Las hojas
Presenta características importantes que hacen posible el proceso
fotosintético:
- Tienen forma aplanada, lo cual permite una mayor exposición del
área foliar a los rayos solares.
• Son delgadas, los que facilita el ingreso de luz solar al interior de
las hojas; esta emisión solar es captada y utilizada por la clorofila
presente en los cloroplastos.
• Están cubiertas en su cara superior (haz) por una cutícula; capa
cerosa impermeable que disminuye la pérdida de agua.
• Poseen estomas, los cuales regulan el ingreso de dióxido de
carbono
En el mesófilo están los haces vasculares; tejido conductor -> xilema y
floema. Cada célula de mesófilo puede contener entre 40 y 200
cloroplastos
Cloroplastos
• Contienen clorofila, el pigmento verde necesario para que ocurra
la fotosíntesis.
• Algunos pigmentos absorben todas las longitudes de onda
luminosa (por lo que su apariencia es de color negro).
• Mientras que otros absorben ciertas longitudes de onda y reflejan
las no absorbidas.
• Es el caso de la clorofila donde absorbe luz en las longitudes de
onda violeta, azul y rojo pero refleja las ondas verdes (motivo por
el cual las plantas con clorofila se ven de ese color).
• Los distintos grupos de plantas y algas utilizan diversos tipos de
pigmentos fotosintéticos, entre ellos la clorofila a y b.
• En las plantas la clorofila a es el pigmento que interviene
directamente en la transformación de energía luminosa en energía
química, constituye aproximadamente el 75% de toda la clorofila
de las plantas verdes.
• Otro grupo de pigmentos: carotenoides (pigmentos rojos,
amarillos y anaranjados, responsables de la diversa coloración en
algunas plantas cuando estos pigmentos se encuentran en mayor
abundancia que la clorofila).
Cloroplasto CLOROFILA: pigmento orgánico
área líquida
entre las
granas.
Contiene
enzimas
necesarias para
la fotosíntesis
presente en la membrana del
tilacoides, formado por moléculas
que contienen átomos de C, H, O, N
y Mg. Participa en la síntesis de ATP.
agrupaciones
en forma de
pila de
tilacoides
sacos dispuesto en pilas,
rodeados por una
membrana y con líquido en
su interior.
-Permite el INTERCAMBIO GASEOSO,
regulando la Transpiración y el cambio
de gases.
- Contribuye a la FOTOSÍNTESIS y la
RESPIRACIÓN.
- El exceso de T°cierra los Estomas,
evita la pérdida agua por Transpiración,
- Si el agua escasea, los Estomas
permanecen CERRADOS, aunque se
hallen iluminados.
- La escasez de CO2 en el Mesófilo,
apertura.- La acción de las Células
ANEXAS a los movimientos de apertura
y cierre de los estomas es regulado por
el agua.
Estomas
-Los estomas se abren o se cierran en
función de la turgencia de las células
oclusivas que lo forman. Si sales en la cél,
se hinchan, reciben agua de las células
adyacentes, el estoma se abre al combarse
sus paredes celulares, y los gases entran o salen por el Ostíolo
¿Qué es la Fotosíntesis?
• La fotosíntesis es uno de los procesos metabólicos o
reacciones endergónicas, de los que se valen las células para
obtener energía.
• Es un proceso complejo, mediante el cual los seres vivos
poseedores de clorofila y otros pigmentos, captan energía
luminosa ellos transforman el agua y el CO2 en compuestos
orgánicos reducidos (glucosa y otros), liberando oxígeno:
•
LUZ
• 6 CO2 + 6 H2O 
»
C6H12O6 + 6O2
clorofila
La radiación luminosa llega a la tierra en forma de "pequeños paquetes",
conocidos como cuantos o fotones.
Los seres fotosintéticos captan la luz mediante diversos pigmentos
fotosensibles, entre los que destacan por su abundancia las clorofilas y
carotenos
IMPORTANCIA DE LA FOTOSÍNTESIS:
- Permite a los autótrofos; organismos con clorofila, como plantas verdes, algas y
algunas bacterias, capturar energía en forma de luz y la transforman en energía
química.
- Promueve la fabricación de alimentos como: glucosa, fructosa, sacarosa, almidón,
celulosa, lípidos y proteínas, los que son fundamentales en la dieta humana y animal.
