La Fotosntesis

Unidad II: FLUJO DE MATERIA Y ENERGA EN EL ECOSISTEMA.

Objetivo: Comprender los procesos bsicos que permiten a los organismos productores sintetizar sus nutrientes, lo que se relaciona con el efecto que algunos factores ambientales tienen sobre el proceso de fotosntesis.

Qu proceso(s) realizan solo los organismos auttrofos?

Qu sustancias se obtienen a travs del proceso de fotosntesis? De qu manera los animales se benefician del proceso de fotosntesis?

Qu seres vivos observas en las fotografas?, cules de ellos son auttrofos?

De dnde obtienen los animales los nutrientes que necesitan para sus procesos vitales?

Qu crees que pueden hacer los agricultores para aumentar la fotosntesis de plantas cultivadas?

Qu es la fotosntesis?, cmo influye la luz solar en este proceso?

Qu importancia tiene la fotosntesis para los seres vivos?Qu hiptesis puedes establecer?

Cul fue la variable manipulada?, por qu?

Qu les ocurri a los ratones de la situacin B?, cmo explican este hecho? Por qu los ratones de la situacin A sobrevivieron? Qu importancia tiene la fotosntesis para las plantas?, y para los animales? A partir de los resultados de la actividad experimental, corroboran su hiptesis?, por qu?

La Fotosntesis, un proceso vital.Todos los seres vivos incorporan continuamente sustancias qumicas del medio para desarrollar sus diferentes procesos vitales.

Auttrofos- Plantas, las algas y algunas bacterias (cianobacterias)

Hetertrofos- Animales y algunas bacterias

Proceso fundamental de su nutricin es la fotosntesis.

Deben alimentarse con las sustancias orgnicas sintetizadas por otros organismos, ya sean auttrofos u otros hetertrofos.

Fotosntesis.Serie de reacciones qumicas en las que se utilizan sustancias inorgnicas presentes en el ambiente: agua (H2O) y dixido de carbono (CO2).

Para la ocurrencia de estas reacciones se necesita energa lumnica, la cual es transformada en energa qumica por los organismos fotosintticos.

- Se producen dos sustancias imprescindibles para los seres vivos del ecosistema: oxgeno

y glucosa

El oxgeno (O2), se libera a la atmsfera.

Relacionado con el proceso de respiracin celular que realizan todos los seres vivos aerbicos.

glucosa (C6H12O6)

Molcula de alto valor energtico a partir de la cual se originan otras biomolculas indispensables para los organismos, como protenas, lpidos y otros glcidos (como el almidn).

Gracias a la f t s tesis las la tas e e crecer. a las jas e las la tas a e ta e ta a , si ifica e se estn f r ando nuevas clulas, o ien ue estas estn aumentando de tamao.

Estructuras que participan en la fotosntesis

1.- Epidermis: es una capa de clulas transparentes recubierta por una cutcula, complementada a menudo por ceras, que es esencialmente impermeable y limita la prdida de agua por transpiracin .

El intercambio gaseoso entre la hoja y el ambiente se efecta principalmente a travs de pequeos orificios en la epidermis inferior llamados estomas.

2.- Mesfilo: est formado por parnquima, un tejido de clulas semejantes y muy permeables que normalmente poseen gran cantidad de cloroplastos. La funcin principal de este tejido es realizar la fotosntesis y producir las sustancias nutritivas que permiten la vida de la planta.

El mesfilo se divide en dos tipos diferentes de parnquima: a) El tejido en empalizada, formado por clulas alargadas y dispuestas transversalmente a la superficie de la hoja, para darle consistencia. b) Tejido esponjoso, formado por clulas ms redondeadas.

El cloroplasto, organelo donde ocurre la fotosntesis

Tilacoide

Cmo ingresan los reactantes o sustratos de la fotosntesis a la planta?1.- AGUA -Ingresa por las races. - Se transporta hacia las hojas por conductos formados por un tejido llamado XILEMA.

2.- DIXIDO DE CARBONO

Clula oclusiva o guardiana

- Ingresa a travs de las hojas por una estructura llamada ESTOMA, ubicados principalmente en la EPIDERMIS INFERIOR. -Los estomas estn formados por dos clulas llamadas OCLUSIVAS O GUARDIANAS, con forma arri onada. Entre las clulas oclusivas se forma un orificio llamado OSTIOLO -Permiten el intercambio de vapor de agua y otros gases entre la planta y su medio.

ostiolo

Las clulas guardianes experimentan cambios en su forma y volumen determinando as la apertura o cierre de los estomas.

