1. Comprende el proceso de formación de materia y energía en organismos autótrofos.2. Comprende las relaciones de dependencia entre organismos en un ecosistema respecto a los flujos de materia y energía.3. Organiza datos y formula explicaciones, apoyándose en los conceptos en estudio.4. Relaciona los eslabones de las tramas y cadenas tróficas con las sustancias químicas nocivas, valorando la protección de los ecosistemas.

Colegio Santa SabinaPrimer año medio

Depto. De Ciencias Prof. Paulette Rivera F.

Antes de comenzar:

¿Cómo obtienen energía los siguientes organismos: plantas, animales, bacterias.

¿Qué es la fotosíntesis? ¿Quiénes la realizan?

¿Qué reactantes se necesitan para realizar el proceso?

¿Cuáles son los productos del proceso?

Actividad exploratoria:

¿Qué importancia tiene la fotosíntesis para los seres vivos?

Revisa con tu compañero de puesto la página 98, analiza y responde las preguntas que allí aparecen.

La fotosíntesis, un proceso vital. Completemos las siguientes frases:1. Los organismos____________ son capaces de sintetizar sus propios

nutrientes.2. Las plantas, las algas, algunos protozoos y las cianobacterias realizan la

fotosíntesis para________________.3. La fotosíntesis utiliza en sus reacciones químicas sustancias inorgánicas

como _________ y __________.4. En la fotosíntesis la energía _________ se transforma en energía

_________.5. Los organismos ___________ utilizan oxígeno en la respiración celular.6. El ___________ es un producto de la fotosíntesis que es liberado a la

atmósfera.7. La ___________ es un producto fundamental que aporta energía para

formar proteínas, lípidos y otros carbohidratos como el___________.8. Las moléculas derivadas de la fotosíntesis son la base de los organismos

______________ los cuales se alimentan de otros seres vivos.

Estructuras que participan en la fotosíntesis:

Entrada de H2O y CO2 a la planta:

Ingresa por las raíces y se transporta a las hojas por el xilema.

Ingresa por unos poros llamados estomas. Los estomas están

formados por las células oclusivas o guardianes que permiten el

intercambio de vapor de agua y otros gases de la planta.

H2O

CO2

A trabajar:

Con tu compañero de puesto realiza la actividad 2 de la página 101.

Las células guardianes, sus formas y volúmenes.

En un medio hipotónico

El agua ingresa por osmosis

Las células guardianes se

hinchan

Los estomas se cierran

En un medio hipertónico

El agua sale por osmosis

“transpiración”

Las células guardianes se

deshinchan

Los estomas se abren

El CO2 ingresa a

la hoja

En condiciones normales los estomas están abiertos de día y cerrados de noche.

La planta debe estar hidratada, de lo contrario el CO2 no puede ingresar al interior.

Cómo enfrentan las plantas las condiciones del desierto: En conjunto leemos la página 103 y

respondemos las preguntas.

Para terminar la clase…

Analiza el esquema de la actividad 3 de la página 104.

Etapas de la fotosíntesis

Característica/ fase

Dependiente de energía lumínica

Independiente de energía lumínica

Reacciones Reacciones de captura de energía

Reacciones de fijación de carbono

¿Cuándo ocurre? Sólo de día De día y de noche

¿Dónde ocurre? En la membrana de los tilacoides de los cloroplastos donde están los fotosistemas

En el estroma del cloroplasto

Fotosistemas

2 complejos proteicos

Pigmentos fotosintéticos

(clorofila)

2 componentes

Antenas Centro de

la reacción

Pigmentoscaptan energía luminosa

para transmitirla al centro de la reacción

Los pigmentos diana son capaces de

transferir electrones e iniciar la cadena

de reacciones químicas

Que contienen

Fase primaria o dependiente de la luz

Etapas:1. Los fotones de la luz estimulan al

fotosistema II ubicado en la membrana del tilacoide.

¿Cómo?

Los fotones llegan a los pigmentos de la antena y luego pasan al centro de reacción donde hay una molécula de clorofila.

Luego se libera un electrón, el cual pasa a la cadena transportadora de electrones.

Simultáneamente con la estimulación de la clorofila…2. Ocurre la fotólisis del agua.

¿Cómo?

Las moléculas de agua se degradan en una molécula de O2 y en 4 H+. Se libera el O2 al ambiente.

3. La cadena transportadora de electrones se acopla al fotosistema I, se estimula la clorofila.

Se genera otra cadena transportadora de electrones.

Resultado:

Se produce una sustancia llamada NADPH.

Al finalizar la fase dependiente de luz: 4. los H+ llegan a una enzima llamada

ATP sintetasa, la que forma ATP a partir de ADP más un fosfato.

Actividad: Confeccione un diagrama con lo que

ocurre en la fase dependiente de luz. ¿Qué productos se forman en la fase

dependiente de la luz? ¿Cómo se produce el oxígeno liberado

por las plantas?

Fase secundaria o independiente de luz: Características:- No se necesita energía lumínica.- Las moléculas de ATP y NADPH

producidas en la etapa anterior son utilizadas.

- Se forma la glucosa a partir de CO2 que se captura a través de los estomas.

- Las reacciones ocurridas se conocen como el ciclo de Calvin y ocurren en el estroma.

Ciclo de Calvin:

La enzima encargada de fijar el CO2 es la llamada RubisCO o

ribulosa bifosfato.

La suma total de las reacciones del ciclo de Calvin es:6CO2 + 12NADPH + 12H2O + 18 ATP → C6H12O6 + 12NADP+ + 18ADP + 18 Pi

Balance de la fotosíntesis:

Sustancias simples e

inorgánicas:CO2H2O

Dan origen a

Sustancias complejas y orgánicas:Glucosa.

Almidón Celulosa

Reserva energética

Paredes celulares (sostén)

Ecuación química:

La fotosíntesis es un proceso endergónico porque utiliza energía.

Energía lumínica

6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2

Realizar la actividad 4 de la página 106.

Información extra: El ciclo de Calvin (también conocido como ciclo de Calvin-

Benson) son una serie de reacciones bioquímicas que ocurren en los cloroplastos de los organismos fotosintetizadores. Fue descubierto por Melvin Calvin y Andy Benson de la Universidad de California en Berkeley.

Durante la fotosíntesis, la enegia lumínica ha sido convertida en energia química almacenando ATP y NADPH. El ciclo de Clavin es luz-independiente,usando la enegia desde carriers de corta duración , convirtirno el dioxido de carbono en compuesto orgánicos que pueden ser usados por el organismo. Estas formas d ereacción también son llamadas de fijación del carbono. La enzima del ciclo se llama RubisCO.

La suma total de las reacciones del ciclo de Calvin es: 6CO2 + 12NADPH + 12H2O + 18 ATP → C6H12O6 +

12NADP+ + 18ADP + 18 Pi

Recordemos…

H2O

ATP y________

C6H12O6

Aprendizaje esperado:

1. Comprende el proceso de formación de materia y energía en organismos autótrofos.

¿Cómo influye la intensidad lumínica en la fotosíntesis? Antes de comenzar plantea junto con tu

compañero de puesto una hipótesis con respecto a la pregunta.

Recuerda que una Hipótesis es una respuesta tentativa para una pregunta determinada, que considera las mismas variables del problema de investigación.

Actividad exploratoria: Observa la siguiente tabla que aparece en tu página 108 y

grafica luego, en el eje Y ubiquen los datos de la taza fotosintética y en el eje X la intensidad lumínica.

Tabla N°1: Tasa fotosintética, a diferente intensidad lumínica.

Intensidad lumínica (W/m2)

Tasa fotosintética (unidades arbitrarias)

0 0

250 33

500 50

750 55

1.000 56

Tasa fotosintética: medida de la capacidad de la planta para fijar carbono.

Análisis de resultados: Respondan las siguientes preguntas con

su compañero de puesto:1. ¿Cuál es la variable manipulada en este experimento? ¿Por qué?

2. ¿Cuál es la variable respuesta? Expliquen.

3. ¿Qué ventajas representa graficar información de la tabla para su interpretación? ¿por qué?

4. ¿Qué ocurrió con la tasa fotosintética a medida que la intensidad lumínica aumentó?

5. ¿Qué sucede con la tasa fotosintética después de los 500 W/m2? ¿Cómo explicarían este hecho?

6. ¿De qué manera influye la intensidad lumínica en la tasa fotosintética? Expliquen.

7. A partir de los resultados ¿Corroboran su hipótesis? Si su respuesta es negativa, formulen una nueva hipótesis para el problema científico enunciado.

¿Qué factores influyen en la fotosíntesis?

a. Intensidad lumínica.

La tasa fotosintética aumenta progresivamente a medida que aumenta la intensidad lumínica, hasta un valor constante (600 W

apróx.)

Realicen la actividad 5 de la página 109

b. Temperatura.

La tasa fotosintética aumenta a medida que aumenta la

temperatura.Además se incrementa la

respiración celular donde se utiliza la glucosa.

¿Es igual la tasa fotosintética en plantas de origen tropical comparada con la de plantas

de clima templado?

c. Disponibilidad de agua y concentración de CO2

El consumo de agua constante beneficia la

absorción de CO2, a través de la apertura de los estomas.

La tasa fotosintética tiende a aumentar a medida que se

incrementa la concentración de CO2, hasta cierto límite o el

proceso se inhibe.

Efectos de la intervención humana en la fotosíntesis.

a. Construcción de invernaderos:

- Sirven en aquellos lugares donde no existen condiciones adecuadas.

- Computacionalmente se puede regular: la temperatura, el aire, el riego, fuentes de luz.

b. Desarrollo de sistema de riego:

- Aumenta la tasa fotosintética en periodos de sequía.

- Se riega con la cantidad precisa para optimizar el agua.

- Se pueden agregar fertilizantes y sales minerales.

Efectos de la intervención humana en la fotosíntesis.

c. Avances tecnológicos:- Se modificaron genéticamente

para tener una determinada característica (transgénicos).

- Se ha logrado producir plantas capaces de crecer en zonas carentes de agua y clima poco favorable.

- Se ha modificado la forma u orientación de las hojas para captar mejor la energía lumínica.

Efectos de la intervención humana en la fotosíntesis.

Para finalizar:

Realiza en pareja la actividad 5 de la página 109 y la actividad 7 de la página 112.