-Promueve el reciclamiento de CO2 de la atmósfera (purificación del aire),
utilizándolo como materia prima para fabricar compuestos orgánicos como la glucosa.
-Libera oxígeno al medio ambiente, lo cual genera un clima propicio para el
mantenimiento de la vida. Gas utilizado en la respiración aerobia como oxidante.
- Tiene significado ecológico para las plantas y algas, por tal razón dichos organismos
representan la base de la cadena alimenticia en cualquier ecosistema, son los
PRODUCTORES en las tramas tróficas.
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. Se puede concluir que la diversidad de la vida existente en la Tierra
depende principalmente de la fotosíntesis.
¿Dónde ocurre la Fotosíntesis dentro de la planta?
Plantas, Microalgas (protistas), algas
eucariotas Órgano Vegetal. - Hojas y
tallos verdes.
Tejido Vegetal.- Parénquima clorofiliano,
situado dentro de hojas y tallos verdes.
Organela Vegetal. - Cloroplastos.
Contienen membranas llamadas
tilacoides (ricas en clorofila), además
tienen una región coloidal, sin clorofila,
llamada estroma.
SUSTANCIAS QUE PARTICIPAN EN LA FOTOSÍNTESIS:
Dióxido de carbono (CO2).- gas atmosférico que aporta átomos de
carbono para la síntesis de glucosa.
Agua (H20).- aporta electrones y libera oxígeno al ambiente.
Fotopigmentos.- son pigmentos vegetales sensibles a la luz, el más
importante es la clorofila (verde), los Otros son el caroteno
(anaranjado) y la xantófila (amarillo).
Energía lumínica.- es la energía proveniente del sol. Impacta sobre la
clorofila y el agua, haciendo que se genere un flujo de electrones
que dan inicio a la fotosíntesis.
Enzimas.- son proteínas vegetales que se encargan de acelerar las
reacciones fotosintéticas. Ej. RuBisCO
PRODUCTOS QUE SE OBTIENEN POR FOTOSÍNTESIS:
Principalmente se obtienen: glucosa, oxigeno y agua.
Factores que intervienen en la fotosíntesis
• La Luz
Las plantas realizan la fotosíntesis en relación con la cantidad de luz que reciben.
Por ejemplo, en el verano las plantas realizan más fotosíntesis, debido a que el
número de horas de luz es mayor durante esta estación. Asimismo, se ha
demostrado que las plantas iluminadas con luz azul realizan más fotosíntesis que
las iluminadas con luz roja o verde.
• La Temperatura
Cuando la temperatura es muy alta, las enzimas se destruyen e influyen
negativamente en el proceso fotosintético. Por esta razón, la mayoría de las
plantas realizan la fotosíntesis con temperaturas que oscilan entre los 10 y 35 ºC.
• Pigmentos fotosintéticos La clorofila es el pigmento que permite la captación
de energía luminosa para el proceso de fotosíntesis. Cuatro mayor sea la cantidad
de pigmento verde, más fotosíntesis se realizará.
• Dióxido de carbono La fotosíntesis crece al aumentar la cantidad de CO2 hasta
llegar a un límite a partir del cual el rendimiento se estabiliza.
• Agua
Cuando el agua es escasa durante la fotosíntesis, los estomas se cierran, e
impiden el intercambio de gases entre las hojas y la atmósfera. El nitrógeno (N) y
el magnesio (Mg), entre otras, afecta al desarrollo de las plantas.
¿CUÁLES SON LAS ETAPAS DE LA FOTOSÍNTESIS?
La fotosíntesis se realiza en dos fases o etapas: una
serie de reacciones que dependen de la luz y son
independientes de la temperatura, y otra serie que
dependen de la temperatura y son independientes de
la luz.
La velocidad de la primera etapa, de fase clara,
llamada reacción lumínica, aumenta con la intensidad
luminosa (dentro de ciertos límites), pero no con la
temperatura.
En la segunda etapa, llamada reacción en la oscuridad,
la velocidad aumenta con la temperatura (dentro de
ciertos límites), pero no con la intensidad luminosa.
FASE PRIMARIA o LUMÍNICA DE LA FOTOSÍNTESIS
Se producen reacciones químicas con la ayuda de la luz solar y la
clorofila. Se lleva a cabo en cada membrana de la Tilacoide de la grana,
la cual posee un conjunto de fotosistemas que captan la energía luminosa
del sol para transformarla en energía química.
En esta fase se produce dos reacciones :
La fotólisis de las moléculas del agua y
la fosforilización.
La clorofila capta la luz solar, y provoca el
rompimiento de la molécula de agua
(H2O), separando el enlace químico
entre (H) del (O).
El proceso genera oxígeno gaseoso que
se libera al ambiente, y la energía no
utilizada es almacenada en moléculas
especiales llamadas ATP. En
consecuencia, cada vez que la luz esté
presente, se desencadenará en la planta
el proceso descrito.
Detalle de la etapa luminosa de la Fotosíntesis que ocurre en la
membrana tilacoides
Fotosistemas; conjunto de
pigmentos fotosintéticos
•
•
•
•
Los hechos que ocurren en la fase luminosa se pueden resumir en estos puntos:
Síntesis de ATP o fotofosforilación que puede ser: acíclica o abierta y cíclica o
cerrada
Síntesis de poder reductor NADPH
Fotolisis del agua
• 1. La energía luminosa llega a las hojas y excita a la
clorofila en los cloroplastos.
• 2. La clorofila, en los grana, captura la energía.
• 3. Parte de la energía es utilizada para descomponer el
agua en hidrógeno y oxígeno (ionización del agua).
• 4. El O2 liberado sale a la atmósfera por los estomas;
parte queda en la planta y es utilizado en la respiración.
• 5. El H2 es captado por un transportador de hidrógeno
(coenzima NADP o nicotinamida adenosíndifosfato) que
se transforma en NADPH (o hidrogenado).
• 6. Otra parte de la energía liberada se almacena bajo la
forma de ATP.
• 7. el CO2 penetra en las hojas por los estomas.
• 8. Los transportadores ( NADPH y ATP) llevan el
hidrógeno y la energía al estroma del cloroplasto. Allí la
energía es empleada, en parte, para combinar CO2 e H2
•
(ciclo de Calvin).
• 9. Los compuestos que se forman son hidratos de
carbono, ricos en energía de constitución.
• Los pigmentos presentes en los tilacoides de los cloroplastos
se encuentran organizados en fotosistemas (conjuntos
funcionales formados por más de 200 moléculas de pigmentos).
• La luz captada en ellos por pigmentos que hacen de antena, es
llevada hasta la molécula de "clorofila" que es la molécula que
se oxida al liberar un electrón, que es el que irá pasando por una
serie de transportadores, en cuyo recorrido liberará la energía.
Existen dos tipos de fotosistemas:
El fotosistema I (FSI), está asociado a moléculas de clorofila que
absorben a longitudes de ondas largas (700 nm) y se conoce
como P700.
El fotosistema II (FSII), está asociado a moléculas de clorofila que
absorben a 680 nm. por eso se denomina P680
• La luz recibida por el FSII captada por la clorofila P680 provoca la
fotolisis del agua generando H+, O2 y electrones
• Estos ascienden a un nivel de energía mayor y es recibido por una
sustancia receptora de electrones la plastoquinona (PQ).
• Los electrones van pasando por la cadena transportadora de electrones
utilizando los citocromos.
• Llegando hasta la plastocianina quién los cederá al FSI.
En el descenso por esta cadena, con
oxidación y reducción en cada paso , el
electrón va liberando la energía que tenía
en exceso; energía que se utiliza para
bombear protones de hidrógeno desde el
estroma hasta el interior de los tilacoides,
generando un gradiente electroquímico de
protones. Estos protones vuelven al estroma
a través de la ATP-asa y se originan
moléculas de ATP.
Proteína citocromo
•
•
•
•
En el fotosistema I la luz produce el mismo efecto sobre la clorofila P700.
El electrón adquiere un nivel de energía mayor.
Es recogido por un aceptor de electrones llamado Ferredoxina.
Estos electrones son llevados a la cadena transportadora de electrones
uniéndose a NADP+ reduciéndola a NADPH
• Se reduce porque recibe 2 electrones y un protón proveniente de la
fotolisis del agua.
• Los 2 fotosistemas pueden actuar en conjunto, para producir la
fotofosforilación u obtención de ATP. También se le conoce como
fotofosforilación acíclica
• El FS I puede actuar solo proceso que se conoce como fotofosforilación
cíclica.
