dióxido de carbono (CO2) y con ello almacenamiento de una determinada cantidad de energía.

El desencadenamiento de los tres primeros procesos depende del aporte de energía solar, puede tener lugar en presencia de luz, por lo que constituye la fase luminosa de la fotosíntesis. Para que se realice el cuarto proceso basta con que exista energía química disponible pudiendo ocurrir en la oscuridad, por lo que constituye la fase oscura de la fotosíntesis.

Para facilitar la comprensión de los procesos de la fotosíntesis es aconsejable estudiar por separado las reacciones que transcurren en presencia de luz y los que transcurren en la oscuridad.

FASE LUMINOSA DE LA FOTOSINTESIS

Depende directamente de la presencia de la luz, de moléculas transportadoras de electrones y de fotopigmentos. Se lleva a cabo en los tilacoides de los grana.Los fotopigmentos se hallan agrupados en fotosistemas :

FotosistemasUn fotosistema está constituido por una antena y por un centro de reacción.La antena está conformada por los fotopigmentos accesorios, los que actúan como un dispositivo colector de la energía luminosa, la que posteriormente es transferida a la clorolfila “a”.La clorofila “a” constituye el centro de reacción, es el único pigmento que al ser fotoexitado emite electrones hacia un aceptor primario. Es decir la clorofila “a” constituye la única molécula capaz de convertir la energía luminosa en energía química.

Existen dos fotosistemas :a) Fotosistema I : Su centro de reacción está constituido por la clorofila aI , cuyo pico de absorción está en los 700 namómetros. Se le llama también P700.b) Fotosistema II : Su centro de reacción está constituida por la clorofila a II , cuyo pico de absorción está en los 680 nanómetros. Se le llama también P680

Etapas de la fase luminosa :La fase luminosa de la fotosíntesis comprende dos etapas : fotofosforilación acíclica o no cíclica y fotofosforilación cíclica.

a) Fotofosforilación acíclica :En las plantas y algas la fotofosforilación acíclica está acoplada al transporte de electrones del agua al NADP+ , mediante una serie de reacciones de óxido –reducción, llevadas a cabo por un conjunto de transportadores localizados en las membranas de los tilacoides y por acción de la energía luminosa captada por los fotosistemas I y II.Este proceso es acíclico puesto que los electrones se reciben con reabastecimiento por parte de dadores externos como el agua. El proceso se realiza de la siguiente manera.Al ser fotoexcitada la clorofila “a” del fotosistema I por acción de la luz, la clorofila “a” dispara un par de electrones a un nivel más alto de energía, los que son captados por el aceptor primario “x”, el que los transfiere a la ferredoxina. La ferredoxina se reoxida cediendo los electrones al fosfato de dinucleótido de nicotinamida adedina (NADP) que se convierte así en NADPH2.

- El hueco electrónico que queda en el fotosistema I, es llenado por los electrones que proviene del fotosistema II.

- Al ser excitada la clorofila “a” del fotosistema II, por acción de la luz, ésta dispara un par de electrones a un nivel más alto de energía los que son captados por un receptor primario “Q” y enviados al fotosistema I, en una secuencia “cuesta abajo” a través de la cadena transportadora de electrones pierden una parte de su energía, que es utilizada en la fosforilación del adenosin difosfato (ADP) que se transforma en adenosin trifosfato (ATP). La identidad y secuencia de los elementos de

2012


la cadena transportadora de electrones no se conoce con exactitud, pero se supone que sea la plastoquinona, citocromo b, citocromo f y plastocianina.

- El hueco electrónico que queda en el centro de reacción del fotosistema II es llenado por los electrones que provienen de la molécula de agua, la cual ha experimentado por acción de la luz su descomposición, a la que se denomina fotólisis del agua o reacción de Hill.

El oxígeno liberado en la fotosíntesis proviene del agua.6 CO2 + 6 H2O Luz > C6H12O6 + 6 O2

Fotopigmentos

Fig. 2 Fase luminosa : Fotofosforilación acíclica.

b) Fotofosforilación cíclica :Este proceso al igual que el anterior depende de la luz, pero es independiente del aporte externo de electrones provenientes del agua.

Si se excita el fotosistema I, en ciertas condiciones como ocurre en ausencia de NADP + , la clorofila “a” dispara un par de electrones los que son tomados por el aceptor primario “X” , el que a su vez los transfiere nuevamente a la clorofila “a” del fotosistema I, mediante una cadena de transportadores localizados entre los fotosistemas I y II. .

La energía liberada por los electrones a nivel de la cadena transportadora es utilizada para formar ATP.En la fotofosforilación cíclica no se produce fotólisis del agua y por lo tanto no hay liberación de oxígeno ni formación de NaDPH2, pero si hay formación de ATP.

Fig. 3. Fase luminosa. Fotofosforilación cíclica.

2012


El NADPH2 y el ATP producidos en la fase luminosa de la fotosíntesis son utilizados en la fase oscura, para sintetizar carbohidratos a partir del CO2.

FASE OSCURA DE LA FOTOSINTESISLas moléculas de ATP y NADPH2 formados en la fase luminosa de la fotosíntesis son utilizadas para reducir el dióxido de carbono a glucosa mediante una serie de reacciones llevadas a cabo en el estroma de los clorofilas. Estos procesos pueden transcurrir en la oscuridad por lo que reciben el nombre de reacciones de la oscuridad. Se debe recalcar que la expresión “reacciones en la oscuridad” no significa que estos procesos sólo puedan transcurrir en la oscuridad; se trata más bien de subrayar que estas reacciones no requieren de energía luminosa.

Características :- Las reacciones que se producen son independientes de la luz, de allí el nombre de fase oscura.

- Durante esta fase el dióxido de carbono es fijado y reducido a carbohidratos- Las principales etapas de esta fase fueron procesadas por Melvin Calvin en 1945, proporcionando a

las plantas CO2 marcado radiactivamente,- Casi todas las enzimas de esta fase se encuentran en el estroma de los cloroplastos.- Se necesita de NADPH2 y ATP.

Etapas : Fig (5)La fase oscura de la fotosíntesis puede dividirse en tres etapas :

a) Carboxilación : En esta etapa se lleva a cabo la reacción química entre el CO2 y el azúcar fosforilado la ribulosa 1,5 – difosfato (de cinco carbonos), formándose una molécula “X” inestable de seis átomos de carbono cuya estructura aún no se conoce, la que rápidamente se hidroliza en 2 moléculas de ácido 3 – fosfogolicérico (PGA) de tres átomos de carbono cada una.

b) Reducción : El ácido 3-fosfoglicérido (PGA) es reducido mediante el NADPH2 y el ATP a 3-fosfogliceraldehido (PGAL) . Dos de éstas moléculas se unen en varios pasos para formar una hexosa, la glucosa. Vemos que los átomos de carbono de una molécula de glucosa sintetizada en esta forma, no se toman todos del CO2 en un mismo paso. En una reacción sólo un átomo de carbono del CO2 es enlazado con los cinco átomos de carbono de la ribulosa 1,5-difosfato, para obtener una hexosa.

c) Regeneración : Proceso mediante el cual a través de una serie de reacciones se regenera la ribulosa 1,5 difosfato.

2012


Fig. 5 Etapas de la fase oscura de la fotosíntesis.

COMPARACION ENTRE LAS DOS FASES DE LA FOTOSINTESIS

FASE LUMINOSA FASE OSCURAa) Fotólisis del agua y producción de O2

b) Producción de ATP y NADPH2

c) Se lleva a cabo sólo en presencia de luz

d) Tiene lugar en la membrana del tilacoide

a) Fijación de CO2

b) Consumo de ATP y NADPH2

c) Se lleva a cabo tanto en presencia de luz como en la oscuridad

d) Tiene lugar en el estroma del cloroplasto

III. EVALUANDO LOS APRENDIZAJES:

III.1 REACTIVOS DE CLASE

Amplia y completa la siguiente matriz referido a las diferencias entre la Fotofosforilación. A y C.

CARACTERÍSTICAS ACÍCLICA CÍCLICA

2012


REACCIONES

FotosistemasFuente de electronesProductos

3. Amplia y completa la siguiente matriz referente a las características diferenciales de la fase luminosa y fase oscura:

CARACTERÍSTICAS FASE LUMINOSA FASE OSCURASinonimiasTiempo de ocurrenciaLugar de ocurrencia

Reacciones

Productos

1. Responde brevemente los siguientes ítemes:a) Sustancia de donde proviene el oxígeno que respiramos:b) Pentosa fosforilada que capta el CO2 :c) Producto intermediario a partir del cual se generan diversas moléculas orgánicas:d) Fase fotosintética que ocurre en los tilacoides:e) Radiaciones que mas absorben las plantas:

III.2 REACTIVOS DE CASA

1.-.......Son plastidios de color..... Debido a un pigmento llamado….a) cloroplastos – incoloros – clorofila b) cloroplastos – anaranjandos – clorofila c) cromoplastos - verde clorofilad) leucoplastos – verde - clorofilae) cloroplastos – verde – clorofila

2.-Cromoplastos con los plastidios coloreados que tienen los pigmentos siguientes excepto

a) xantofilia color amarillob) caroteno color anaranjado

c) licopeno color rojo d) clorofila color verde e) todos son pigmentos del cloroplasto

3.- Los leucoplastos son …. Incoloros y cuando producen ………….. Dan origen a los amiloplastos a) cromoplastos – almidón b) plastidios – fotosíntesis c) cromoplastos – fotosíntesis d) plastidios – almidon e) cloroplastos – fotosíntesis

4.- La luz solar que llega a la superficie de la tierra tiene su intensidad máxima en las

partes verde azul y verde del espectro. Este valor es de:a) 800-900 nanometrosb) 1100 -1200 nanometros c) 450-550 nanometros d) 700-750 nanometrose) 100-150 nanometros

5.- Cuantos tipos de clorofila existen: a) A b) B c) C d) solo A y B

e) todas6.- La longitud de onda del espectro para que la

clorofila realice la conversión de luz en energía química es de:a) 400 – 7000 nanometrosb) 700 -900 nanometrosc) 300 – 400 nanometrosd) 900 -1000 nanometrose) 400 -700 nanometros

7.-La fotosíntesis propia de la mayoría de la bacteria es a) oxigénica b) anoxigénicac) autótrofa d) a+b e) b+c

2012


8.-Molécula que constituye el centro de la actividad absortiva es:a) Clorofila b) Clorofila Bc) Clorofila A d) Carotenos e) Solo a + b

10.-Son etapas de la fase luminosa, excepto:a.- Fotoexitación b.- Fotolisis de H2O c.- Transporte de e- d.- Síntesis de glucosa

e.-Fotofosforlación.11.- En la fotolisis del H2O se liberan, excepto:

a.- O2 molecular b. 2e -

c.- 2H+ d.- C6H12O6 e.- Todos.

12.- El ciclo de Calvin corresponde a la fase:a.- Oscura b.- Luminosa c.- Oxigenica d.- Anoxigénica e.- Todas.

REFLEXIÓN METACOGNITIVA

Describe detalladamente el momento de la clase, en el que te sentiste mejor aprendiendo

Crees que en el proceso de aprendizaje de hoy hiciste todo lo necesario por aprender ( sustenta tu repuesta)

2012

modulo 002 biologia quÍnto marilyn

Documents