Las condiciones necesarias para la fotosíntesis  La mayoría de los autótrofos fabrican su propio alimento utilizando la energía luminosa.  La energía.

Presentación del tema: "Las condiciones necesarias para la fotosíntesis  La mayoría de los autótrofos fabrican su propio alimento utilizando la energía luminosa.  La energía."— Transcripción de la presentación:

1 Las condiciones necesarias para la fotosíntesis  La mayoría de los autótrofos fabrican su propio alimento utilizando la energía luminosa.  La energía de luz se convierte en la energía química que se almacena en la glucosa.  El proceso mediante el cual los autótrofos fabrican su propio alimento se llama fotosíntesis.  La mayoría de los seres vivos dependen directa o indirectamente de la luz para conseguir su alimento

2 La fotosíntesis es un proceso complejo. Sin embargo, la reacción general se puede resumir de esta manera: ESQUEMA GENERAL DE LA FOTOSINTESIS 6 CO 2 + 6 H 2 O + energía de luz C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 enzimas clorofila ESQUEMA GENERAL DE LA RESPIRACIÓN COMPUESTOS CARBONATADOS +O2 ( ORGANISMOS VIVOS) CO2 + ENERGÍA

3 La vida sobre la tierra ha durado lo suficiente para que la fotosíntesis y la respiración se hallen muy equilibradas en la actualidad.

4 EN LA FOTOSÍNTESIS:  La luz solar es la fuente de energía que atrapa la clorofila, un pigmento verde en las células que los autótrofos utilizan para la fotosíntesis.  El bióxido de carbono y el agua son las materias primas.  Las enzimas y las coenzimas controlan la síntesis de glucosa, a partir de las materias primas.

5 LA LUZ Y LOS PIGMENTOS  La luz es una forma de energía radiante.  La energía radiante es energía que se propaga en ondas.  Hay varias formas de energía radiante ( ondas de radio, infrarrojas, ultravioletas, rayos X, etc.).  Para sintetizar alimento, se usan únicamente las ondas de luz.

6  Cuando la luz choca con la materia, parte de la energía de la luz se absorbe y se convierte en otras formas de energía.  Cuando en una célula la luz del sol choca con las moléculas de clorofila, la clorofila absorbe alguna de la energía de luz que, eventualmente, se convierte en energía química y se almacena en las moléculas de glucosa que se producen.

7 Cuando un rayo de luz pasa a través de un prisma, se rompe en colores. Los colores constituyen el espectro visible.

8 Los colores del espectro que el pigmento clorofila absorbe mejor son el violeta, el azul y el rojo. ¿Por qué la clorofila es verde?

9 PROPORCIÓN DE LA FOTOSÍNTESIS EN EL GLOBO La proporción de la cantidad de CO2 de la atmosfera que pasan a sustancias vegetales es del orden de 2x10 ¹¹ es decir 200.000 millones, que corresponde a una masa de CO” absorbida de una 7x10 ¹¹ toneladas, cada año, y a una sustancia solida vegetal formada por 5x10 ¹¹ toneladas en números redondos. El 90 % de la fotosíntesis mundial la realizan las algas marinas y dulceacuícolas, y el restante 10% unas 2x10 ¹⁰ toneladas se fija por acción de las plantas terrestres tanto cultivadas como silvestres

10 Una hectárea de maíz almacena unas 2.5 toneladas de carbón al año, una hectárea de caña unas 50 toneladas, mientras un bosque desértico, solo almacena 1/20 de la hectárea de maíz.

11 CANTIDADES DE CO2 UTILIZADO El aire cuenta con 0.03% de CO2, el volumen calculado para la atmosfera es del orden de 6x10 ¹¹ toneladas de carbono. En forma de anhídrido carbónico, los océanos contiene alrededor de 5x10¹³, en la misma forma y en forma de carbonatos. Utilizando la cifra de 2x10¹¹ utilizado anteriormente de carbono fijado anualmente por la fotosíntesis, se ve que representa alrededor de 0.4% del CO2 utilizable del globo. Dicho de otra forma, la superficie terrestre contiene CO2 en condiciones de ser utilizado por la fotosíntesis durante 250 años.

