FOTOSÍNTESIS
Grupo- 605
Ávila Domínguez Alejandra.
Betanzos Jiménez Luis Ángel.
García Aragón Axel.
González Hernández Wendy Carolina.
Hernández Romero Yetlanezi.
Murcia Labra Adriana.
¿QUÉ ES LA FOTOSÍNTESIS?

Los cloroplastos tienen
la capacidad de
convertir la energía
luminosa en energía
química mediante el
proceso de la
fotosíntesis, el cual se
efectúa mediante dos
tipos de reacciones, las
luminosas y las oscuras.
¿QUÉ ORGANISMOS REALIZAN ESTE
PROCESO?


Las plantas, las algas y
ciertas bacterias son los
organismos que pueden
realizar este proceso.
A este tipo de organismo
se les llama autótrofos,
organismos que pueden
producir sus propios
alimentos a partir de
materias primas
inorgánicas, y por lo tanto
no dependen de otros
organismos para su
nutrición.
¿QUÉ ORGANELO CELULAR LA LLEVA ACABO Y
QUÉ ESTRUCTURA TIENE?

Los cloroplastos los cuales
se encuentran en células
vegetales y en
organismos muy sencillos.
Como algas y
protozoarios. Los
cloroplastos contienen la
clorofila, en el interior de
los cloroplastos se pueden
observar los tilacoides .
Varios tilacoides semejan
pilas de monedas, cada
pila de monedas es una
grana. Las granas están
rodeadas de una
sustancia gelatinosa
llamada estroma.
FASE FOTOQUÍMICA
•
La energía luminosa que absorbe la clorofila se
transmite a los electrones externos de la molécula.
•
Esta energía puede ser empleada en la síntesis de
ATP mediante la fotofosforilación, y en la síntesis
de NADPH.
•
Ambos compuestos son necesarios para la
siguiente fase o ciclo de calvin, donde se
sintetizarán los primeros azúcares que servirán
para la producción de sacarosa y almidón.

Existen dos variantes de fosforilación: acíclica y
cíclica, según el tránsito que sigan los electrones a
través de los fotosistemas. Las consecuencias de
seguir un tipo u otro estriban principalmente en la
producción o no de NADPH y en la liberación o no
de O2.
FOTO FOSFORILACIÓN ACÍCLICA


Este proceso permite la formación de ATP y la
reducción de NADP+ a NADPH + H+, y necesita de
la energía de la luz
Se realiza gracias a los llamados fotosistemas, que
se encuentran en la membrana de los tilacoides (en
los cloroplastos).
FASE LUMINOSA
 Los
fotones inciden sobre el fotosistema II, excitando
y liberando dos electrones, que pasan al primer
aceptor de electrones, la feofitina.
 Los electrones los repone el primer dador de
electrones, el dador Z , con los electrones
procedentes de la fotólisis del agua en el interior del
tilacoide(la molécula de agua se divide en 2H+ +
2e- + 1/2O2
 Los protones de la fotólisis se acumulan en el interior
del tilacoide, y el oxígeno es liberado.
 Los
electrones pasan a una cadena de
transporte de electrones, que invertirá su
energía liberada en la síntesis de ATP.
 Los
electrones de los citocromos pasan a la
plastocianina,que los cede a su vez al
fotosistema I.
 Con
la energía de la luz, los electrones son de
nuevo liberados y captados por el aceptor A0.
 El
balance final es: por cada molécula de agua
(y por cada cuatro fotones) se forman media
molécula de oxígeno, 1,3 moléculas de ATP, y
un NADPH + H+.
IMAGEN RECUPERADA
DE:HTTP://ES.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/ARCHIVO:ETAPA.LUMINOSA.JPG
FOTOFOSFORILACIÓN CÍCLICA

En la fase luminosa o fotoquímica cíclica
interviene de forma exclusiva el fotosistema I,
generándose un flujo o ciclo de electrones
que en cada vuelta da lugar a síntesis de ATP.
Al no intervenir el fotosistema II, no hay fotólisis
del agua y, por ende, no se produce la
reducción del NADP+ ni se desprende oxígeno.
Únicamente se obtiene ATP.
FASE OSCURA


