FOTOSÍNTESIS.

Presentación del tema: "FOTOSÍNTESIS."— Transcripción de la presentación:

1 FOTOSÍNTESIS

2 ¿Qué es la Fotosíntesis?
La fotosíntesis (del griego antiguo φώτο [foto], "luz", y σύνθεσις [síntesis], "unión") es la conversión de energía luminosa en energía química estable. "La fotosíntesis es el proceso por el cual las plantas verdes, las algas y algunas bacterias utilizan para su desarrollo, crecimiento y reproducción a la energía de la luz. Consiste en la transformación de la energía lumínica en química que hace que la materia inorgánica (agua y dióxido de carbono) se vuelva orgánica. Los estomas de las hojas de la plantas absorben los gases que contiene la atmósfera como el dióxido de carbono y que se combina con el agua que hay dentro de las células de la planta. Se forman almidones nutritivos para la planta y se liberan hacia el exterior el oxígeno. Los seres vivos que realizan este proceso se les llama fotoautótrofos".

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4 ¿Qué organismos realizan este proceso?
Son conocidos como autòtrofos. Los organismos capaces de realizar la fotosíntesis son las plantas, las algas y las cianobacterias.

5 ¿Qué organelo celular la lleva a cabo y qué estructura tiene?
ESTRUCTURA-FUNCION La fotosíntesis está ligada a cierta estructura de la célula, la cual mantiene cerca, y en orden y en cantidad precisos, a todos los componentes que intervienen. De este modo el proceso no se detiene por falta de cierto componente o porque un intermediario inestable se recombinó con alguna sustancia inadecuada. -PLASTIDOS: Los organelos responsables de la fotosíntesis son de dos tipos: aquellos discretos, encerrados en una membrana limitante y por tanto con matriz propia, los cloroplastos, y los no discretos, cuya matriz es la matriz del citoplasma, los cromoplastos. Para referirse a ambos se usa el término plástidio. Los cloroplastos son exclusivos de organismos eucariontes y los cromoplastos, de organismo procariontes.

6 Cloroplastos: Los cloroplastos son unos orgánulos característicos de las células de tipo vegetal que contienen clorofila, hecho que permite que éstos puedan llevar a cabo la fotosíntesis. Es por ello por lo que se consideran orgánulos productores de energía. En las plantas puede haber docenas de clroplastos en el citoplasma de cada célula verde, mientras que en organismo eucariontes unicelulares sólo puede haber uno o dos. Dentro del cloroplasto hay un material semifluido incoloro proteínico que constituye el estroma. Aquí es donde se localiza la mayoría de las enzimas requeridas en las reacciones oscuras.

7 Clorofila: La clorofila es el pigmento responsable de dar el color verde a las plantas. Sin embargo, una planta que no sea verde no siempre carece de clorofila. Un análisis de la estructura de la clorofila y de su disposición en el cloroplasto muestra que están muy relacionadas con la función que desempeña. Posee un sistema de anillos pirrólicos. Cualquier sistema con estos anillos se excitan con poca cantidad de energía como la luz. Por otra parte, debe existir algún sitio que acumule la energía de excitación para que no circule demasiado tiempo y se pierda como calor.

8 Cloroplasto

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10 ¿En qué consiste el proceso?
Fase dependiente de luz (luminosa): Se realiza en los cloroplastos formados por tilacoides y pigmentos. El agua es captada a través de las raíces y en presencia de la luz, dentro de los cloroplastos se rompe en Hidrógeno y Oxígeno que se desprende a la atmósfera. El CO2 se usa en la formación de glucosa. Durante las reacciones luminosas se descompone el agua en Hidrógeno y Oxígeno, y la energía luminosa que se capta, se convierte en ATP y NADPH. Fase independiente de luz o Fase oscura (ciclo de Calvin): Se efectúa en el estroma de los cloroplastos, donde se usa el ATP y el NADPH para convertir el CO2 y el agua en glucosa.

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12 ¿Hay diferentes tipos de Fotosíntesis?
Existen dos tipos de fotosíntesis. La fotosíntesis anoxigénica o bacteriana en la que no se produce oxígeno y la fotosíntesis oxigénica o vegetal, en la que se desprende oxígeno y que es la más habitual. Los seres que realizan la fotosíntesis se denominan autótrofos o, más exactamente, fotoautótrofos.

13 Fotosíntesis vegetal Es un proceso complejo y consta de varias fases pero, en esencia, se puede resumir así: Las plantas toman dióxido de carbono del aire y agua del suelo y, con la energía del sol, sintetizan glucosa, un hidrato de carbono rico en energía (E), y liberan oxígeno. Este proceso tiene lugar en las hojas gracias a la clorofila, un pigmento contenido en los cloroplastos, unos orgánulos propios de las células vegetales. En el caso de la fotosíntesis vegetal, la primera reacción que se produce es la ruptura de la molécula de agua (fotolisis), que se convierte en dador de electrones, de la siguiente forma:

14 Los electrones energéticos aportarán la energía química necesaria para que los protones de hidrógeno se unan al dióxido de carbono y formen hidratos de carbono en forma de glucosa. Los organismos que realizan esta fotosíntesis son las plantas (Reino Plantas), las algas (Reino Protoctistas) y algunas bacterias (Reino Monera). A todos ellos se les denomina comúnmente productores.

15 Fotosíntesis bacteriana En la fotosíntesis anoxigénica o bacteriana los organismos que la realizan no utilizan el agua como elemento dador de electrones, por lo que no existe producción de oxígeno. Existen tres tipos de organismos que realizan esta fotosíntesis: las sulfobacterias purpúreas y las sulfobacterias verdes, las cuales emplean sulfuro de hidrógeno, y las bacterias verdes que utilizan materia orgánica como sustancia donadora de electrones (por ejemplo, el ácido láctico). En el caso de las sulfobacterias purpúreas, el sulfuro de hidrógeno se descompone de la siguiente forma:

16 ¿Para qué se utiliza la molécula de agua?
Se necesita un suministro constante de agua para el proceso de la fotosíntesis. Las plantas absorben el agua del suelo a través de sus raíces hasta las hojas. Durante la fotosíntesis, las moléculas de agua se descomponen dentro de los cloroplastos, formándose iones de hidrógeno y moléculas de oxigeno.

17 ¿De dónde se obtiene el carbono que constituye a las moléculas que se producen?
La fotosíntesis consiste en tomar anhídrido carbónico del aire, fijar el carbono y expulsar el oxígeno, que sale de las hojas a través de los estomas y pasa al aire. Si bien este gas es un subproducto de la fotosíntesis, su función es fundamental para la vida en La Tierra. Las plantas aprovechan solo una pequeña fraccion del oxigeno que producen. El anhídrido carbónico Uno de los elementos principales de todas las sustancias orgánicas es el carbono. El dióxido de carbono es un gas que desprenden los animales al respirar y los combustibles fósiles cuando se queman. La asimilación de dioxido de carbono o anhídrido carbónico con ayuda de la luz, hace que la fotosíntesis sea un proceso bioquímico combinado, cuyo efecto final se traduce por la transformación de energía lumínica en energia química. Las plantas absorben el dióxido de carbono por unos poros diminutos llamados estomas, que se encuentran en la parte inferior de las hojas.

18 ¿Cuáles son los productos iniciales y finales?
Productos iniciales: En la Fotosíntesis los Productos iniciales son agua, CO2 y sales minerales Productos finales: Son la glucosa y el O2

19 ¿Para qué y cómo se utiliza la luz?
La energía del sol La luz solar se compone por radiaciones rojas, anaranjadas, amarillas, verdes, azules, añiles y moradas. Para la fotosíntesis la longitud de onda más importante es la de la luz roja, la cual es asimilada por la clorofila de la planta. Los otros colores se reflejan, haciendo que la planta se vea verde.

20 ¿Cómo se produce el oxígeno?
La reacción de la glucosa es 6CO2 + 6H2O + energía --> C6H12O6 + 6O2 Los productos iniciales son el dióxido de carbono y el agua, al combinarse, forman glucosa y desprenden el oxígeno que los seres vivos respiramos.

21 ¿Qué diferencia existe entre la fotosíntesis que realiza un nopal y el maíz?

22 La ruta metabólica del nopal es la CAM y la del maíz C4; por lo cual varían las características de sus respectivas fotosíntesis en el uso del ATP y la fijación del CO2 Las modificaciones en estructura y fisiología de las plantas C4 y CAM frente a las C3 son el resultado de la presión selectiva del ambiente sobre un carácter complejo: uso eficiente del agua frente a la asimilación de CO2.

23 La ruta metabólica C3 se encuentra en los organismos fotosintéticos como las cianobacterias, algas verdes y en la mayoría de las plantas vasculares. Las vías metabólicas C4 y CAM se encuentran solo en plantas vasculares. Las vías C4 y CAM involucran mecanismos especializados para la concentración y transporte del CO2 a los sitios de fijación por RUBISCO (vía C3), pagando un precio extra en términos de ATP por unidad de CO2 fijado, sin presentar ninguna modalidad o mejora bioquímica en términos de la eficiencia de RUBISCO sobre la vía C3. De las especies estudiadas hasta el momento aproximadamente el 89% son C3 , el 10% son CAM y el restante 1% son C4 ; adicionalmente se conocen unas cuantas especies que son intermedias C3-C4.

