Post on 25-Apr-2015
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BiologíaBiología
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Fotosíntesis. Incorporación de
energía al ecosistema.
PP
TC
AN
CB
BLA
0402
6
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ExcreciónExcreción
realizada por…
Piel Piel Pulmones Pulmones Riñones Riñones
HígadoHígado
NefrónNefrón
unidad funcional…
formado por…
Sistema de tubosSistema de tubos Vasos sanguíneosVasos sanguíneos
encargados de…
Formación de orinaFormación de orina
Secreción tubularSecreción tubularReabsorción tubularReabsorción tubularFiltración glomerularFiltración glomerular
consta de…
Paso de sustancias desde los capilares glomerulares hacia la cápsula de Bowman
Paso de sustancias desde los capilares glomerulares hacia la cápsula de Bowman
Resuperación de sustancias desde el filtrado a la sangre de los capilares peritubulares
Resuperación de sustancias desde el filtrado a la sangre de los capilares peritubulares
Paso de sustancias desde los capilares peritubulares hacia el filtradoPaso de sustancias desde los capilares peritubulares hacia el filtrado
eliminan…
CO2CO2Sudor Sudor Orina Orina Pigmentos
biliaresPigmentos
biliares
Repaso
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HOMEOSTASIS HOMEOSTASIS
Ejercicio Ejercicio Mayor altitud Mayor altitud
modificada por…
consecuencias…
consecuencias…
Menor presión de oxígeno Menor presión de oxígeno Producción de calor
Mayor consumo de oxígeno
Producción de calor
Mayor consumo de oxígeno
adaptación …
Hiperventilación
Aumento del flujo sanguíneo
Sudoración
Hiperventilación
Aumento del flujo sanguíneo
Sudoración
Hiperventilación
Aumento del hematocrito
Hipertrofia fisiológica del corazón
Hiperventilación
Aumento del hematocrito
Hipertrofia fisiológica del corazón
Nuevo estado de
homeostasis
Nuevo estado de
homeostasis
Repaso
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Aprendizajes esperados
• Explicar el proceso de fotosíntesis en términos de aprovechamiento de la energía solar.
• Describir las etapas de la fotosíntesis.
• Relacionar el ciclo del carbono con los procesos de fotosíntesis y respiración celular.
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Introducción
De la energía solar que alcanza la superficie de la tierra, una fracción muy pequeña es derivada a los sistemas vivos. Aún cuando la luz caiga en una zona con vegetación abundante
como en una selva, un maizal o un pantano, sólo aproximadamente entre el 1 y 3% de aquella se usa en la
fotosíntesis.
En la fotosíntesis, la energía lumínica se convierte en energía química y el carbono proveniente de la atmósfera se convierte en moléculas orgánicas. En estas reacciones se gasta agua y se libera oxígeno, que es usado por los
organismos heterótrofos.
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Pregunta PSU
Considere la siguiente ecuación de asimilación de CO2 por las plantas.
6CO2 + ? + 686 cal/mol C6H12O6 + O2
La incógnita corresponde a
A) agua.B) proteínas.C) enzimas.D) temperatura.E) luz.
Admisión 2011, Demre.
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o La mayoría de los autótrofos vegetales fabrican su propio alimento utilizando la energía luminosa.
o La energía de luz se convierte en la energía química que se almacena en la glucosa.
o El proceso mediante el cual los autótrofos fabrican su propio alimento se llama fotosíntesis.
o La mayoría de los autótrofos vegetales fabrican su propio alimento utilizando la energía luminosa.
o La energía de luz se convierte en la energía química que se almacena en la glucosa.
o El proceso mediante el cual los autótrofos fabrican su propio alimento se llama fotosíntesis.
Conceptos y fases
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Clorofila 6 CO2 6 H2O+ + Energia
solarC6H12O6 + 6 O2
Conceptos y fases
Reacción global de la fotosíntesisReacción global de la fotosíntesis
En la fotosíntesis se presentan dos fases:
oFase clara o dependiente de la luz.oFase oscura o independiente de la luz.
En la fotosíntesis se presentan dos fases:
oFase clara o dependiente de la luz.oFase oscura o independiente de la luz.
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La luz se comporta como una onda y como una partícula.
En el siglo XIX, con James C. Maxwell (1831-1879), se empieza a descifrar la verdadera identidad de la luz, como parte muy pequeña de un espectro continuo de radiación, el espectro de radiación electromagnética.
La luz se comporta como una onda y como una partícula.
En el siglo XIX, con James C. Maxwell (1831-1879), se empieza a descifrar la verdadera identidad de la luz, como parte muy pequeña de un espectro continuo de radiación, el espectro de radiación electromagnética.
Naturaleza de la luz
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Naturaleza de la luz
Dentro del espectro de luz visible, la luz violeta tiene la longitud de onda más corta y la roja la más larga. Los rayos violetas más cortos contienen casi el doble de energía que los rayos más largos de la luz roja.
Dentro del espectro de luz visible, la luz violeta tiene la longitud de onda más corta y la roja la más larga. Los rayos violetas más cortos contienen casi el doble de energía que los rayos más largos de la luz roja.
Las radiaciones con longitudes de onda menores de 400 nm (como la luz ultravioleta) y mayores de 700 (como las infrarrojas) pueden tener diversos efectos biológicos, pero no pueden ser aprovechadas para la fotosíntesis.
Cada tipo de radiación, con su longitud de onda particular, contiene una determinada energía asociada. Cuanto más larga es la longitud de onda, menor es la energía, y cuanto más corta es la longitud de onda, mayor es la energía.
Cada tipo de radiación, con su longitud de onda particular, contiene una determinada energía asociada. Cuanto más larga es la longitud de onda, menor es la energía, y cuanto más corta es la longitud de onda, mayor es la energía.
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Pigmentos y clorofila
Los pigmentos son sustancias químicas encargadas de absorber luz en cierta longitud de onda y reflejar otra que no utiliza y le da el color.
Los pigmentos son sustancias químicas encargadas de absorber luz en cierta longitud de onda y reflejar otra que no utiliza y le da el color.
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Electrónexcitado
e
Luz
Fotón Luz
Clorofila
e
La clorofila al reaccionar con la luz solar se oxida, liberando un electrón.
Este proceso se denomina efecto fotoeléctrico.
La clorofila al reaccionar con la luz solar se oxida, liberando un electrón.
Este proceso se denomina efecto fotoeléctrico.
Pigmentos y clorofila
Clorofila y su relación con la luzClorofila y su relación con la luz
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Pigmentos y clorofila
Espectro de absorción de la ClorofilaEspectro de absorción de la Clorofila
Los máximos de absorción de la clorofila se sitúan en las longitudes de onda del color azul y rojo. La clorofila absorbe en la región del rojo y azul y refleja en la del verde, que es el color que percibimos de ella.
Los máximos de absorción de la clorofila se sitúan en las longitudes de onda del color azul y rojo. La clorofila absorbe en la región del rojo y azul y refleja en la del verde, que es el color que percibimos de ella.
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XANTÓFILASXANTÓFILAS
Pigmentos y clorofila
FICOCIANINAS, FICOERITRINASFICOCIANINAS, FICOERITRINAS
CAROTENOIDESCAROTENOIDES
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Espectro de absorción de los pigmentos fotosintéticos
Espectro de absorción de los pigmentos fotosintéticos
Pigmentos y clorofila
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Fotosíntesis
Lugar donde se realiza la fotosíntesisLugar donde se realiza la fotosíntesis
Célula vegetal
Membrana tilacoidal
Esquema de la molécula de
clorofila
Hoja
Grana
Pared celular
Cloroplasto
Membrana externa
Membrana interna
Tilacóide
Grana Estroma
DNA
Núcleo
VacúolaCloroplasto
Tilacóide
Complejo antena
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Elementos fotosintéticos
En la membrana de los tilacoides se ubican los Fotosistemas, estructuras donde se acumulan los pigmentos para captar la luz.El pigmento principal es la clorofila a, y ayudan a este proceso los pigmentos accesorios como: xantófilas, carotenoides, ficiocianinas y ficoeritrinas.
En la membrana de los tilacoides se ubican los Fotosistemas, estructuras donde se acumulan los pigmentos para captar la luz.El pigmento principal es la clorofila a, y ayudan a este proceso los pigmentos accesorios como: xantófilas, carotenoides, ficiocianinas y ficoeritrinas.
ENERGÍA LUMINOSA
2e-
Complejo antena
Centro de reacción
Existen dos fotosistemas: el Fotosistema I (P700) y el Fotosistema II (P680), ambos reaccionan con la luz.
Existen dos fotosistemas: el Fotosistema I (P700) y el Fotosistema II (P680), ambos reaccionan con la luz.
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El proceso de excitación de electrones por parte de la clorofila en los fotosistemas se utilizan en una cadena transportadora de electrones.
Estos electrones serán captados por el NADP+, que se reducirá a NADPH.
El proceso de excitación de electrones por parte de la clorofila en los fotosistemas se utilizan en una cadena transportadora de electrones.
Estos electrones serán captados por el NADP+, que se reducirá a NADPH.
Elementos fotosintéticos
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La fase clara o dependiente de luz se lleva a cabo en los tilacoides del cloroplasto.
La luz solar actúa en la clorofila, la cual absorbe principalmente las longitudes de onda del color rojo y azul y refleja el verde, color del cloroplasto.
La fase clara o dependiente de luz se lleva a cabo en los tilacoides del cloroplasto.
La luz solar actúa en la clorofila, la cual absorbe principalmente las longitudes de onda del color rojo y azul y refleja el verde, color del cloroplasto.
Fases de la Fotosíntesis
Fase dependiente de la luzFase dependiente de la luz
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2 H + 1/2 O 2 2 H + 1/2 O 2
Fotólisis del agua
Centro de ReacciónClorofila
Luz
AceptorPrimario
deElectrón
Generación de energía
Cadena transportadora de electrones Centro de ReacciónClorofila
AceptorPrimario
deElectrón
Producción deNADPH
Luz
NADP
1
23
Fotosistema II
Fotosistema I
Fases de la Fotosíntesis
Fase dependiente de la luzFase dependiente de la luz
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Fases de la Fotosíntesis
Fase independiente de la luzFase independiente de la luz
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Fase dependiente de la luz
Fase independiente de la luz
Lugar donde se realiza
Elementos requeridos (reactantes)
Productos
Resumen del proceso
Resumen de la Fotosíntesis
En la membrana de los tilacoides
En el estroma de los cloroplastos
• Agua.• Luz solar.• Pigmentos.• Coenzima NADP.
• ATP• NADPH• CO2
• ATP.• O2.
• NADP.
• Glucosa.• Otras moléculas
orgánicas (Sacarosa, Almidón, Celulosa, Lípidos, proteínas, etc.)
Durante esta fase se produce la fotólisis del agua, fotofosforilación para la formación de ATP, fotooxídación de los fotopigmentos y fotoreducción del NADP+.
Durante esta fase se forma glucosa gracias a la fijación de CO2, y a la utilización de ATP y NADPH.
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En el proceso de fotosíntesis las plantas obtienen moléculas orgánicas, específicamente la glucosa.
La glucosa es utilizada por la célula para obtener energía en forma de ATP, que será utilizado en funciones celulares.
En el proceso de fotosíntesis las plantas obtienen moléculas orgánicas, específicamente la glucosa.
La glucosa es utilizada por la célula para obtener energía en forma de ATP, que será utilizado en funciones celulares.
Relación entre fotosíntesis y respiración celular
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Factores internos:
Corresponden a las características constitutivas de la planta. Se incluyen:
Presencia de estomas (poros de la hoja). Las condiciones anatómicas y fisiológicas del vegetal, tales como la estructura de la hoja, el contenido de clorofila y la actividad de las enzimas fotosintéticas.Grosor de la cubierta de las hojas.Contenido de agua en la planta. Edad y condición fisiológica de la hoja.
Factores internos:
Corresponden a las características constitutivas de la planta. Se incluyen:
Presencia de estomas (poros de la hoja). Las condiciones anatómicas y fisiológicas del vegetal, tales como la estructura de la hoja, el contenido de clorofila y la actividad de las enzimas fotosintéticas.Grosor de la cubierta de las hojas.Contenido de agua en la planta. Edad y condición fisiológica de la hoja.