En esta fase, se va a utilizar la energía química
obtenida en la fase luminosa, en reducir CO2, Nitratos
y sulfatos y asimilar los bioelementos C, H, y S, con el
fin de sintetizar glúcidos, aminoácidos y otras
sustancias.
El proceso de reducción del carbono es cíclico y se
conoce como Ciclo de Calvin., en honor de su
descubridor M. Calvin.
IMAGEN RECUPERADA
DE.HTTP://KAMBRY.ES/APUNTES%20WEB/PAGINAS%20WEB%20DE%20MATEMATICAS/ANALISIS_ALGEBRA/IMAGENES/BIOLOGIA/FOTOSIN
TESIS/CICLO_CALVIN.JPG
CARBOXILATIVA

El CO2 se fija a una molécula de 5C, la ribulosa
1,5 difosfato, formándose un compuesto
inestable de 6C, que se divide en dos
moléculas de ácido 3 fosfoglicérico conocido
también con las siglas de PGA.
REDUCTIVA
El
ácido 3 fosfoglicérico se
reduce a gliceraldehido 3
fosfato, también conocido
como PGAL,utilizándose ATP Y
NADPH.
REGENERATIVA/SINTÉTICA
 Las
moléculas de gliceraldehido 3
fosfato formadas siguen diversas rutas;
de cada seis moléculas, cinco se utilizan
para regenerar la ribulosa 1,5 difosfato y
hacer que el ciclo de calvin pueda
seguir, y una será empleada para poder
sintetizar moléculas de glucosa (vía de
las hexosas), ácidos grasos,
amoinoácidos... etc; y en general todas
las moléculas que necesita la célula
TIPOS DE FOTOSÍNTESIS
 Fotosíntesis
vegetal
Las plantas toman dióxido de carbono
del aire y agua del suelo y, con la
energía del sol, sintetizan glucosa, un
hidrato de carbono rico en energía (E),
y liberan oxígeno. Este proceso tiene
lugar en las hojas gracias a la clorofila,
un pigmento contenido en los
cloroplastos, unos orgánulos propios de
las células vegetales.



Fotosíntesis bacteriana
En la fotosíntesis anoxigénica o bacteriana los
organismos que la realizan no utilizan el agua como
elemento dador de electrones, por lo que no existe
producción de oxígeno.
Existen tres tipos de organismos que realizan esta
fotosíntesis: las sulfobacterias purpúreas y las
sulfobacterias verdes, las cuales emplean sulfuro de
hidrógeno, y las bacterias verdes que utilizan
materia orgánica como sustancia donadora de
electrones (por ejemplo, el ácido láctico).
IMPORTANCIA DE LA MOLÉCULA DE
AGUA



Es absorbida por las raíces y es el
solvente que transporta las sales
minerales en el interior de la
planta.
Los electrones del agua son
utilizados para reponer los
electrones que se desprenden de
la clorofila durante la fase
luminosa.
Los Protones sirven para formar un
gradiente quimiosmótico para la
formación del ATP. Cada átomo
de oxígeno se une a otro
(Proveniente de otra molécula de
agua) para formar el oxígeno
molecular que se libera a la
atmósfera y constituye el oxígeno
que respiramos.
PROCEDENCIA DEL CARBONO
UTILIZADO EN LA FOTOSÍNTESIS
•
CO2
- Producto de desecho de la
respiración.
- Utilizado para la formación de
glucosa.
-
Su utilización no requiere la presencia
de luz, por lo que la glucosa se
produce durante la reacción oscura
de la fotosíntesis.
-
Estomas: Aberturas localizadas en
mayor proporción en el envés de las
hojas.
-Son el sitio por donde se realiza el
intercambio de gases de las plantas
(entra el CO2 para la fotosíntesis y
sale el O2 producido).
PRODUCTOS INICIALES Y FINALES DE LA
FOTOSÍNTESIS
* Se
necesitan
Clorofila, fotones (luz solar) y
agua.
* Productos iniciales
Materia inorgánica: Agua, CO2 y
sales minerales.
* Productos finales
Materia orgánica: Azúcares
(glucosa), ácidos grasos,
aminoácidos y O2.
LA LUZ EN LA FOTOSÍNTESIS
La
fotosíntesis es una reacción
endergónicarequiere energía.
Energíaproviene de la luz del Sol
es captada por la clorofilala
transforma en energía química.
REACCIONES
DE LUZ
En los procesos que dependen de la
luz, cuando un fotón es capturado
por un pigmento fotosintético, se
produce la excitación de un electrón,
el cual es elevado desde su estado
basal respecto al núcleo a niveles de
energía superior, pasando a un
estado excitado. Después de una
serie de reacciones de oxidoreducción, la energía del electrón se
convierte en ATP y NADPH.
¿CÓMO SE UTILIZA LA LUZ?

