BiologíaPrimero medio

Profesora Claudia Guajardo Amador

La vida en la Tierra está basada en el carbono (C) y el intercambio de energía. Todas las criaturas vivientes están hechas de moléculas complejas constituidas sobre la base del átomo de carbono, el cual es capaz de unirse fuertemente con otros átomos, formando moléculas grandes y complejas. El carbono necesario para la construcción de estas moléculas proviene de varias fuentes. Los animales, como el ser humano, lo obtienen de la materia vegetal y animal que consumen; no obstante, la fuente primaria de carbono es el CO2 atmosférico.

La energía necesaria para convertir el carbono inorgánico en orgánico es la energía lumínica, que es capturada por los organismos fotosintéticos, quienes la usan para formar carbohidratos y oxígeno libre a partir de dióxido de carbono y agua. Existe un solo proceso capaz de hacer esta transformación, la FOTOSÍNTESIS.

La fotosíntesis es el proceso por el cual los vegetales, utilizando la energía de la luz solar, llevan a cabo una serie de reacciones químicas por las cuales se transforma el CO2 en azúcares simples y además libera O2 . A continuación se presenta la ecuación química general de este proceso:

En los organismos eucariontes, la fotosíntesis ocurre dentro de organelos conocidos como CLOROPLASTOS. Dentro de las membranas del cloroplasto está contenida una solución de compuestos orgánicos e iones, conocida como estroma, y un sistema complejo de membranas internas fusionadas que forman sacos aplanados llamados tilacoides.

La captura de la energía luminosa está a cargo de una serie de pigmentos (moléculas capaces de absorber luz), estos son la clorofila (pigmento de color verde) y los carotenoides (pigmentos anaranjados-rojizos), los cuales están agrupados en los llamados FOTOSISTEMAS (fotosistema I y fotosistema II), y están ubicados en la membrana de los tilacoides.

Fases de la fotosíntesis

1. Fase dependiente de la luz: En esta fase, la energía radiante del sol es capturada por los pigmentos presentes en los fotosistemas. Los electrones de las moléculas de clorofila se energizan, y tras una serie de reacciones, esta energía es utilizada para formar ATP. Durante estas reacciones, también se rompen moléculas de agua, de las cuales se obtiene oxígeno libre, que después difunde al exterior.

2. Fase independiente de la luz: aunque esta fase no requiere luz, sus reacciones requieren de los productos de la fase anterior. El ATP y NADPH formados en la fase anterior se utilizan para reducir el carbono del CO2 a un azúcar simple como la glucosa. La incorporación de CO2 en compuestos orgánicos se realiza a través de una serie de reacciones cíclicas conocidas como CICLO DE CALVIN las cuales ocurren en el estroma del cloroplasto.

Además de glucosa, en el estroma se forman aminoácidos, ácidos grasos y almidón.

Guía de apuntes y actividades: Fotosíntesis

6CO2 + 6 H2 O + energía lumínica C6 H12 O6 + 6 O2

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Factores que afectan la fotosíntesis.

Factores externos

a) Luz: Tanto la longitud de onda como la intensidad de la luz pueden afectar la fotosíntesis. Los pigmentos que captan la energía luminosa, lo pueden hacer a diferentes longitudes de onda. Sin embargo, si se ilumina una planta con una longitud de onda superior a 680 nm (nanómetros) el fotosistema II no actúa. Longitudes de onda entre 280 y 315 nm conocida como luz ultravioleta pueden entorpecer la capacidad fotosintética y el crecimiento de las plantas. Las plantas que reciben menos cantidad de luz, realizan con menor eficiencia la fotosíntesis. Sin embargo si la

intensidad es excesiva, se detiene el proceso fotosintético.

b) Concentración de CO2 : si la intensidad luminosa es suficiente y constante, al aumentar la cantidad de CO2 aumenta el rendimiento fotosintético, hasta que se alcanza un valor máximo. Es decir, la falta de él

disminuye la productividad y en exceso se satura, dado que depende de enzimas.

c) Temperatura: El aumento de la temperatura produce un aumento del rendimiento de la fotosíntesis debido al incremento de la actividad de las enzimas, que es máxima, a un determinado valor de temperatura, pero sobrepasado este valor, la actividad enzimática disminuye y con ello el rendimiento de la fotosíntesis. Debido a las variaciones de la temperatura en los diferentes tipos de climas, algunas plantas se han adaptado a diferentes temperaturas.

d) Agua: Cuando el clima es excesivamente seco, los estomas se cierran para evitar la pérdida de agua, lo que dificulta el paso de agua y CO2 con la consiguiente disminución de la actividad fotosintética.