En la fotofosforilación acíclica se obtiene
ATP y se reduce el NADP+ a NADPH.
En la fotofosforilación cíclica únicamente
se obtiene NADP y no se libera oxígeno.
•
Esquema de la fijación del Carbono
• b) Fase oscura:
en el estroma. En
ella se realiza la
fijación de C.
Fase oscura
• b) en el estroma. En ella se realiza la fijación de carbono o
Síntesis de compuestos de carbono: descubierta por el
bioquímico Melvin Calvin, por lo que también se conoce como Ciclo
de Calvin
• Esta fase no necesitar de la luz para efectuarse.
• Se lleva a cabo dentro de los *cloroplastos* tanto en el día como en la
noche.
• En esta fase se utilizan los hidrógenos liberados y la energía química
formada en la *fase luminosa* junto con el dióxido de carbono
absorbido del medio ambiente para formar moléculas de azúcar como
la glucosa a y el almidón.
• Las plantas obtienen el CO2 del aire a través de los estomas de sus
hojas.
• El proceso de reducción del carbono es cíclico y se conoce como Ciclo
de Calvin.
El ciclo de Calvin pasa por las siguientes etapas:
El ciclo de Calvin pasa por las siguientes etapas:
• - primer lugar se produce la fijación del dióxido de carbono.
En el estroma del cloroplasto, el dióxido de carbono
atmosférico se une a la pentosa ribulosa-1,5-bisfosfato,
gracias a la enzima RuBisCO, y origina un compuesto
inestable de seis carbonos, que se descompone en dos
moléculas de ácido-3-fosfoglicérico. moléculas constituidas
por tres átomos de carbono (C3)
• - 2° reducción del dióxido de carbono fijado. Por medio del
consumo de ATP y del NADPH obtenidos en la fase luminosa,
el ácido 3-fosfoglicérico se reduce a gliceraldehído 3-fosfato.
• El gliceraldehído 3-fosfato puede seguir dos vías:
a) regenerar la ribulosa 1-5-difosfato y recomenzar el ciclo o
b) quedarse en el estroma y comenzar la síntesis de aá,
ácidos grasos y almidón que pasa al citosol para formar
glucosa y la fructosa, que al combinarse generan la
sacarosa.
Las moléculas de gliceraldehido 3 fosfato formadas siguen diversas rutas;
poder sintetizar moléculas de glucosa (vía de las hexosas), ácidos
grasos, aminoácidos... etc.; y en general todas las moléculas que
necesita la célula.
•
•
•
•
•
•
Para formar la glucosa es
necesario que el ciclo de Calvin
de 6 vueltas.
Para fijar 6 moléculas de CO2
son necesarias 6 moléculas de
RuBP.
De la ruptura de ésta se
obtienen 12 moléculas de PGA.
Para transformar PGA en
PGAL se requiere de 12 ATP y
12 NADPH.
Dos de las 12 moléculas de
PGAL se utilizan para formar
la glucosa
Las 10 restantes se utilizan
para formar la RuBP.
La fotorrespiración es un proceso en el
cual la ribulosa fosfato se combina con
oxígeno dando como resultado final después de varios pasos que implican a
los cloroplastos, peroxisomas y
mitocondrias- la liberación de dióxido
de carbono.
La respiración celular es
independiente a la presencia o no de
luz. En ella se consume oxígeno,
durante las 24 horas del día, al
contrario de lo que sucede en la
fotosíntesis, en la que el oxígeno se
desprende en la fase luminosa, es
decir, durante el día.
En la fotosíntesis se fija dióxido de
carbono y se desprende oxígeno.
En la respiración se consume
oxígeno y se desprende dióxido de
carbono, liberándose energía.
Ez Rubisco: cataliza una reacción clave en la fotosíntesis: la
asimilación y fijación del CO2 en la vía de síntesis de materia
orgánica (
Responde.
•
•
•
•
•
•
•
La fotosíntesis se produce en:
A) hojas
B) tallos
C)pétalos
D) sépalos
E) flores
Qué características tienen estas
estructuras?
El proceso de fotosíntesis se necesita la presencia
de:
a)Luz solar
b)Cloroplasto
c) Agua
d)CO2
e)Sales minerales
f) Clorofila
g)Tilacoides
h)Estroma
i) ¿cuál es la participación de cada uno de ellos?
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