Pigmento:
- Cualquier
-
sustancia que absorbe luz.
El color de un pigmento es el
resultado de la longitud de onda
reflejada (no absorbida).
En
los grana de los cloroplastos
clorofilas a y b (pigmento verde de
todas las células fotosintéticas) y
algunos pigmentos accesorios.
- Funcionan como antenas receptoras
de luz y de concentración de
energía.
¿CÓMO SE UTILIZA LA LUZ?



Primeras reaccionesLuz = Fase Luminosa (en la membrana
de los grana).
Parte de los productosestroma del cloroplastoNo luz = Fase
oscura.
Fase Luminosa
Reacciones
cíclicas
Reacciones
no cíclicas
Fotosíntesis
Fotosíntesis
Fotosistema I
Fotosistema I y II
•Fotosistemas
- Se localizan en la membrana de los grana de los cloroplastos.
- Cada fotosistema está formado por tres partes: el centro de
reacción, la trampa energética y el sistema de transporte de
electrones

Centro de reacción
Dos centros de reacción en los fotosistemas.
- P700 fotosistema Iclorofila a
700nmabsorbe color rojo.
- P680 fotosistema II clorofila a 680nm
absorbe un tono más anaranjado que el
rojo.

Antenas colectoras de luz (trampa energética)
-
Formadas por moléculas de clorofila y otros
pigmentos ubicados cerca de cada centro
de reacción.
-
Captan constantemente la luz y la transmiten
hacia el centro de reacción.
-
Cuando la clorofila a del centro de reacción
absorbe suficiente energía, un electrón de
dicha molécula se excita y escapa de su
órbita:
energía luminosa energía química
 Sistema
de transporte de
electrones
 Para
que la energía química
liberada por el electrón de la
molécula de clorofila a del centro
de reacción no se pierda, se
activan, varias coenzimas
acarreadoras = sistema de
transporte de electrones.
- Fotosistemas I y II energía de los
electrones fotoactivados
(activados por la luz) concentrar
protones en el lumen del tilacoide
energía libre  ATP.
- Fotosistema I protonesfunción
de reducir la coenzima NADP+
(nicotín adenín difosfato) a
NADPH+H+ (nicotín, adenín
difosfato reducido).
- ATP y NADPHfase oscura de la
fotosíntesis.
 ¿COMO

SE PRODUCE EL OXIGENO?
Parte del oxígeno se origina como subproducto
de la fotosíntesis. La ecuación general muestra el
proceso de las plantas verdes:
6 CO2 + 6H2O -à C6H12O6 + 6O2

El oxígeno que produce la fotosíntesis proviene
del agua que es oxidada por deshidrogenación.
Este proceso es endotérmico.
FASES LUMINOSAS Y SINTÉTICA DE LA
FOTOSÍNTESIS. SUSTRATO Y PRODUCTOS DE
AMBAS ETAPAS E INTERRELACIÓN ENTRE LAS
MISMAS.
Visión Global del proceso fotosintético en la hoja y esquema de una
célula vegetal mostando más en detalle la estructura del cloroplasto
¿CUAL ES LA DIFERENCIA ENTRE LA
FOTOSINTESIS DE UN NOPAL Y EL MAÍZ?