24 Fijación del Carbono (C) La fijación fotosintética del CO2 sucede en el estroma de los cloroplastos y se produce, generalmente, mediante el ciclo reductivo de las pentosas-fosfato, aunque algunas plantas superiores han desarrollado rutas metabólicas auxiliares que les permiten crecer eficazmente en zonas tropicales (plantas C4) ó desérticas (plantas CAM). La fijación de unas moléculas de CO2 por la ruta C4 gasta dos moléculas de ATP más con relación con la ruta C3, pero este gasto resulta sobradamente compensado, por el ahorro que supone mantener la fotorrespiración en niveles muy bajos. Como consecuencia, las plantas C4 pueden sobrevivir en concentraciones de C02 muy bajas. Se trata de especies vegetales tropicales y subtropicales y algunas de gran importancia económica, como el maíz, la caña de azúcar y el sorgo.

25 Las plantas crasuláceas (plantas CAM: metabolismo ácido de las crasuláceas) emplean el mismo proceso que las plantas C4 para fijar el CO2, pero lo hacen durante la noche, cuando sus estomas están abiertos. La difusión del CO2 atmosférico hacia los tejidos de la planta es por tanto, exclusivamente nocturna. El primer compuesto de cuatro carbonos, lo producen al día siguiente, a la luz del día, cuando puede actuar el RuBisCO.

26 ¿Por qué algunas plantas como el tilo americano, el chícharo y las habas no crecen bien en climas áridos? Hay plantas cuyas rutas metabólicas les permiten adaptarse más fácilmente a tolerar estrés hídrico severo, Los climas áridos representan mayor dificultad de obtener agua para las plantas, por lo que solo las que están especializadas para este tipo de clima crecerán en las zonas donde se presente, con las características que han desarrollado para ello como es el caso de las cactáceas.

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28 ¿Cuáles son los factores que influyen en la Fotosíntesis?
a) Concentración de CO2. Si la intensidad luminosa es elevada y constante, el proceso fotosintético aumenta en relación directa con la concentración de CO2 en el aire, hasta llegar a un cierto limite, en el cual se estabiliza. b) Concentración de O2. Cuanto mayor es la concentración de oxigeno en el aire, menor es el rendimiento fotosintético, debido a los procesos de fotorrespiración. c) Escasez de agua. La escasez de agua en el suelo y de vapor de agua en el aire disminuye el rendimiento fotosintético. Así, ante la falta de agua se cierran los estomas para evitar la desecación, y la entrada de CO2 es menor.

29 d) Temperatura. Cada especie esta adaptada a vivir dentro de un intervalo de temperaturas. Dentro de ese intervalo, a mayor temperatura, mayor eficacia de las enzimas y, por tanto, mayor rendimiento fotosintético. Si se sobrepasan los limites de temperatura, se producen alteraciones enzimáticas y el rendimiento disminuye. Si se llega a producir la desnaturalización de las proteínas, sobreviene la muerte de la planta. e) Tiempo de iluminación. Hay especies en las que, a mas horas de luz, mayor rendimiento fotosintético. Otras, en cambio, precisan de periodos nocturnos. f) Intensidad luminosa. Cada especie esta adaptada a vivir dentro de un intervalo de intensidad de luz. Hay especies de penumbra y especies fotófilas. Dentro de cada intervalo, a mayor iluminación, mayor rendimiento, hasta superar ciertos limites, en los que se produce la foto-oxidación irreversible de los pigmentos fotosintéticos.

30 g) Color de la luz. La clorofila a y la clorofila b absorben energía lumínica en la región azul y roja del espectro; los carotenos y xantofilas, en la azul; las ficocianinas, en la naranja; y las ficoeritrinas, en la verde. Todos estos pigmentos pasan la energía a las moléculas diana. La luz monocromática menos aprovechable en los organismos que carecen de ficocianinas y ficoeritrinas es la luz verde. En las cianoficeas, que si las poseen, la luz roja estimula la síntesis de ficocianina, y la luz verde, la de ficoeritrina.

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34 ¿Qué ocurre con la Fotosíntesis durante el Otoño?
La fotosíntesis es un proceso que únicamente se produce en plantas que contengan clorofila, es decir en las partes verdes del vegetal. Por lo tanto, un árbol sin hojas no puede fotosintetizar. Durante el otoño e invierno, cuando el árbol carece de hojas, entra en una etapa de letargo, consumiendo sus reservas hidratocarbonadas en el proceso de la respiración, hasta la espera de la aparición de nuevas hojas.

