La Fotosíntesis Carrillo Nieto Angélica Pérez Gómez Miguel Ángel Rodríguez Núñez Fanny Silva Medrano Sarai Valderrama Álvarez Julio César Valdés Corona Miguel

La Fotosíntesis El proceso metabólico por el cual los organismos autótrofos producen compuestos orgánicos ricos en energía liberando oxigeno molecular, se llama fotosíntesis.

Los organismos que realizan este proceso se llaman autótrofos, y pueden ser:  Cianobacterias

 Algas

 Plantas

La Fotosíntesis es llevada a cabo dentro de los organelos celulares llamados cloroplastos, que están constituidos por: Membrana externa. Membrana interna conformada por una serie de sacos aplanados denominados tilacoides que en conjunto forman un grana. Matriz líquida llamada estroma.

El Proceso consiste en: La fase Luminosa La cual depende de la luz, es la primera que tiene lugar. Sus productos son: Energía química, que se almacena en forma de ATP. NADPH Oxígeno, que se produce por la presencia de sustancias solubles de la planta o de reactivos que puedan aceptar hidrógeno, lo que se conoce como la reacción de Hill.

La fase oscura o ciclo de Calvin La cual no requiere de la presencia de luz para llevarse a cabo . Toma los productos de la fase luminosa para transformar el dióxido de carbono a través de una serie de reacciones químicas hasta formar carbohidratos, mediante la participación de un complejo enzimático sobre diferentes sustratos. En la transformación de la energía solar o luminosa en energía química en una serie de reacciones bioquímicas representadas en la siguiente ecuación: 6CO2 +6H2O ------- C6H12O6+ 6O 2

Existen diferentes tipos de fotosíntesis Fotosíntesis C3 La mayor parte de las plantas verdes llevan acabo el proceso como se describió anteriormente, y se llaman plantas C3 las cuales: Utilizan la enzima carboxilasa de RuBP para fijar CO2 a RuBP en las células del mesófilo. carboxilasa de RuBP RuBP+CO2 2 3PG Las hojas tienen pequeñas aberturas llamadas estomas a través de los cuales el agua sale y el dióxido de carbono (CO2) entra. Se realiza la fotorrespiración porque entra ante la presencia de luz (foto) se absorbe oxígeno y se libera CO2 (respiración).

Fotosíntesis C4 Las hojas C4 las células de la vaina fascicular poseen cloroplastos. Las plantas C4 utilizan la enzima carboxilasa PEP (PEPCasa) para fijar CO2 al PEP. El resultado es el oxaloacetato. PEPCasa PEP + CO2 oxaloacetato El CO2 se absorbe en las células del mesófilo y entonces el malato, que es una forma reducida del oxaloacetato, se bombea a las células de la vaina fascicular.En estas, el CO2 entra en el ciclo de Calvin. Las hojas C4 pueden evitar la fotorrespiración, no acurre porque el PEP no se combina con O2.

Fotosíntesis CAM Significa metabolismo del ácido crasuláceo; Crassulaceae es una familia de plantas carnosas que viven el regiones áridas y calurosas. El CAM se descubrió primero en estas plantas pero ahora se conoce entre la mayor parte de plantas carnosas que crecen en ese tipo de entornos como el cactus. La fotosíntesis es mínima por la cantidad limitada de CO2 que se fija en la noche, pero le permite vivir en condiciones adversas.

Por la noche las plantas CAM utilizan PEPCasa para fijar CO2 y formar moléculas C4, las cuales se almacenan en vacuolas grandes en las células del mesófilo. Durante el día, las moléculas C4(malato) liberan CO2 al ciclo de Calvin cuando el NADPH y el ATP están disponibles como resultado de la fase luminosa.

La molécula de agua es utilizada en la fotosíntesis ya que : Es fraccionada por el proceso conocido como fotólisis del agua, durante este rompimiento de la molécula se liberan electrones, protones en forma de iones de hidrógeno (H+) y oxígeno gaseoso (O2).