Factores que afectan a la Fotosíntesis
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Factores que afectan a la Fotosíntesis
Presencia de estomasPresencia de estomas
EstomaEstoma
Estoma
H2OCO2
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Factores externos:
oLa temperatura: aunque existen muchas plantas en todo tipo de ambientes, desde las regiones más frías hasta las tropicales, la mayoría de ellas desarrollan un proceso fotosintético eficiente entre los 10⁰C y los 35⁰C.
Factores externos:
oLa temperatura: aunque existen muchas plantas en todo tipo de ambientes, desde las regiones más frías hasta las tropicales, la mayoría de ellas desarrollan un proceso fotosintético eficiente entre los 10⁰C y los 35⁰C.
Factores que afectan a la Fotosíntesis
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Factores externos:
oIntensidad de la luz: las plantas que reciben menos luz, por ejemplo las que están a la sombra, hacen menos fotosíntesis que las que están a la luz. Sin embargo, la relación no es directamente proporcional, ya que si la planta se encuentra a pleno sol, la tasa fotosintética decae muchísimo, porque la alta cantidad de energía solar y la elevada temperatura dañan su desarrollo.
Factores externos:
oIntensidad de la luz: las plantas que reciben menos luz, por ejemplo las que están a la sombra, hacen menos fotosíntesis que las que están a la luz. Sin embargo, la relación no es directamente proporcional, ya que si la planta se encuentra a pleno sol, la tasa fotosintética decae muchísimo, porque la alta cantidad de energía solar y la elevada temperatura dañan su desarrollo.
Factores que afectan a la Fotosíntesis
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Factores externos:
oConcentración de CO2: el CO2 es la molécula utilizada por
las plantas para producir diversas moléculas orgánicas. La falta de él disminuye la productividad y en exceso el proceso de fotosíntesis se satura, ya que depende de la acción de enzimas.
Factores externos:
oConcentración de CO2: el CO2 es la molécula utilizada por
las plantas para producir diversas moléculas orgánicas. La falta de él disminuye la productividad y en exceso el proceso de fotosíntesis se satura, ya que depende de la acción de enzimas.
Factores que afectan a la Fotosíntesis
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o Variable: Objeto, proceso o característica que está presente, o supuestamente presente, en el fenómeno que un científico quiere estudiar.
o La variable que manipula el experimentador recibe el nombre de variable independiente.
o El objeto, proceso o característica a estudiar y que modifica su estado con la modificación de la variable independiente (es decir que depende de ella y que en esa medida es un efecto) se llama variable dependiente.
o Variable: Objeto, proceso o característica que está presente, o supuestamente presente, en el fenómeno que un científico quiere estudiar.
o La variable que manipula el experimentador recibe el nombre de variable independiente.
o El objeto, proceso o característica a estudiar y que modifica su estado con la modificación de la variable independiente (es decir que depende de ella y que en esa medida es un efecto) se llama variable dependiente.
Tasa relativa fotosintética
Temperatura (ºC)0 10 20 30 40
100
80
60
40
20
Alta intensidad luminosa
Baja intensidad luminosa
Sabías que?????
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Practiquemos algunas habilidades
A continuación se presenta un gráfico que relaciona la tasa fotosintética versus temperatura, además se incluye la intensidad luminosa. Analízalo y luego contesta el verdadero y falso.
Tas
a re
lati
va f
oto
sin
téti
ca 100
80
60
40
20
Temperatura (ºC)
0 10 20 30 40
Baja intensidad luminosa
Alta intensidad luminosa
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Practiquemos algunas habilidades
Contesta Verdadero o Falso
1. V o F Una baja intensidad luminosa aumenta la tasa fotosintética.
2. V o F A partir del gráfico se puede deducir que un aumento de la iluminación de la planta determina una mayor productividad.
3. V o F La mejor tasa fotosintética, tanto para alta como para baja intensidad luminosa se encuentran en el mismo rango de temperatura.