35 Las hojas usan la luz solar para producir comida para los árboles
Las hojas usan la luz solar para producir comida para los árboles. Cuando la luz entra en la hoja, una parte especial de la hoja llamada cloroplasto, usa la luz para cambiar el dióxido de carbono y el agua por oxígeno respirable y un azúcar llamada glucosa. Adentro del cloroplasto hay una sustancia llamada clorofila. La clorofila es muy importante, porque permite la fotosíntesis y les da el color verde a las hojas. Cuando el otoño empieza y el invierno está llegando, ya no habrá tanta luz como había en verano. Eso implica que las hojas no recibirán tanta luz como acostumbraban, y la clorofila empezará a decrecer.

36 Además de que la clorofila es lo que les da a las hojas el color verde, entonces si la clorofila empieza a decrecer las hojas comenzarán a cambiar el verde por algún otro color. Dentro de las hojas siempre habrá manchitas de otros colores, entonces cuando el verde empieza a decrecer, los otros colores comienzan a mostrarse más. Algunos de los colores que se esconden en la hoja son: marrón (puede significar que la hoja esta muerta o muriendo), amarillo, y naranja. Los colores como el rojo y el violeta son causados por reacciones químicas dentro de la hoja.

37 ¿Cuál es la importancia del proceso para el mantenimiento de la vida en el planeta?
La vida en la tierra depende fundamentalmente de la energía solar, la cual es atrapada mediante el proceso fotosintético, que es responsable de la producción de toda la materia orgánica que conocemos. La materia orgánica comprende los alimentos que consumimos diariamente tanto nosotros como los animales, los combustibles fósiles (petróleo, gas, gasolina, carbón); así como la leña, madera, pulpa para papel, inclusive la materia prima para la fabricación de fibras sintéticas, plásticos, poliéster, etc. 

38 La cantidad de carbono fijado por la fotosíntesis es espectacular, como lo demuestran las cifras de la producción anual de materia orgánica seca, estimada en 1,55 x 1011 toneladas, con aproximadamente 60% formada en la tierra, el resto en océanos y aguas continentales.

39 ¿Qué factores ambientales pueden alterar el proceso fotosintético?
Los factores ambientales que influyen son los siguientes: Luz (aumento y falta). Dióxido de Carbono (CO2) Nutrientes. Agua disponible El clima. Cada uno de los factores ambientales citados afecta la tasa de fotosíntesis de diferente manera: La concentración del CO2 es uno de los factores ambientales con mayor influencia sobre la fotosíntesis y sobre el crecimiento de las plantas. Este gas estimula la fotosíntesis por su función de sustrato. En cambio, altas concentraciones de O2 inhiben el proceso de fotosíntesis.

40 Los altos niveles de luz (energía lumínica) permiten que se exprese la máxima capacidad de fotosíntesis, mientras no haya restricción de agua y nutrientes y por la falta de luz pues no se puede cumplir la fotosisntesis. Aumentar la penetración de radiación dentro del área de cultivo es una forma de inducir mayores tasas fotosintéticas.

41 En cuanto a la temperatura, las plantas viven y fotosintetizan en una gran variedad de hábitats con grandes diferencias en sus condiciones térmicas. Como en cualquier otro proceso bioquímico, la capacidad fotosintética de cada especie tiene un óptimo de temperatura. Por encima de ese valor, la fotosíntesis disminuye por la desnaturalización (pérdida de la estructura espacial) de las enzimas.

42 Lo nuevo de la Fotosíntesis
"¿Animal o vegetal?" Elysia chlorotica es una babosa marina de color verde que sintetiza clorofila como una planta, lo que la convierte en el primer animal conocido capaz de realizar la fotosíntesis. Científicos de la Universidad del Sur de Florida han demostrado que para adquirir esta habilidad el molusco, que tiene forma de hoja, sólo necesita robar los cloroplastos y genes de unas algas de la especie Vaucheria litorea.

43 Según ha comprobado Sidney K
Según ha comprobado Sidney K. Pierce, las células intestinales de esta babosa atrapan e integran los cloroplastos de las algas Vaucheria litorea. Lo sorprendente es que una vez que una joven babosa ha digerido su primera comida de cloroplastos, el molusco es capaz de seguir generando clorofila por sí mismo durante el resto de su vida, siempre y cuando haya disponibilidad de las sustancias químicas consumidas durante la fotosíntesis y no deje de “tomar el Sol”. El descubrimiento será publicado en la revista científica Symbiosis.

44 Integrantes: Barrientos Escobedo Ángel G
Integrantes: Barrientos Escobedo Ángel G. 604 Hernández Castellanos Oscar 604 Rosas Paredes Ana Karina 604 Solis Espinoza Modesto 604 Toledo Toral Alejandra Guadalupe 604 Ponce Moreno José Gabriel 607