EL NOPAL ACTUA POR LA VIA CAM Y EL MAIZ A
TRAVES DE LA C4.
Las vías C4 y CAM involucran mecanismos
especializados para la concentración y transporte
del CO2 a los sitios de fijación por RUBISCO (vía C3),
pagando un precio extra en términos de ATP por
unidad de CO2 fijado.

En aquellos ambientes con restricciones hídricas
constantes, estacionales o diarias como son las zonas
áridas, semiáridas y ambientes epifíticos las plantas C4 y
CAM funcionan como especialistas de grán éxito con
mayor EUA (Eficiencia en el uso de agua) en
comparación con las plantas C3.
Las modificaciones bioquímicas con lo cual se consigue
esto se relacionan con el aumento en la cantidad y
eficiencia de acción de la anhidrasa carbónica (AC) y
con la acción de un sistema de bombeo del CO2
conseguido
a
través
de
la
acción
de
la
fosfoenolpiruvatocarboxilasa (PEPc) y ATPasas de
membrana.


Para las plantas C4 el resultado de las modificaciones
evolutivas es que el CO2 es fijado en dos
compartimientos diferentes.
En las plantas CAM el resultado de las modificaciones
evolutivas es que el CO2 es fijado en dos etapas
separadas temporalmente. Durante la noche la apertura
de los estomas permite la difusión de CO2 que es fijado
como HCO3 por la AC y es tomado por la PEPc que lo
incorpora en ácidos C4 que se acumulan en las
vacuolas vía una bomba de membrana ATP
dependiente.
El CO2 liberado, que alcanza concentraciones internas
muy altas, es fijado en los cloroplastos por RUBISCO para
incorporarlo al ciclo de Calvin.


Aproximadamente la mitad de las plantas CAM
conocidas son epífitas de zonas tropicales o
subtropicales.
Bajo condiciones severas de deficiencia de agua las
plantas CAM son capaces de mantener una tasa de
crecimiento pequeña sin comprometer la supervivencia.
Por otro lado, bajo condiciones de no deficiencia en el
aporte de agua las plantas CAM se encuentran entre las
más productiva conocidas, como es el caso de la piña.
¿PORQUE ALGUNAS PLANTAS COMO EL TILO
AMERICANO, EL CHICHARO O LAS HABAS NO
CRECEN BIEN EN CLIMAS ARIDOS?
El valor de pH de los suelos puede variar
ampliamente; valores normales son 5-7 para zonas
húmedas y 7-8.5 para zonas áridas

CHICHARO
Los guisantes son una cosecha de estación fresca
que se puede disfrutar tanto en primavera como en
otoño.

Requiere una tierra suelta y ligera. Este cultivo no
tolera suelos muy ácidos, necesita una posición
soleada y riegos frecuentes
chícharo

HABAS
El cultivo de las habas se da especialmente en zonas
frías y templadas. La temperatura óptima está en torno a
los 15°C.
El haba prefiere los suelos con buen drenaje, aunque
soporta también los arcillosos; prefiere un pH entre 6 y
7,5. Requiere bastante humedad. No es particularmente
fotófila, y al ser tolerante a las heladas en su desarrollo
temprano se adapta a las condiciones de las zonas de
montaña.
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA
FOTOSÍNTESIS
1.

Intensidad luminosa: La actividad fotosintética aumenta con
la intensidad luminosa hasta alcanzar un límite máximo
característico de cada especie. Para una misma intensidad
luminosa, el rendimiento fotosintético es superior en las
plantas adaptadas a climas secos y calurosos.
Concentración de CO2: La actividad fotosintética aumenta
conforme va creciendo la concentración de CO2, hasta
alcanzar un límite en el que se estabiliza.
3. Temperatura: Como toda actividad enzimática, la fotosíntesis
aumenta con la temperatura hasta alcanzar un límite máximo
(variable según las especies de climas cálidos, templados o
fríos), por encima del cual se produce la desnaturalización de los
enzimas.
4. Fotoperíodo: El rendimiento está en relación directa a las horas
de exposición a la luz que tenga la planta.
5. Humedad ambiental: Cuando hay escasez de agua, los
estomas (aberturas de la epidermis de las zonas verdes de las
plantas superiores) se cierran para evitar pérdidas de agua
por transpiración, lo cual dificulta el paso de CO2 y la
actividad fotosintética disminuye.
6. Concentración de O2: si aumenta baja el rendimiento
fotosintético debido a las pérdidas por fotorrespiración.
FOTOSÍNTESIS DURANTE EL OTOÑO
Cuando el verano acaba y llega el otoño, los días se hacen cada
vez más cortos y la luz es cada vez menos intensa. Esta es la
manera con la cual los árboles "saben" que se deben preparar
para el invierno.
En invierno no hay la suficiente luz o agua como para hacer la
fotosíntesis. Los árboles descansarán y vivirán con el alimento que
almacenaron durante el verano. Así, en otoño empiezan a cerrar
sus fábricas de comida.
La clorofila de las hojas desaparece y, poco a poco, a medida
que su color verde se desvanece, empezamos a ver colores
naranjas y amarillos. Estos colores ya existían durante el verano,
pero no los podíamos ver porque quedaban cubiertos por el
verde de la clorofila.
Los rojos brillantes y los lilas corresponden a sustancias fabricadas
exclusivamente en otoño. En algunos árboles, como los arces, la
glucosa queda atrapada en las hojas cuando la fotosíntesis se
para. La luz del Sol y las noches frías del otoño hacen que la
glucosa se vuelva roja. El marrón que aparece en las hojas de
algunos árboles, como los robles, proviene de productos de
desecho que se acumulan en las hojas.
IMPORTANCIA DE LA FOTOSÍNTESIS
PARA EL MANTENIMIENTO DE LA VIDA
EN EL PLANETA
1.- La síntesis de materia orgánica a partir de la inorgánica se
realiza fundamentalmente mediante la fotosíntesis; luego irá
pasando de unos seres vivos a otros mediante las cadenas tróficas,
para ser transformada en materia propia de los diferentes seres
vivos.
2.- Produce la transformación de la energía luminosa en energía
química, necesaria y utilizada por los seres vivos.
3.- En la fotosíntesis se libera oxigeno, que será utilizado en la
respiración aerobia como oxidante.
4.- La fotosíntesis fue causante del cambio producido en la
atmosfera primitiva, que era anaerobia y reductora
5.- De la fotosíntesis depende también la energía almacenada en
combustibles fósiles como carbón, petróleo y gas natural.
6.- El equilibrio necesario entre seres autótrofos y heterótrofos no
sería posible sin la fotosíntesis.
7.- Se vuelve a utilizar el CO2, producido por los animales y por los
procesos de putrefacción o descomposición. De otra manera el
CO2, saturaría el planeta.
8.- Se restituye el oxigeno al aire y se hace posible la respiración.
En general, la diversidad existente en la Tierra depende
principalmente de la fotosíntesis.
FACTORES AMBIENTALES PUEDEN ALTERAR EL
PROCESO FOTOSINTÉTICO

Luz: Puede afectar la fotosíntesis por tres de sus propiedades: calidad,
cantidad y duración. La luz blanca contiene todo el espectro visible y
la calidad de luz necesaria para estimular los pigmentos
fotosintéticos.
La cantidad de luz se refiere a la intensidad luminosa. Cuando ésta
aumenta la fotosíntesis también lo hace, pero si la intensidad de la luz
es excesiva esta frena el proceso fotosintético.
La duración de la luz, es decir las horas de exposición a la luz durante el
día, son también un factor importante para la fotosíntesis. En invierno,
por ejemplo, la menor cantidad de luz reduce la tasa fotosintética,
por lo que las plantas consumen sus reservas.
La disponibilidad de agua: Este factor afecta cuando las células
fotosintéticas sufren deficiencias. Corresponde principalmente al
agua absorbida por las raíces.

La temperatura: es un factor ambiental muy variable; como los
anteriores puede variar durante el día o a lo largo de un año. Los
diferentes climas hacen variar la temperatura. Existen plantas de
zonas frías que pueden realizar fotosíntesis a 0ºC y otras adaptadas
a altas temperaturas (como las plantas del desierto o plantas C4)
que producen fotosíntesis entre los 15 y 35º C.

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