Situacin 1:Cuando la concentracin de sales al interior de las clulas guardianes es mayor que fuera de estas, el agua ingresa a ellas por osmosis, provocando que se hinchen y se abra as el estoma.

Vacuola

Situacin 2:Cuando la concentracin de sales es mayor fuera de las clulas guardianes, el agua sale de estas y el estoma se cierra , permitiendo que el CO2 presente en la atmsfera ingrese al interior de la hoja.

Observaciones:En condiciones normales, los estomas de la mayora de las plantas estn abiertos durante el da y cerrados durante la noche. La salida de agua por los estomas se denomina transpiracin. Es importante mantener hidratadas las plantas, ya que, cuando la cantidad de agua no es suficiente, los estomas se cierran, impidiendo la entrada de CO2. Si esta situacin se mantiene en el tiempo, la planta puede morir.

Fases de la Fotosntesis

1.- Fase dependiente de la luz: Ocurre en los tilacoides

2.- Fase Independiente de la luz: Ocurre en el estroma

Fase dependiente de la luz. Los pigmentos fotosintticos atrapan la energa de la luz solar y la transforman en energa qumica como ATP, molcula portadora de energa y NADPH coenzima utilizada en la fijacin del CO2. En esta etapa se libera oxgeno.

Fase independiente de la luz. Ocurre tanto de da como de noche, pues no depende dela energa lumnica. La enzimas del estroma utilizan la energa qumica del ATP y NADPH, para la fijacin del CO2 en compuestos orgnicos y de esta forma sintetizar glucosa y otras molculas orgnicas.

1.- Fase dependiente de la luz-Ocurre en la membrana de los tilacoides, dentro del cloroplasto. - En la membrana del tilacoide existen unas protenas que forman los FOTOSISTEMAS, que poseen dos partes: a) Complejo recolector de la luz: tambin llamado antena , almacena clorofila y pigmentos auxiliares que absorben la luz solar. b) Centro de reaccin: es un segmento especial de los pigmentos fotorreceptores donde llega la energa transferida desde la antena y desde donde pasa a la cadena transportadora de electrones.

- Existen dos Fotosistemas: Fotosistema I y Fotosistema II

Eventos de la fase dependiente de la luz

H+

ATP

En la fase dependiente de la luz se fabrica ATP, NADPH y O2

2.- Fase Independiente de la luz-Ocurre en el estroma del cloroplasto. - Se utilizan las molculas de ATP y NADPH producidas en la fase dependiente de la luz, para sintetizar glucosa a partir de la fijacin de carbono y agua. -Las reacciones qumicas de esta etapa estn reunidas en el ciclo de Calvin o C3. - Para el ciclo de Calvin se requieren tres tipos de sustancias: 1.- dixido de carbono: que ingres a la planta por los estomas 2.- ATP y NADPH 3.- Ribulosa bifosfato: (RuBP)azcar que capta energa y fija el CO2.En cada ciclo de Calvin se puede fijar solo una molcula de CO2

Cuntos carbonos se requieren para la obtencin de glucosa? C6H12O6 Entonces, Cuntas veces debe ocurrir el ciclo de Calvin para formar una molcula de glucosa? 6 veces!

Etapas del Ciclo de Calvin.1.- Carboxilacin o Fijacin del Carbono 2.- Reduccin o sntesis de gliceraldehdo fosfato (GP) 3.- Regeneracin de ribulosa bifosfato (RuBP)

Balance en la fotosntesis.1.- En la fotosntesis ocurren transformaciones de materia y energa. 2.- Desde el punto de vista de la materia, hay una transformacin de sustancias simples e inorgnicas, como el dixido de carbono y el agua, en sustancias orgnicas y de mayor complejidad como la glucosa. 3.- La fotlisis del agua permite que se libere oxgeno al ambiente.

4.- Una vez que la planta sintetiza glucosa, esta puede utilizarse de variadas formas. La unin de numerosas molculas de glucosa forma polmeros como el almidn y la celulosa.

El almidn es una molcula de alto valor energtico, que se almacena en tejidos de reserva.

La celulosa es un constituyente de las paredes celulares y de diversos tejidos que brindan sostn a la planta.

La ecuacin qumica que resume el proceso de fotosntesis, que es endergnico (utiliza energa), es: