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¿Qué es la fotosíntesis? ¿Qué organismos realizan este proceso? ¿Qué organelo celular la lleva a cabo y qué estructura tiene? ¿En qué consiste el proceso? ¿Hay diferentes tipos de fotosíntesis? ¿Para qué se utiliza la molécula de agua? - PowerPoint PPT Presentation
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1. ¿Qué es la fotosíntesis?2. ¿Qué organismos realizan este proceso?3. ¿Qué organelo celular la lleva a cabo y qué estructura tiene
?4. ¿En qué consiste el proceso?5. ¿Hay diferentes tipos de fotosíntesis?6. ¿Para qué se utiliza la molécula de agua?7. ¿De dónde se obtiene el carbono que constituye a las molé
culas que se producen? 8. ¿Cuáles son los productos iniciales y finales?9. ¿Para qué y cómo se utiliza la luz?10.¿Cómo se produce el oxígeno?11.¿Qué diferencia existe entre la fotosíntesis que realiza un
nopal y el maíz? 12.¿Por qué algunas plantas como el tilo americano, el chícha
ro o las habas no crecen bien en climas áridos?13.¿Cuáles son los factores que influyen en la fotosíntesis?14.¿Qué ocurre con la fotosíntesis durante el Otoño?15.¿Cuál es la importancia del proceso para el mantenimiento
de la vida en el planeta?16.¿Qué factores ambientales pueden alterar el proceso fotos
intético?
FOTOSÍNTESIS
La fotosíntesis proviene (del griego antiguo φώτο [foto], "luz", y σύνθεσις [síntesis],
"unión")
• Es la conversión de energía luminosa en energía química estable, que es utilizada en la conversión de materia inorgánica (CO2 y
H2O) relativamente oxidada, en materia orgánica reducida que contiene parte de la energía capturada. La ecuación general que
resume el proceso se puede escribir:
Es un proceso que por sus resultados se puede considerar inverso a la respiración (sustancias
orgánicas fuertemente reducidas, se transforman en sustancias inorgánicas
oxidadas y se desprende energía, CO2 y H2O).
La primera molécula en la que queda almacenada esa
energía química es el ATP. Posteriormente, el
ATP se utiliza para sintetizar otras
moléculas orgánicas más estables. La
fotosíntesis es posible gracias a la existencia
de unas moléculas especiales,
denominadas pigmentos
fotosintéticos, capaces de captar la energía
luminosa.
ORGANISMOS FOTOSINTÉTI
COS
– La fotosíntesis transforma la energía solar en energía
química al formar carbohidratos. Los organismos fotosintéticos, como plantas, algas y cianobacterias, son conocidos como autótrofos porque producen su propio
alimento .
http://www.keweenawalgae.mtu.edu/ALGAL_PAGES/cyanobacteria.htmhttp://www.minusculo.es/?cat=32
OSCILLATORIA PRINCEPS.ALGA MICROSCÓPICA.
JACARANDA.
La fotosíntesis genera una gran cantidad de carbohidratos. Con pocas excepciones se puede rastrear cualquier
cadena alimentaria a partir de plantas y algas. En otras palabras, los productores con capacidad para sintetizar carbohidratos no sólo se alimentan ellos mismos, sino a
otros consumidores, los cuales captan moléculas orgánicas preformadas.
De manera general los organismos consumidores
se conocen como heterótrofos. Tanto los autótrofos como los heterótrofos utilizan moléculas orgánicas
producidas por la fotosíntesis como fuente
de construcción de bloques para crecimiento
y reparación, así como fuente de energía química
para el trabajo celular
Los seres autótrofos (a veces llamados
productores) son organismos capaces de
sintetizar todas las sustancias esenciales
para su metabolismo a partir de sustancias
inorgánicas, de manera que para su nutrición no necesitan de otros seres vivos. El término autótrofo procede del griego y significa "que
se alimenta por sí mismo".
• Los organismos autótrofos producen su masa celular
y materia orgánica, a partir del dióxido de carbono, que es inorgánico, como única fuente de carbono, usando la luz o sustancias químicas como fuente de
energía.
• Las plantas y otros organismos que usan la
fotosíntesis son fotolitoautótrofos; las
bacterias que utilizan la oxidación de
compuestos inorgánicos como el anhídrido
sulfuroso o compuestos ferrosos como
producción de energía se llaman
quimiolitotróficos.
CLOROPLASTOS
La porción verde de las plantas, lleva acabo la
fotosíntesis. La materia prima para la fotosíntesis consiste en
agua y dióxido de carbono. Una vez absorbida por la raíz
de la planta, el agua se mueve por el tejido vascular hacia el
tallo y a la hoja a través de sus venas. El dióxido de carbono del aire ingresa en la hoja por medio de aberturas pequeñas
llamadas estomas.
ESTOMA
Después de entrar a la hoja, el dióxido de carbono y el agua se difunden en los cloroplastos (chloros, verde, y plastos, formado, moldeado), los cuales son organelos encargados de llevar a cabo la fotosíntesis.
Una membrana doble rodea a cada cloroplasto y a su interior, el cual está lleno
de líquido llamado estroma (del griego stroma, lecho, colchón). Un sistema de
membrana diferente en el estroma forma sacos aplanados conocidos como tilacoides
(del griego thilakos, saco, y eides, semejante, parecido) que se agrupan en algunos sitios y forman granos, llamados
así porque a los primeros microscopistas les parecieron montones de semillas.
ESTRUCTURA DE UN CLOROPLASTO
CLOROPLASTOhttp://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/Ejercicios/2b/Biologia/organulos/Organulos/cloroplasto.gif
Se piensa que el espacio de cada
tilacoide está conectado con el de otros
tilacoides, de modo que forman un
comportamiento interno en los cloroplastos
conocido como espacio tilacoide. La clorofila y otros pigmentos que forman parte de la
membrana del tilacoide son capaces de
absorber la energía solar. Esta es la energía
que dirige la fotosíntesis.
El estroma es una solución rica en enzimas donde el dióxido de carbono se fija primero a un compuesto orgánico y
luego se reduce a una molécula de carbohidrato. Por tanto, es apropiado
asociar la absorción de energía solar con las membranas del tilacoide que forman los granos y relacionar la reducción de dióxido de carbono a un carbohidrato
con el estroma de un cloroplasto.
Además de la clorofila contenida en los
cloroplastos pueden existir pigmentos como la xantofila
(amarillo) y los carotenos (naranja).
Los seres humanos y de hecho casi todos los
organismos liberan dióxido de carbono mediante la respiración. Éste es en
parte, el mismo dióxido de carbono que entra en una hoja a través del estoma y
se convierte en carbohidratos: el principal carbohidrato formado es la glucosa, la cual es la fuente principal de energía para la
mayor parte de los organismos.
Funciones de los cloroplastos.Es el orgánulo donde se realiza la fotosíntesis.
Existen dos fases, que se desarrollan en compartimentos distintos:
· Fase luminosa: Se realiza en la membrana de los tilacoides, donde se halla la cadena de transporte de electrones y la ATP-sintetasa responsable de la
conversión de la energía lumínica en energía química (ATP) y de la generación poder reductor
(NADPH).
FASE OSCURA: produce en el estroma, donde se halla el enzima rubisco, responsable de la fijación
del CO2 mediante el ciclo de Calvin.
La fotosíntesis, que ocurre en los cloroplastos, es de vital importancia porque los organismos
fotosintéticos son capaces de utilizar energía solar para producir carbohidratos y nutrimentos orgánicos. Casi todos los organismos dependen directa o indirectamente de estos nutrimentos
orgánicos para su sustento.
PROCESOFOTOSINTÉTICO
4. PROCESO DE LA FOTOSÍNTESISLa luz solar impulsa la vida en la Tierra y únicamente
se captura por fotosíntesis.
La fotosíntesis en sentido estricto es posible gracias a la existencia de unas moléculas especiales,
denominadas pigmentos fotosintéticos, los cuales captan la energía luminosa.
Para que la energía lumínica pueda ser utilizada por los
sistemas vivos, primero debe ser absorbida. Aquí entra en juego los pigmentos. Un pigmento es
cualquier sustancia que absorba luz. El patrón de absorción de un
pigmento se conoce como espectro de absorción de esa sustancia. Algunos pigmentos
absorben luz de todas las longitudes, otros solo absorben
ciertas longitudes de onda como los carotenoides.
La clorofila es el pigmento mas importante en la fotosíntesis que es el que hace que las hojas se vean verdes pues absorbe luz en las longitudes de onda violeta y azul, y también en el rojo.
La fotosíntesis comprende dos fases: La fase
fotoquímica y una fase posterior denominada fase
biosintética.
Reacciones que capturan energía lumínica
• Ocurren solo en la presencia de luz,La absorción de la energía lumínica es
indispensable
• Se presenta en los tilacoides
• La luz que incide sobre el Fotosistema II lanza electrones cuesta arriba. Estos electrones son remplazados por electrones de moléculas
de agua, que al escindirse, liberan O2. los electrones luego pasan cuesta abajo, a lo largo de una cadena de transporte de electrones, al
Fotosistema I y de este nuevamente cuesta abajo al NADP que se reduce formando NADPH. Como resultado de este proceso se produce
ATP a través de un mecanismo quimiosmótico
• La energía de la luz se convierte en energía química que se almacena en enlaces de ATP y NADPH.
Reacciones que fijan carbono
• Algunas de las reacciones son reguladas de forma indirecta
por la luz
• Ocurren en el estroma
• Ciclo de Calvin. El NADPH y el ATP formados en
las reacciones que capturan energía lumínicas utilizan para reducir el CO2. El ciclo produce gliceraldehído fosfato, a partir
del cual pueden formarse glucosa y otros compuestos
orgánicos
• La energía química del ATP y del NADPH se usa para incorporar carbonos a moléculas orgánicas
TIPOS DE
FOTOSÍNTESIS
Tipos de fotosíntesisSe distinguen dos tipos de procesos
fotosintéticos: La fotosíntesis oxigénica y la fotosíntesis
anoxigénica.
Fotosíntesis oxigénicaFotosíntesis anoxigénica
FOTOSINTESIS OXIGENICALa fotosíntesis oxigénica es propia de las plantas
superiores, las algas y las cianobacterias, en las que el donador de electrones es el agua y, consecuentemente
se desprende oxígeno.Es un proceso complejo y consta de varias fases pero, en
esencia, se puede resumir así:Reacción de la fotosíntesis oxigénica
Las plantas toman dióxido o 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.
Consta de dos fases: La fotoquímica y la biosintetica
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.
Fotosíntesis anoxigénica
• 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:
IMPORTANCIA DEL AGUA EN
LA FOTOSÍNTESIS
¿Para qué se utiliza la molécula de agua?• La molécula del agua se utiliza como dador de
electrones por lo tanto se oxida• Como sabemos en la fase luminosa el proceso
empieza con la llegada de fotones al Fotosistema II. Esto provoca la excitación de su pigmento blanco, la
clorofila P680, que pierde tantos electrones como fotones se han absorbido. Los electrones son
captados por la feoftina (Pheo), luego pasan a otros aceptores y finalmente a la plastoquinona (PQ). Para
reponer estos electrones de la clorofila P680, se produce la hidrólisis de moléculas de agua, lo que se
denomina fotolisis del agua
FUENTE DE
CARBONO
Se obtiene del CO2 que es un gas que se absorbe por las estomas de las hojas y que representa la fuente
de carbono de las moléculas orgánicas
producidas durante la fotosíntesis.
La síntesis de compuestos de carbono se realiza mediante
un proceso cíclico. Fue descubierto por Melvin Calvin,
por lo que recibe el nombre de ciclo de Calvin en el cual se
pueden distinguir varios pasos:
Fijación del CO2: En el estroma del cloroplastos, el
dióxido de carbono CO2 atmosférico se une a la pentosa ribulosa-1, 5-
difosfato, gracias a la enzima ribulosa difosfato
carboxilasa oxidasa, y da lugar a un compuesto
inestable de 6 carbonos, que se disocia en dos moléculas de ácido 3-fosfoglicerico. Se trata de una molécula con 3 átomos de carbono, por lo que las plantas que siguen
esta vía metabólica se suelen denominar plantas
C3.Reducción del CO2 fijado: mediante el consumo del ATP y del NADPH obtenidos en la
fase luminosa el ácido 3-fosfoglicerico es reducido a gliceraldeído 3-fosfato este
peude seguir dos vías: la mayor parte se invierte en regenerar la ribulosa 1-5-
difosfato, y el resto en otras biosíntesis como puede ser
la de almidón ácidos grasos y aminoácidos
La mayor parte se invierte en regenerar la ribulosa 1-5-difosfato, y el resto en otras biosíntesis como puede ser la de almidón ácidos grasos y aminoácidos
REACTIVOS Y PRODUCTOS DE LA
FOTOSÍNTESIS
El conjunto de reactivos que tienen lugar en la fotosíntesis vegetal se puede resumir así:
Dióxido de carbono + Agua + Energía de la luz
• Las sustancias iniciales para que se lleve a cabo la fotosíntesis son el
dióxido de carbono el cual es producido por los seres vivos cuando reciben
oxígeno y liberan este a la atmosfera.
• Se requiere la energía luminosa para la excitación de electrones e iniciar al
proceso
•Posteriormente se necesita la molécula de agua para que se dé la fotolisis del agua y esta done electrones para el
proceso.
PRODUCTOS:• El oxigeno que se libera durante la fotolisis del
agua
•La primera molécula orgánica que se forma en la fotosíntesis, a partir del ciclo de Calvin, es el gliceraldehído 3-fosfato; un fosfato capaz de convertirse en cualquier clase de molécula
orgánica. Luego, esta molécula será la precursora de diferentes tipos de moléculas orgánicas, algunas de las cuales únicamente tendrán C, H y O, mientras que otras tendrán
además N o S orgánico.
• Para la síntesis de compuestos orgánicos con carbono basta con el gliceraldehído.
Lo más común es que dos moléculas de gliceraldehído se unan formando una molécula
de glucosa, que se suele considerar como el producto final de la fotosíntesis.
El gliceraldehído fosfato producido por el ciclo de Calvin se integra en glucosa o fructosa. Las células vegetales usan
estas sustancias para elaborar almidón, celulosa y sacarosa; las células animales las usan para elaborar glucógeno. Todas
las células utilizan azúcares para la elaboración de otros carbohidratos, lípidos y aminoácidos. Otra vía que puede seguir el gliceraldehído 3-fosfato es la regeneración de la ribulosa 1-5 difosfato el cual representa la mayor parte de
esta.
• Además de los productos esenciales de la fotosíntesis se puede producir agua a través de una proceso conocido como
fotorrespiración .
Cuando hay suficiente CO2, la RuBP carboxilasa o rubisco la cual es una proteína que constituye alrededor de 20 a 50% del
contenido proteínico de los cloroplastos lo fija eficientemente, integrándolo al ciclo de Calvin. Sin embargo, cuando la
concentración de CO2 en la hoja es baja en relación con la concentración de O2, esta misma enzima cataliza la reacción de la
RuBP con el O2 y no con el CO2.
La función de la oxigenasa se ve favorecida a temperaturas altas. Esta reacción da comienzo a un proceso que ocurre en los
peroxisomas y en las mitocondrias y que se como fotorrespiración por el que se forman compuestos intermedios que, consumiendo
ATP, dan lugar a la producción de CO2 y agua.
IMPORTANCIA DE LA LUZ
Se utiliza para sintetizar ATP y NADPH.Al incidir un fotón sobre un pigmento fotosintético, desplaza un electrón hacia un nivel de mayor energía. El pigmento excitado
puede volver a su estado original de tres formas:
- Perdiendo la energía extra en forma de luz y calor (fluorescencia).
- Mediante una transferencia de energía por resonancia, en la que la energía (pero no el electrón) pasa de un pigmento a otro.
- Mediante una oxidación del pigmento, al perder el electrón de alta energía, que será captado por un transportador de
electrones.
La primera molécula en la que queda almacenada esa energía química es el ATP. Posteriormente, el ATP s
utiliza para sintetizar otras moléculas orgánicas más estables. La fotosíntesis es posible gracias a la
existencia de unas moléculas especiales, denominadas pigmentos fotosintéticos, capaces de
captar la energía luminosa.
Cuando un fotón es absorbido por un electrón
de un pigmento fotosintético, este
electrón capta la energía del fotón y asciende a
posiciones más alejadas del núcleo atómico, pudiendo salirse del
átomo y dejarlo ionizado. El pigmento que contiene dicho átomo queda con
un defecto de electrones (oxidado). La molécula que se los repondrá se
denomina primer donador de electrones.
Los electrones perdidos, cargados con la energía del fotón, pasan a una molécula denominada
primer aceptor de electrones y luego a una serie de aceptores que se
reducen y oxidan sucesivamente, al captar
y luego liberar dichos electrones, formándose la
denominada cadena transportadora de
electrones.
Durante este proceso se libera la energía captada que, gracias a las enzimas ATP-sintetasas, se aprovecha para la síntesis de ATP, en cuyos enlaces queda almacenada. De esta manera se consigue energía química aprovechable a
partir de energía luminosa.
Producción del oxígeno
Se produce durante la fotolisis del agua
El P680 se comporta como un fuerte oxidante que, en su
estado inestable es capaz de inducir la oxidación del agua (fotólisis del agua), en la que se desprende oxígeno (O2)
como puede verse en la siguiente reacción:
2 H2O
O2 + 4 H+ + 4 e¯ 2 H2O
La Fotosíntesis libera O2 hacia la atmósfera a través de los Estomas foliares, esto se realiza gracias a la
Fotólisis del agua ( lisis o ruptura de la molécula de H20 debida a la acción de la luz solar) si bien la molécula de H20 no se rompe por acción directa de la
luz solar sino por el poder oxidante del pigmento P680 (clorofila a) ionizado,
este pigmento que representa la molécula principal de clorofila en el
Fotosistema II hace que la molécula de H20 se rompa liberando protones H,
electrón y O2 que es liberado hacia la atmósfera.
DIFERENCIAS ENTRE LA
FOTOSÍNTESIS
DEL MAÍZ Y EL NOPAL
MAIZ
• La planta de maíz une primero el CO2 al fosfoenolpiruvato ( PEP)
en vez de llevarlo inmediatamente al Ciclo de
Calvin, y gracias a la estimulación de la enzima PEP carboxilasa se
forma ácido oxalacético (compuesto de 4 carbonos) el
cual posteriormente es convertido en ácido málico o también llamado malato. El
malato es llevado a las células de la vaina, en donde es
descarboxilado, produciendo el CO2 necesario para el ciclo de
Calvin, además de ácido pirúvico. Este último es enviado
nuevamente al mesófilo en donde es transformado por medio de
ATP en fosfoenolpiruvato (PEP), para quedar nuevamente
disponible para el ciclo, esta vía, es conocida también como la Vía de Hatch-Slack y las plantas que
la utilizan se conocen como plantas C4.
MAIZ
• En las plantas C4, la fijación inicial del carbono ocurre en las células del mesófilo y el Ciclo de
Calvin se lleva a cabo en las células de la vaina, así la concentración de CO2 en las células de la vaina
es suficientemente alta como para que se produzca fotosíntesis incluso en días secos o
calurosos , en los que los estomas están cerrados. Por otra parte, las plantas C4 cuentan con la
enzima PEP carboxilasa que es incapaz de incorporar O2.Aùn en concentraciones muy bajas de CO2 y en presencia de abundante oxígeno, la
enzima trabaja rápidamente uniendo el CO2 al PEP.
• En el nopal y en muchas plantas de ambientes secos existe una vía metabólica llamada
fotosíntesis CAM. En este tipo de plantas, la
asimilación del CO2 ocurre de noche, cuando, a pesar
de estar abiertos los estomas, la pérdida de
agua por traspiración es mínima. El CO2 reacciona
con el PEP en una reacción catalizada por la enzima
PEP carboxilasa con lo que se forma ácido málico que
se almacena en las vacuolas. Durante el día,
las vacuolas liberan el ácido málico que luego es
descarboxilado y el CO2 así liberado se integra al Ciclo
de Calvin.
NOPAL
• Generalmente, las plantas CAM se encuentran sometidas a una intensa iluminación, a altas temperaturas y a
una falta de agua constante. Sin embargo, se encuentran adaptadas a
las condiciones de aridez de su entorno.
La Vía de los 4 carbonos y el metabolismo CAM son parecidos, la diferencia es que
en el metabolismo CAM las carboxilaciones están separadas
temporalmente.
¿Por qué EL TILO AMERICANO, EL
CHÍCHARO O LAS HABAS NO CRECEN
BIEN EN CLIMAS ÁRIDOS
• Porque pertenecen al tipo de plantas C3 , es decir, utilizan para fijar
carbono la Vía C3 durante la fotosíntesis, y
no se encuentran adaptadas a las altas
temperaturas.• La ruta metabólica C3 se
encuentra en los organismos
fotosintéticos como las cianobacterias, algas
verdes y en la mayoría de las plantas vasculares
• Las plantas vasculares son las que presentan un cuerpo vegetativo diferenciado en raíz, tallo, hoja y poseen
vasos de conducción de la savia (fluido
transportado por los tejidos de conducción de las plantas compuesta
principalmente por agua, azúcares y
minerales disueltos).
• Mientras la fotosíntesis se lleva a cabo, los estomas que son aberturas en la epidermis de
las hojas y tallos que intervienen en el intercambio gaseoso, se encuentran cerrados debido a las altas temperaturas, impidiendo
pérdidas de agua en forma de vapor (transpiración) en la planta.
• También se imposibilita el intercambio de
gases y por lo tanto la entrada de CO2
atmosférico que es necesario para la
nutrición de la planta mediante el proceso de fotosíntesis, entonces, al no haber nutrientes necesarios, se altera el crecimiento de la
planta.
FACTORES QUE
INFLUYEN EN LA
FOTOSÍNTESIS
Se ha podido comprobar experimentalmente que en el rendimiento de la fotosíntesis influyen los siguientes
factores:· La intensidad luminosa : Cada especie está adaptada a vivir dentro de un intervalo de intensidad luminosa. Hay
especies de penumbra y especies fotófilas. Dentro de cada intervalo, a mayor intensidad luminosa, mayor rendimiento,
hasta superar cierto límite, en los que se produce la fotooxidación irreversible de los pigmentos fotosintéticos.
Para la misma intensidad luminosa, las plantas C4 (adaptadas a climas secos y cálidos), presentan mayor
rendimiento que las plantas C3, y nunca llegan a la saturación lumínica.
http://www.tuswallpapersgratis.com/wallpaper/Plantas-Al-Sol/www.casasyvidas.com/.../plantas_de_sombra.php
· La concentración de CO2 : Si la intensidad luminosa es elevada y constante, el rendimiento del proceso fotosintético aumenta en relación directa con la concentración de CO2 en el aire, hasta llegar a un cierto valor, a partir del cual el rendimiento se estabiliza.
· El tiempo de iluminación : Hay especies en las que, a mas horas de luz, más producción fotosintética tienen. Otras, en cambio, precisan alternarlas con horas de oscuridad.
La temperatura : Cada especie está adaptada a vivir en un intervalo de temperaturas. Dentro de él, la eficacia del proceso aumenta con la temperatura,
debido a la mayor movilidad de las moléculas, en la fase oscura, hasta llegar a una temperatura en que se inicia la desnaturalización de las enzimas, y el
rendimiento lógicamente disminuye.
La concentración de O2 : Cuanto mayor es la concentración de oxígeno en el aire, menor es el
rendimiento fotosintético, debido a los procesos de
fotorrespiración.
www.exciton.cs.rice.edu/.../swgallery/aquarium/
La escasez de agua : La escasez de agua en el suelo y vapor de agua en el aire disminuye el rendimiento fotosintético. Ello es debido a que ante la falta de
agua, se cierran los estomas para evitar la desecación de la planta, y entonces la entrada de CO2 se ve dificultada. Además, el aumento de la
concentración de oxígeno interno provoca la fotorrespiración. Ello explica que, en estas
condiciones, las plantas C4 sean más eficaces que las C3.
El 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 región anaranjada; y las ficoeritrinas, en la verde. Todos estos pigmentos pasan la energía a las moléculas blanco. La luz monocromática menos aprovechable en
los organismos que carecen de ficocianinas y ficoeritrinas es la luz verde. En las cianofíceas, que si
las poseen, la luz roja estimula la síntesis de ficocianina, y la luz verde la de ficoeritrina. Si la
longitud de onda es superior a 680 nm (rojo lejano), no actúa el PSII y, en consecuencia, solo hay fase luminosa
cíclica, y el rendimiento fotosintético disminuye sensiblemente.
FOTOSÍNTESIS DURANTE EL OTOÑO
• Durante el período de latencia o estado vegetativo, la actividad
fotosintética de la planta se reduce notablemente, ya que la cantidad de luz decrece, pero la planta obtiene el sustento para
su crecimiento y desarrollo de las fuentes energéticas almacenadas
en su estructura, este proceso coincide con las temporadas de otoño e invierno y termina a la
llegada de la primavera que nuevamente da inicio a una gran serie de actividades, entre ellas,
la de la renovación de la estructura de la planta.
• Por otra parte, en el otoño, es muy notorio un cambio de color en las hojas de los árboles, es decir,
hay un cambio en la pigmentación. Un pigmento es cualquier sustancia que absorbe luz.
La clorofila es el pigmento que hace que las hojas se vean verdes, ya que refleja la luz de éste color.
Diversos grupos de plantas y algas tienen varios pigmentos
involucrados en la fotosíntesis. Hay varios tipos diferentes de
clorofila con una ligera variación en su estructura molecular
• En las plantas, la clorofila a es el pigmento involucrado
directamente en la transformación de la energía lumínica en energía química. La mayoría de las células fotosintéticas también contienen un segundo tipo de clorofila - en
las plantas es la clorofila b- y otro grupo de pigmentos llamados
carotenoides que reflejan colores rojos, anaranjados o amarillos.
• En las hojas verdes su color está enmascarado por las clorofilas, que son más abundantes, sin
embargo, ocurre lo contrario en el otoño cuando las células foliares dejan de sintetizar clorofila ( ya que no recibe la misma cantidad de luz) y predominan los colores
de los carotenoides.Estos pigmentos actúan como pantallas que transfieren la energía a la clorofila a y así
extienden la gama de luz disponible para la fotosíntesis, ya que absorben luz de longitud de onda diferente a las que absorbe
la clorofila.
IMPORTANCIA DE LA
FOTOSÍNTESIS
• La fotosíntesis es el proceso más importante para la naturaleza pues gracias a ella no sólo existen las plantas, sino que toda la vida en la Tierra.Se crean nutrientes como los carbohidratos, más tarde aminoácidos, nucleótidos, entre otros.
Además, la energía solar es acumulada por la planta y al ser ésta ingerida por los seres vivos, la energía se libera, siendo ésta utilizada para mantener los procesos vitales del organismo A fin de cuenta las plantas alimentan al resto de los seres vivos, en una primera instancia a los herbívoros e indirectamente a los carnívoros.De hecho, cada año los organismos fotosintetizadores fijan en forma de materia orgánica en torno a 100.000 millones de toneladas de carbono.
• La fotosíntesis es el proceso bioquímico más importante de la Biosfera por varios motivos:
1. La síntesis de materia orgánica a partir de la inorgánica se realiza fundamentalmente mediante la fotosíntesis; luego irá pasando de unos seres vivos a otros mediante las cadenas tróficas, para ser transformada en materia propia por los diferentes seres vivos.
2. Produce la transformación de la energía luminosa en energía química, necesaria y utilizada por los seres vivos
3. En la fotosíntesis se libera oxígeno, que será utilizado en la respiración aerobia como oxidante.
4. La fotosíntesis fue causante del cambio producido en la atmósfera primitiva, que era anaerobia y reductora.
5. De la fotosíntesis depende también la energía almacenada en combustibles fósiles como carbón, petróleo y gas natural.
6. El equilibrio necesario entre seres autótrofos y heterótrofos no sería posible sin la fotosíntesis. Se puede concluir que la diversidad de la vida existente en la Tierra depende principalmente de la fotosíntesis.
FACTORES AMBIENTALES QUE ALTERAN
LA FOTOSÍNTESIS
El complejo proceso de fotosíntesis, con sus numerosos pasos que ocurren en
varias etapas y tienen lugar en distintos compartimentos estructurales, se ve afectado por diversos factores, tanto
ambientales como endógenos o propios de la planta.
Entre los factores ambientales principales se cuentan la luz, que proporciona la energía necesaria; la concentración atmosférica de
CO2, que es la fuente de carbono; la temperatura, debido a su influencia en todos
los procesos enzimáticos y metabólicos; también juegan un papel la disponibilidad de agua, que puede afectar al grado de apertura estomática y por tanto a la difusión del CO2, y
la disponibilidad de nutrientes
Los factores endógenos son las características propias del vegetal (estructurales,
bioquímicas, etc.) que influyen en cualquiera de los procesos parciales de la fotosíntesis, y resultan de la interacción entre el genotipo y el ambiente en el que se ha desarrollado la
planta. El síndrome de caracteres anatómicos, bioquímicos y fisiológicos que determinan que una especie sea C3, C4, o CAM es uno de los principales factores internos que afectan al
proceso fotosintético. También influyen en la fotosíntesis la densidad de los estomas y su
sensibilidad, la edad de la hoja y el área foliar, entre otros factores