¿Qué es la fotosíntesis?
•Proceso que transforma la luz solar en la energía que
requieren las funciones vitales de los seres vivos.
•Principal fuente de materia
orgánica .
•Transforma el CO2 en sustancias orgánicas
utilizando la energía luminosa.
•Las células foto sintetizadoras captan la energía luminosa del
sol, la convierten en energía química y la acumulan en los
enlaces de las moléculas hidrocarbonadas.
Organismos que realizan este proceso.
Son capaces de realizar la fotosíntesis los organismos:
•Organismos procariotas- Algas verdeazuladas, bacterias
verdes, y bacterias purpúreas.
•Organismos eucariotas.
- Unicelulares.- Euglenoides, dinoflagelados, diatomeas.
-Algas pluricelulares.- Verdes, rojas y pardas.
- Plantas verdes superiores.
•En las bacterias la fotosíntesis sucede en la vesículas
fotosintetizadoras (esferas huecas y pequeñas formadas por capas
lipídicas)
• En las plantas verdes sucede en los cloroplastos.
Cloroplastos.
En los eucariontes, la fotosíntesis se realiza en los cloroplastos.
•Estructuras polimormas de color verde debido a la presencia del pigmento
clorofila, propias de las células vegetales.
•La forma es ovoide.
•Generalmente se localiza dentro del núcleo o junto a la pared celular. Pueden
moverse.
•Formados por
compartimientos.
tres
membranas
independientes
que
delimitan
3
•Envoltura. Formada por membrana plastidial externa la cual es muy permeable,
y membrana plastidial interna la cual no esta replegada formando crestas, ni
contiene la cadena de transporte electrónico. Contiene 40 % de lípidos y 60% de
proteínas.
•Estroma. Equivalente a la matriz mitocondrial, aquí
se realiza la fase oscura de la fotosíntesis y los
procesos genéticos de multiplicación del cloroplasto.
• Tilacoides. Sacos membranosos aplanados que
aparecen inmersos en el estroma. Se apilan en
número variable y constituyen los grana, aquí se
encuentran las moléculas de clorofila y se realiza la
fase lumínica.
Proceso de la fotosíntesis.
En el proceso fotosintético se distinguen dos fases:
•Fase lumínica: los pigmentos de la membrana del tilacoide, junto con
una cadena de transportadores de electrones, captan la energía solar
que servirá para producir ATP y compuestos reducidos (NADPH).
• Fase oscura o sintética: La energía y el poder reductor producidos
en la fase lumínica se emplean para reducir y asimilar el carbono, el
nitrógeno y el azufre, que se encuentran en la naturaleza en un estado
altamente oxidado.
Fase primaria o lumínica.
•Se realiza gracias a los fotosistemas, que se encuentran en la
membrana de los tilacoides (en los cloroplastos).
•La energía de los fotones se utiliza para descomponer el agua
liberando oxígeno, protones y electrones.
•Los electrones pasan a una cadena de transporte y finalmente serán
utilizados en la reacción de síntesis de ATP.
•Por cada molécula de agua (y por cada 4 fotones) se forma media
molécula de oxígeno, 1,3 moléculas de ATP, y un NADPH + H+
Fase secundaria u oscura.
•No es necesaria la presencia de luz.
•Ocurre en estroma y depende directamente de los productos
obtenidos en la fase lumínica.
•La fuente de carbono empleada es el CO2, mientras que como
nitrógeno se utilizan los nitratos y nitritos y como fuente de
azufre, los sulfatos.
•El dióxido de carbono ambiental junto con el ATP y el NADHP
producidos en la fase luminosa, será utilizado para producir materia
orgánica, principalmente carbohidratos.
• Ciclo de Calvin.
-Reducción del C. Tiene lugar en el estroma.
-El compuesto inicial (y final) del ciclo de Calvin, es un glúcido de cinco
carbonos (pentosa) combinado con dos grupos fosfatos, la ribulosa difosfato
(RuDP).
•Después de la formación de glucosa, ocurre una secuencia de otras
reacciones químicas que dan lugar a la formación de almidón y varios
carbohidratos más.
•A partir de estos productos, la planta elabora lípidos y proteínas
necesarios para la formación del tejido vegetal, lo que produce el
crecimiento.
Ciclo de Calvin.