4.V o F Las enzimas de la fotosíntesis en condiciones de mayor luminosidad funcionan mejor a mayores temperaturas.
5.V o F Para la fotosíntesis es más importante la temperatura que la intensidad luminosa.
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Síntesis de la clase
Vegetales y cianobacterias
Vegetales y cianobacterias
aprovechan…
a través de…
implica…Aprovechamiento de la energía solar que queda retenida como un compuesto orgánico
Aprovechamiento de la energía solar que queda retenida como un compuesto orgánico
ocurre en fases…
Energía luminosaEnergía luminosa Sin participación de la luz
Sin participación de la luz
utiliza…
produce… produce…
utiliza…
La energía solar
La fotosíntesis
Fase clara Fase oscura
Agua, NADP y ADP
O2, NADPH y ATP
CO2, NADPH y ATP
Glucosa, NADP y ADP
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Pregunta P.S.U.
FICHA DE REFERENCIA CURRICULARÁrea / Eje Temático: Organismo y ambiente.Nivel: I Medio.Contenido: Incorporación de materia y energía al mundo orgánico. Formulación de hipótesis, obtención e interpretación de datos cuantitativos sobre factores que pueden afectar la velocidad de fotosíntesis: reactantes y productos.Habilidad: Reconocimiento.Clave: A.Dificultad: Baja.
FICHA DE REFERENCIA CURRICULARÁrea / Eje Temático: Organismo y ambiente.Nivel: I Medio.Contenido: Incorporación de materia y energía al mundo orgánico. Formulación de hipótesis, obtención e interpretación de datos cuantitativos sobre factores que pueden afectar la velocidad de fotosíntesis: reactantes y productos.Habilidad: Reconocimiento.Clave: A.Dificultad: Baja.
Considere la siguiente ecuación de asimilación de CO2 por las plantas.
6CO2 + ? + 686 cal/mol C6H12O6 + O2
La incógnita corresponde a
A) agua.B) proteínas.C) enzimas.D) temperatura.E) luz.
Admisión 2011, Demre.
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Ejercitación
El número de las preguntas, corresponden a las que encontrarás en tu guía.
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1. ¿Cuál (es) es (son) la (s) consecuencia (s) directa (s) de la destrucción de las granas del cloroplasto?
I. No se realiza la fotolisis del aguaII. Sólo se obtiene glucosa como producto final.III. Aumentan las cantidades de O2 ambiental.
A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) Sólo I y IIE) Sólo I y III
Ejercitación
A
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3. Durante la fotosíntesis se utiliza CO2 para sintetizar compuestos orgánicos. Este proceso sólo ocurre
I. si la planta ha sido expuesta a la luz.II. en la oscuridad.III.en las membranas internas de los cloroplastos.
A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo III D) Sólo I y IIIE) I, II y III
Ejercitación
A
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6. En relación al oxígeno liberado durante la fotosíntesis, es correcto afirmar que
A) proviene del rompimiento del CO2.
B) proviene de las moléculas de C6H12O6.
C) es utilizado en la fabricación de moléculas orgánicas.
D) resulta de la fotólisis del agua.
E) es utilizado en la fase oscura de la fotosíntesis.
Ejercitación
D
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7. ¿Cuál de los siguientes elementos, la planta necesita para la fase luminosa de la fotosíntesis?
A) CO2.
B) Agua.
C) Azúcar.
D) ATP.
E) NADPH.
Ejercitación
B
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Tabla de alternativas N° pregunta Alternativa Habilidad
1 A Comprensión
2 D Reconocimiento
3 A Comprensión
4 E Reconocimiento
5 B Comprensión
6 D Comprensión
7 B Comprensión
8 B Comprensión
9 C Comprensión
10 D Comprensión
11 D Comprensión
12 B Comprensión
13 C Comprensión
14 C Comprensión
15 C Comprensión
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Prepara tu próxima clase
• Los contenidos que vas a repasar los puedes profundizar en tu libro de biología Cpech. Para ello debes revisar las páginas desde la 325 a 335.
• Para la próxima clase debes estudiar: Cadenas y tramas alimentarias. Influencia humana en el ecosistema, en las páginas 325 a la 359 de tu libro Cpech.