Uso del Agua y la obtención del Carbono Las plantas obtienen los átomos de hidrogeno del agua que absorben del suelo a través de las raíces, el carbono y el oxigeno provienen del dióxido de carbono (CO2) del aire que absorben por los estomas de las hojas. Al finalizar la etapa bioquímica de la fotosíntesis, queda sintetizada la molécula de glucosa. Las plantas toman el carbono del C02 del agua (plantas acuáticas), del aire o del suelo (plantas terrestres) y con la energía de la luz del Sol producen alimentos (glucosa, sacarosa, almidón, celulosa, etc.), y liberan oxígeno (02 ) al aire, al agua o al suelo.

Productos de la Fotosíntesis Los productos iníciales de la Fotosíntesis son: CO2 H20 Sales Minerales Los productos finales de la fotosíntesis son: C6H12O6 6 O2 La energía lumínica se transforma en energía química cuando mueve electrones más lejos de sus núcleos atómicos.

El agua Durante la fotosíntesis el agua es la fuente de electrones, de protones y del oxígeno que se libera a la atmosfera.

El agua es absorbida por las raíces. Es el solvente que transporta las sales minerales al interior de la planta.

Fase Luminosa Las moléculas de agua que se encuentran en los cloroplastos se rompen en : Electrones Protones Oxígeno

El agua libera 6 O2 a la atmósfera y aporta 12 hidrógenos de la glucosa y los 12 hidrógenos necesarios para pasar los 6 O2 sobrantes del CO2 a Agua.

Fotolisis del Agua Se le llama así al proceso en el que el H2O, por acción de la luz, se descompone en hidrógeno y oxígeno: H+ O-2

Planta CAM Adaptadas para soportar el estrés hídrico severo Estromas se abren por la noche Fijan CO2 por la formación de una molécula C4 Nopal Planta C4 Poco tolerantes al estrés hídrico severo Forman una molécula de C4 antes de implicar el ciclo de Calvin Maíz

Factores que influyen en la fotosíntesis

El sol El sol provee de energía lumínica a la tierra ( 12% de esa energía está dentro del espectro visible) y esta energía es tomada por los organismos fotosintéticos.

EL agua El agua es importante en la fotosíntesis porque es la donadora del oxigeno liberado y porque de su hidrogeno se produce la glucosa necesaria.

CO2 Está ubicado en la atmosfera terrestre y es absorbido en las plantas por los estomas.

CLOROFILA La clorofila y otros pigmentos fotosintéticos se encargan de captar la luz.

¿Por qué algunas plantas como el tilo americano, el chícharo o las habas no crecen bien en climas áridos?

Las plantas C3 son de clima templado y están acostumbrados a abrir sus estomas e intercambiar sustancias con el medio. Si estuvieran en un clima árido se deshidratarían por la costumbre de recibir agua del entorno.

Colores en el Otoño Durante el otoño las hojas de los árboles cambian del tradicional color verde a otros colores, como el amarillo, el rojo o el naranja. El cambio de color puede ser explicado por dos hipótesis: Por el otoño la clorofila se degenera y los pigmentos rojos o amarillos antes ocultos por la clorofila vuelven a aparecer. En el otoño se sintetizan pigmentos rojos o amarillos que ocultan el color de la clorofila.

La importancia. La acción colectiva de algas y plantas es responsable de liberar grandes cantidades de oxigeno a la atmosfera. La elevación de parte de este oxigeno a las partes más altas de la atmosfera forma una capa de ozono, la cual hace posible la vida en el planeta. Esta capa funciona como protección contra el daño que pueden causar los rayos ultravioleta emitidos por el sol. Los productos de la fotosíntesis son importantes para la humanidad por su gran variedad de formas. Ellos proveen la seguridad de nuestro alimento, pero también son una fuente de construcción de materiales, como telas, papel, combustibles y productos farmacéuticos. Incluso las plantas que existieron hace cientos de millones de años representan hoy una importante fuente de combustibles fósiles.

Los principales factores que alteran el proceso. Los principales factores que pueden afectar el proceso de la fotosíntesis son: Intensidad luminosa Temperatura Concentración de CO2 Concentración de O Tiempo de iluminación Escasez de agua El color de la luz.