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V4
Clase
Fotosíntesis. Incorporación de energía al ecosistema
1.Fotosíntesis
2.Factores que afectan la fotosíntesis
Introducción
De la energía solar que alcanza la superficie de la tierra, un 1% es derivada a los sistemas vivos, a través de la fotosíntesis.
En este proceso, 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.
1. Fotosíntesis
Foto proviene del griego y significa “luz”, síntesis “composición”. Es la transformación de la materia inorgánica en orgánica, gracias a la participación de la energía que proviene de la luz, la cual se transforma en energía química (ATP), que luego se usará para formar compuestos orgánicos estables.Los organismos fotosintetizadores fijan 100.000 millones de toneladas de carbono en un año, que junto con agua son los compuestos inorgánicos base para la obtención de la materia orgánica y el oxígeno que requieren los organismos heterótrofos.
1.1 Concepto
1. Fotosíntesis
1.2 Naturaleza de la luz
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.
1. Fotosíntesis
1.2 Naturaleza de la luz
La radiación electromagnética abarca desde las ondas de radio hasta los rayos gamma; la luz que percibimos es una pequeña parte de este espectro. Si la luz blanca se hace pasar por un prisma, esta se descompone en todo el espectro de luz visible, que va de 400 (luz violeta) a 700 nanómetros (luz roja), siendo los 400 la longitud de onda de mayor energía. Sin embargo, la luz que es aprovechada por la fotosíntesis es una parte de este espectro de luz visible.
1. Fotosíntesis
1.3 Pigmentos
Los pigmentos son moléculas que absorben luz en una cierta longitud de onda y la que no absorben la reflejan, la cual se ve como el color. El principal pigmento en plantas y algas es clorofila.
1. Fotosíntesis
1.3 Pigmentos
Los pigmentos de plantas y algas absorben luz a distintas longitudes, todos son fotosintéticos, sin embargo la mayor cantidad en plantas terrestres corresponde a la clorofila.
Ficocianinas: pigmento en algas azul-verde.Ficoeritrinas: pigmento rojo en cianobacterias y algas rojas (en hongos también junto con ficocianinas).Caroteno y xantófilas: grupo de pigmentos de color amarillo, anaranjado y rojo, y café en vegetales (respectivamente).
1. Fotosíntesis
1.3 Pigmentos
Los máximos de absorción de la clorofila se encuentran en la longitud de onda de 400 a 450 nm (color azul) y en 650 a 700 nm (color rojo). La longitud de onda que refleja es el color _________verde
1. Fotosíntesis
1.4 Cloroplastos
Los cloroplastos son organelos abundantes (50 a 60 por célula), donde se produce la fotosíntesis, distinguiéndose las membranas tilacoidales, donde se encuentran los fotosistemas I y II.
1. Fotosíntesis
1.5 Fases de la fotosíntesis
El proceso consta de dos partes:• Fase dependiente de luz o luminosa, en los tilacoides• Fase independiente de luz u oscura, en el estroma
1. Fotosíntesis
1.5 Fases de la fotosíntesis Electrónexcitado
e
Luz
Fotón Luz
Clorofila
e
En la fase dependiente de la luz o luminosa la clorofila al reaccionar con la luz solar se oxida, liberando un electrón.
Este proceso se denomina efecto fotoeléctrico, con ello se inicia una cadena de reacciones químicas en los fotosistemas.
1. Fotosíntesis
1.5 Fases de la fotosíntesis
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
1. Fotosíntesis
1.5 Fases de la fotosíntesis
Fase luminosa o dependiente de luz
Lugar donde se realiza: membranas tilacoidalesReactantes: H2O, ADP y NADP+
Productos: O2, ATP y NADPH
Resumen del proceso:• Fotólisis del agua• Foto-fosforilación de ATP• Foto-oxidación de los fotopigmentos• Fotorreducción del NADP+
1. Fotosíntesis
1.5 Fases de la fotosíntesis
Fase independiente de luz o fase oscura:Se produce en el estroma, aquí se logra la fijación del CO2 para obtener productos orgánicos. Esta fase es dependiente de la anterior, ya que se requiere de ATP y NADPH.
1. Fotosíntesis
1.5 Fases de la fotosíntesis
Fase oscura o independiente de luz
Lugar donde se realiza: estroma de los cloroplastosReactantes: ATP, NADPH y CO2
Productos: moléculas orgánicas (glucosa, aminoácidos, ácidos grasos)
Resumen del proceso:Fijación del CO2 atmosféricoCiclo de Calvin
1. Fotosíntesis
1.6 Relación con la respiración celular
En el proceso de fotosíntesis, a partir de CO2 y H2O las plantas obtienen moléculas orgánicas, especialmente glucosa; en el proceso se libera O2.
La glucosa y el O2 son utilizados por la célula en la respiración celular para obtener energía en forma de ATP, que será utilizado en funciones celulares, liberándose como desechos el CO2 y H2O.
2. Factores que afectan a la fotosíntesis
2.1 Factores internos
Son aquellos propios de las plantas y que hacen variar la tasa fotosintética:
• Presencia de estomas• Pigmentos• Contenido de agua
Estoma
H2OCO2
Vegetales y cianobacterias
aprovechan…
a través de…
implica…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
Síntesis de la clase
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