Etapas de la fotosíntesis
con las principales
moléculas.
Principales moléculas fabricadas durante la fase luminosa que son
necesarias para que se desarrolle la fase oscura. Localización de
ambas fases en el cloroplasto.
¿Hay diferentes tipos de fotosíntesis?
•Fotosíntesis Oxigénica
Acepta electrones del agua, y por ello desprende oxígeno.
Es la que realizan las plantas, las algas y las cianobacterias.
•Fotosíntesis anoxigénica
Llamada sí porque en ella no se libera oxígeno, ya que el agua no
interviene como dadora de electrones, más bien utilizan el sulfuro
de hidrógeno, y consecuentemente, el elemento químico liberado
será azufre
La realizan algunas bacterias sulfúreas
y no sulfúreas.
¿Para que se utiliza la molécula de
agua?
La energía de la luz absorbida por la clorofila
se utiliza para realizar el transporte
electrónico desde un dador electrónico débil (
el agua tiene poca tendencia a perder
electrones y formar oxígeno moléculas) hasta
uno fuerte.
La fotosíntesis es el único proceso metabólico
conocido que utiliza H2O como dador
electrónico.
Productos iniciales y finales de la
Fotosíntesis.
•CO2. Aceptor de electrones
•H2O. Dador de electrones.
•Moléculas orgánicas. (Glucosa)
•Oxígeno
Dióxido de carbono + Agua + Energía de la luz Glucosa + Oxígeno
¿Para que y como se utiliza la luz?
•En la primera fase de la fotosíntesis, la energía de la luz se
convierte en energía eléctrica -el flujo de electrones- y la energía
eléctrica se convierte en energía química que se almacena en los
enlaces del NADPH (gran poder reductor) y ATP (alto contenido
energético)
•En la segunda fase de la fotosíntesis, esta energía se usa para
reducir el carbono y sintetizar glúcidos sencillos
•La luz es absorbida
por
complejos
formados
por
clorofilas y proteínas.
Estos
complejos
clorofila-proteína
se
agrupan en unidades
llamadas fotosistemas,
que se ubican en los
tilacoides (membranas
internas)
de
los
cloroplastos.
¿Cómo se produce el oxígeno?
La energía luminosa que absorbe la clorofila se transmite a los
electrones externos de la molécula, los cuales escapan de la
misma y producen una especie de corriente eléctrica en el
interior del cloroplasto al incorporarse a la cadena de transporte
de electrones. 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. Los electrones
que ceden las clorofilas son repuestos mediante la oxidación del
H2O, proceso en el cual se genera el O2 que las plantas liberan a
la atmósfera.
Diferencias entre la fotosíntesis que
realiza un nopal y el maíz.
•El nopal pertenece a las plantas CAM…¿como realizan la
fotosíntesis?
•Abren sus estomas por la noche (asimilan el CO2 atmosférico
con la PEP carboxilasa y la cierran por el día (el CO2
intracelular se incorpora al ciclo de Calvin) con lo que la
actividad
carboxilasa
del
RUBISCO
es
máxima.
•Este metabolismo supone un elevado costo energético(mayor
que el de las plantas C4) por lo que su rendimiento
fotosintético por unidad de tiempo es menor y su crecimiento
mas
alto.
Es un metabolismo muy adaptado a evitar las perdidas de agua
•El maíz pertenece a las plantas C4
¿como realizan la fotosíntesis?
•Algunas plantas que crecen en las regiones semi-áridas con elevada
intensidad de luz, poseen un sistema adicional de fijación del C,
aunque menos eficiente en la utilización de la energía, es más
efectivo en cuanto a su utilización de CO2 reduciendo así la
fotorespiración y pérdida de agua.
Estas plantas son conocidas como C4 debido a que en presencia de
luz sintetizan ácido oxal-acético y otros de C4.
La asimilación del C se basa en una modificación de la anatomía y
bioquímica de la hoja. En las células del mesófilo el piruvato es
convertido en malato por la vía del oxal-acético usando CO2 y el
malato es transportado a las células de los haces vasculares, allí se
decarboxila oxidativamente de nuevo a piruvato, CO2 y NADPH que
es utilizado en el ciclo de Calvin.
Es de suponer que el piruvato vuelve a las células del mesófilo. Las
plantas que poseen esta posibilidad muestran dos tipos de células
fotosintéticas que difieren por el tipo de cloroplastos.
Factores que influyen
en la fotosíntesis
•Endógenos
•Exógenos
Factores Endógenos.
Factores
endógenos
• El tipo de planta: C4 C3 CAM
• La densidad de los estomas
• El área foliar
• La edad de la hoja
• Los niveles hormonales
•Otros proceso
metabólicos celulares
(respiración y foto
respiración)
Factores exógenos
• la temperatura
• la concentración de gases como
dióxido de carbono y oxígeno
• la intensidad luminosa
• el tiempo de iluminación
• el color de la luz
• la escasez de agua
¿Qué ocurre con la 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.
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.
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, que 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 [[Arce|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
[[Roble|robles]], proviene de productos de deshecho que se acumulan
en las hojas.
La fotosíntesis es seguramente el proceso bioquímico más
importante de la Biosfera por varios motivos:
•La síntesis de materia orgánica a partir de la inorgánica se realiza
fundamentalmente mediante la fotosíntesis.
•Produce la transformación de la energía luminosa en energía
química, necesaria y utilizada por los seres vivos .
•En la fotosíntesis se libera oxígeno, que será utilizado en la
respiración aerobia como oxidante.
•La fotosíntesis fue causante del cambio producido en la atmósfera
primitiva, que era anaerobia y reductora.
•De la fotosíntesis depende también la energía almacenada en
combustibles fósiles como carbón, petróleo y gas natural.
•El equilibrio necesario entre seres autótrofos y
heterótrofos no sería posible sin la fotosíntesis.
•La diversidad de la vida existente en la Tierra
depende principalmente de la fotosíntesis.
Intensidad luminosa.
•A mayor intensidad
fotosintética.
luminosa,
mayor
actividad
•Cada especie está adaptada a unos niveles de iluminación
óptima, de intensidad variable. Si se superan esos
niveles, se llega a la saturación lumínica e, incluso,
podrían deteriorarse los pigmentos fotosintéticos.
•También influye el color de la luz: el mejor es el que
absorbe
(y
no
refleja)
la
clorofila.
Temperatura.
•A mayor temperatura, mayor actividad fotosintética,
hasta que se llega a un máximo, superado el cual se
pueden desnaturalizar algunas enzimas.
•La temperatura óptima variará de unas especies a
otras.
Concentración de CO2
•A mayor concentración de CO2 mayor actividad
fotosintética, hasta que se llega a un punto en el que se
estabiliza.
Concentración de O2
Al aumentar la concentración de O2 baja el rendimiento de la
fotosíntesis debido a la fotorrespiración.
Tiempo de iluminación.
Existen especies que desenvuelven una mayor producción
fotosintética cuanto mayor sea el número de horas de luz, mientras
que también hay otras que necesitan alternar horas de iluminación
con
horas
de
oscuridad.
Escases de agua.
Ante la falta de agua en el terreno y de vapor de agua en el aire disminuye
el rendimiento fotosintético. Esto se debe a que la planta reacciona, ante la
escasez de agua, cerrando los estomas para evitar su desecación,
dificultando de este modo la penetración de dióxido de carbono. Además, el
incremento de la concentración de oxígeno interno desencadena la
fotorrespiración. Este fenómeno explica que en condiciones de ausencia de
agua,
las
plantas
C4
sean
más
eficaces
que
las
C3.
Escasez de agua.
Ante la falta de agua en el terreno y de vapor de
agua en el aire disminuye el rendimiento
fotosintético.
La planta reacciona, ante la escasez de agua,
cerrando los estomas para evitar su desecación,
dificultando de este modo la penetración de
dióxido de carbono.
El incremento de la concentración de oxígeno
interno desencadena la fotorrespiración. Este
fenómeno explica que en condiciones de ausencia
de agua, las plantas C4 sean más eficaces que las
C3.
Universidad Nacional autónoma de México.
Escuela Nacional Preparatoria.
Plantel 6 “Antonio Caso”
Biología.
Fotosíntesis
Profra: Cecilia Verduzco M.
Alumnos:
Cruz Domínguez Alejandra
Flores Rojas Nataly Y.
Miranda Linares Luis Ángel
Nebreda corona Adriana P.
Silva Fernández Ichel S.
Descargar

Diapositiva 1 - CoOnatos