Factores internos

Corresponden principalmente a la estructura de la hoja, por ejemplo el grosor de la cutícula y/o epidermis y el nº de estomas. Estos factores influyen directamente en la difusión de CO2 y O2 , así como en la pérdida de agua.

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Actividades

1. ¿Por qué la fotosíntesis requiere de luz solar y CO2 ?

2. ¿Qué función cumplen los pigmentos en la fotosíntesis?

3. Explica como se produce el O2 durante la fotosíntesis.

4. Explica brevemente los principales acontecimientos involucrados en la fotosíntesis.

5.

6.

7.

3

8. El gráfico muestra los resultados de un experimento relacionado con la actividad fotosintética de cierta especie vegetal.

¿Cuál de las siguientes hipótesis se puso a prueba con este experimento?

A. La tasa fotosintética es afectada por la concentración de CO2 disponible.B. La tasa fotosintética es afectada por la cantidad de CO2, agua y luz. C. La tasa fotosintética es afectada por la cantidad de agua disponible.D. La tasa fotosintética es afectada por la cantidad de luz.E. La tasa fotosintética es afectada por la temperatura.

9.

10. En la ecuación que representa el proceso de fotosíntesis, corresponde a:

A) Agua.B) Glucosa.C) Oxígeno.D) Sales minerales.E) Dióxido de carbono.

11. El gráfico muestra los resultados de un experimento relacionado con la actividad fotosintética de cierta especie vegetal.

¿Cuál de las siguientes hipótesis se puso a prueba con este experimento?

A. La tasa fotosintética es afectada por la concentración de CO2 disponible.B. La tasa fotosintética es afectada por la cantidad de CO2, agua y luz. C. La tasa fotosintética es afectada por la cantidad de agua disponible.D. La tasa fotosintética es afectada por la cantidad de luz.E. La tasa fotosintética es afectada por la temperatura.

Observa la ecuación que representa a la fotosíntesis y responde las preguntas 11 y 12 y 13.

11. ¿A que corresponde en la ecuación?

A) a el calor.B) a las sales minerales.C) a el vapor de agua. D) a la glucosa.E) a el oxígeno.

CO2 + ? + 686 Calorias/mol C6H12O6 + O2CO2 + ? + 686 Calorias/mol C6H12O6 + O2

- Intensidad luminosa +

-T

asa

Fo

tosi

nté

tica

+

- Intensidad luminosa +

-T

asa

Fo

tosi

nté

tica

+

??

CO2 + H2O+ 686 Calorias/mol C6H12O6 CO2 Calorias/mol C6H12O6 + ¿? CO2 + H2O+ 686 Calorias/mol C6H12O6 CO2 Calorias/mol C6H12O6 + ¿?

¿? ¿?

- Intensidad luminosa +

-T

asa

Fo

tosi

nté

tica

+

- Intensidad luminosa +

-T

asa

Fo

tosi

nté

tica

+

12. ¿En la naturaleza quién aporta las 686 Cal/mol?

A) el ATP.B) el agua.C) los nutrientes.D) el sol.E) las sales minerales.

13. ¿En qué parte de la célula ocurre esta reacción?

A) en el citoplasma.B) en la mitocondria.C) en el cloroplasto.D) en el núcleo.E) en el retículo endoplasmático rugoso.

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-T

asa

Fot

osin

tétic

a +

-

-

Intensidad luminosa +

Experimento 1

Experimento 2

-T

asa

Fot

osin

tétic

a +

-

-

Intensidad luminosa +

Experimento 1

Experimento 2

14. El gráfico muestra los resultados de dos experimentos relacionados con la actividad fotosintética de cierta especie vegetal.

¿Qué cambió en el experimento 2 respecto al 1?

I. Se aumentó la temperatura.II. Se aumentó la concentración de CO2.

III. Se aumentó la concentración de sales minerales.

A) Solo IB) Solo IIC) Solo IIID) I y IIE) I, II y III

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