12 FOTOSINTESIS Creación de oxígeno. Las cianobacterias son las antecesoras de los cloroplastos celulares de los vegetales. En la fotosíntesis, gracias a la energía aportada por la luz solar, se unen el dióxido de carbono y el agua para formar azúcares. Como producto de desecho, se arroja oxígeno a la atmósfera. cianobacteriasluz solar dióxido de carbono

13 RESPIRACION En la respiración, por el contrario, se queman azúcares en las mitocondrias celulares, aportando la energía necesaria para las funciones vitales. En esa combustión se consume oxígeno atmosférico y se arrojan, como productos de desecho, dióxido de carbono y agua.funciones vitales dióxido de carbono

14 MESOFILO Como sabemos, las plantas terrestres toman de la atmósfera el CO 2 que más tarde integran a las moléculas orgánicas que forman. Este gas entra al vegetal a través de los estomas, en la mayoría de las plantas fotosintéticas, con excepción de las plantas acuáticas que carecen de ellos y toman el CO 2 disuelto en el agua. Al abrir los estomas para el intercambio de gases, las plantas pierden cierta cantidad de agua en forma de vapor, por lo que el clima adquiere una importancia relevante como factor limitante. Las plantas de climas templados y húmedos (plantas C 4 ) no tienen problemas serios con la transpiración, sin embargo, aquéllas que se desarrollan en climas cálidos y secos (plantas C 3 ), si deben enfrentar este riesgo. Las plantas se han adaptado a este problema desarrollando algunas modificaciones al proceso fotosintético, evitando que los estomas dejen perder la menor cantidad de agua posible. En las plantas C 3, la fijación de CO 2 y la captación de la luz se lleva a cabo en las células mesófilas. Los productos elaborados se transportan a los haces vasculares para ser distribuidos al resto de la planta. En las plantas C4, los haces vasculares están rodeados por un conjunto de células en empalizada, alrededor de la cual se localizan las células mesófilas. Los primeros compuestos que se forman al fijar el CO 2 atmosférico son de cuatro carbonos, a partir de los cuales se lleva a cabo el Ciclo de Calvin, en las células en empalizada. En las plantas C 3 la fijación del carbono produce compuestos de tres carbonos a partir de los cuales se inicia el Ciclo de Calvin, en las células del mesófilo.

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17 MESOFILO Hacia el interior de la hoja, por debajo de la epidermis encontramos un tejido fundamental llamado mesófilo. Es el tejido fotosintético por excelencia. Observando su estructura se pueden diferenciar dos tipos de células: las que se disponen forma paralela, llamadas parénquima en empalizada, y las que se disponen en forma muy irregular, dejando entre sí espacios intercelulares que se denominadas parénquima esponjoso. Las células en empalizada tienen un gran contenido de cloroplastos y su función fotosintética es primordial. En cambio, las células del parénquima esponjoso, que también cumple una función fotosintética, están mucho más vinculadas con el transporte de los gases al interior y exterior de la hoja. Por último, debemos mencionar que, al igual que en los otros órganos (tallo y raíz), en el mesófilo de la hoja también hay numerosos haces vasculares (xilema y floema) que translocan hacia uno y otro lado las sustancias inorgánicas y orgánicas que necesita la planta.

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19 HabitatSuperficie cubierta km2 Promedio de carbono fijado por año y por km2 ton Cantidad total de C fijado año ton Cantidad total de C fijado, deducido de la perdida respiratoria de CO2 en tom Océanos361x10⁶3751.35x10¹ ⁰ Continente s 1.49x10⁶1301.6x10¹ ⁰ TOTALES1.51X10¹ ⁰ 18.8X10¹ ⁰ bosques44X10⁶25011X10⁹ terrenos cultivados 27X10⁶1604.0X10⁹ estepas31X10⁶361.1X10⁹ desiertos34X10⁶70.2X10⁹ regiones polares 13X10⁶011X10⁹ TOTALES149X10⁶16.3X10⁹1.9X10¹ ⁰

20 CLASES DE CLOROFILA  Hay varias clases de clorofila, las cuales, generalmente se designan como a, b, c y d.  Algunas bacterias poseen una clase de clorofila que no está en las plantas ni en las algas.  Sin embargo, todas las moléculas de clorofila contienen el elemento magnesio (Mg).

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23 LOS PIGMENTOS DE LA CLOROFILA  Los autótrofos también poseen unos pigmentos llamados carotenoides que pueden ser de color anaranjado, amarillo o rojo.  El color verde de la clorofila generalmente enmascara estos pigmentos. Los cuales, sin embargo, se pueden ver en las hojas durante el otoño, cuando disminuye la cantidad de clorofila.  Los carotenoides también absorben luz pero son menos importantes que la clorofila en este proceso.

24 DISTRIBUCIÓN DE CAROTENOIDES EN DIVERSOS ALIMENTOS  Carotenoides mayoritarios  Zanahoria (Daucus carota), Naranja (Citrus sinensis), Mango (Mangifera indica),  Tomate (Lycopersicum esculentum), Pimiento rojo (Capsicum anuum), Melocotón (Prunus persica), Papaya (Carica papaya), Guayaba (Psidium guajava), Ciruela (Spondias lutea) ‏

25 PAPEL DE LA CLOROFILA  La clorofila es elemento esencial en la fotosíntesis  No se desarrolla en la partes no verdes de la planta.  El oxigeno liberado se desprende de los cloroplastos  La clorofila solo absorbe unas intensidades de onda  Pag 29

26 FACTORES QUE LIMITAN LA FOTOSINTESIS  Cuando una planta se coloca en la oscuridad plena, absorbe O2 y desprende CO2 CO2 desprendido Aumento de la absorción de CO2 Incremento en la intensidad de iluminación Intensidad de la luminosidad Concentración de CO2 Temperatura

27 5 10 15 20 25 6 de la mañana126 de la tarde6 de la mañana126 de la tarde O2 absorbido por cada lote durante una hora en granos En un día de solEn un día nublado

28 0,6 1,2 6 de la mañana126 de la tarde6 de la mañana126 de la tarde O2 absorbido por cada lote durante una hora en granos En un día de solEn un día nublado

29 INTENSIDAD DE LA ILUMINACION Intensidad de la iluminación Valor de la fotosíntesis Con T baja Con T alta Con fuerte iluminaciones fuertes y alta T se intensifica la fotosíntesis

30 PIGMENTOS ACCESORIOS

31 COMPLEJO ANTENA

32 CLOROPLASTOS ESTROMA: zona interna de los plastos donde se lleva a cabo la fase oscura de la fotosíntesis TILACOIDES estructura molecular membranosa que permite fotosíntesis GRANAS. son estructuras que se encuentran dentro de los cloroplastos y que se visualizan al microscopio óptico como gránulos verdescloroplastosmicroscopio óptico

33 FASES DE LA FOTOSÍNTESIS

34 REACCIONES DEPENDIENTES DE LUZ Ocurren en las granas de los cloroplastos: 1. La clorofila y otras moléculas de pigmento presentes en las granas del cloroplasto absorben la energía de luz. 2. Esto aumenta la energía de ciertos electrones en las moléculas de los pigmentos activándolos. Esto los lleva a un nivel de energía más alto. A medida que los electrones de los pigmentos llegan a un nivel de energía más bajo, liberan energía.

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36 3. Los electrones regresan a un nivel de energía más bajo al pasar por una cadena de transporte de electrones, en forma muy parecida a lo que ocurre en la respiración celular. En el proceso de liberación de energía de los electrones, se produce ATP. En otras palabras, la energía de los electrones se convierte en energía utilizable en los cloroplastos. El ATP que se produce en las reacciones dependientes de luz se utiliza en las reacciones de oscuridad.

37 FORMACIÓN DE ATP

38 TAREA Leer y discutir el tema: 2. Reacciones independientes de la luz.