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FOTOSÍNTESIS

¿QUÉ ES LA FOTOSÍNTESIS?

Es un proceso biosintético por medio del cual se transforma energía luminosa en energía química la cual se puede observar en la glucosa y también se puede definir como el proceso en el que a partir de sustancias inorgánicas se producen sustancias orgánicas.

¿QUÉ ORGANISMOS REALIZAN EL PROCESO DE

FOTOSÍNTESIS?

PLANTAS

CIANOBACTERIASALGAS

PLANTAS

CIANOBACTERIAS

ALGAS

CIANOBACTERIAS

Son organismos sencillos, autótrofos con clorofila

CaracterísticasHábitat

NúcleoDifuso

Sinmembrana

Pigmentos

En elcitoplasma

ContienenUn cromosoma

De ADNAgua dulce,

Agua salada yRocas húmedas

ALGAS

• Son seres de aguas dulces y marinas

• Forman parte del plancton

• Se dividen en:

• Euglenófitos

• Clorofitas

• Rodofitas

• Feofitas

• Diatomeas

BACTERIAS

• Bacteria Purpura del Azufre

• Son proteo bacterias

• Utilizan el Sulfuro de Hidrogeno

• Se libera el azufre

• Hábitat:

• Lagos meromicitos

• Manantiales

• Bacteria Verdes del Azufre

• Utilizan el sulfuro de Hidrogeno

• Las estructuras en donde se encuentran los pigmentos que están unidos a las membranas se llaman cromosomas o vesículas clorobiales

• Hábitat:

• Lagos

• Lagunas

• Fangos

El proceso de fotosíntesis se lleva a cabo en la capa media de la hoja o mesófilo, en donde se hallan los órganos especializadas en este proceso llamados cloroplastos.

Los cloroplastos contienen clorofila, y otros pigmentos, esta le da el color verde a las hojas. Existe 2 tipos de clorofilas:1. Clorofila a2. Clorofila b

Aparte interactúan otros pigmentos, los carotenoides.

¿QUÉ ORGANELO CELULAR LA LLEVA ACABO Y QUÉ ESTRUCTURA TIENE?

CLOROPLASTO

MEMBRANA INTERNA

MEMBRANA EXTERNA

TILACOIDES

SE DIVIDE EN

LISA

BARRERA DE PERMEABILIDA

D

PROTEINAS TRANSPORTADORA

S

ENTRADA Y SALIDA DE

SUSTANCIAS DE LA ORGANELA

PERMEABLE

PEQUEÑAS MOLECULAS

ESPACIO CONTINUO

FORMA PARALELAENTRE SI

GRANA

ESTROMA

LÍQUIDO

EL PROCESO DE FOTOSÍNTESIS

El proceso de fotosíntesis se puede resumir en que los pigmentos recolectores de luz de los organismos fotosintéticos, absorban de forma preferencial fotones de colores determinados, dispersando el resto.

La energía del fotón se transmite a lo largo de las redes de moléculas de pigmentos hasta un centro de reacción, que disocia agua a fin de obtener electrones energéticos para las reacciones bioquímicas.

A continuación el proceso se describirá ampliamente.

Proceso de la fotosíntesis

Fotosíntesis

Fase luminosa

Acíclica Cíclica

Fase biosintetica

Fotosíntesis del carbono

Fotosíntesis del nitrógeno

Fotosíntesis del azufre

Fase luminosa

Fases Fase acíclica

> Fotolisis de H2O > Formación de :NADH + H+ y ATP

> Se desprende O2

> Comprende los dos fotosistemas

Fase cíclica

> No hay fotolisis de H2O.>No se forma: ATP

>No se libera O2

> Comprende solo el fotosistemas I

Fase luminosa

FASE LUMINOSA ACÍCLICA

Fotosíntesis biosintética

En esta fase se va a utilizar la energía generada de la fase luminosa para la síntesis de materia orgánica

Esta fase consta de tres tipos:> Fotosíntesis de Carbono> Fotosíntesis de Nitrógeno> Fotosíntesis de Azufre

Fotosíntesis de Carbono

Consta de tres etapas >Carbonización>Reducción del CO2

>Regeneración de la rubisco

También llamada Ciclo de Calvin

Carboxilacion

1.5 difosfato 1.2 difosfoglicerico

CO2

Las plantas que realizan este proceso se llaman C3

Reducción del CO2

acido gliceraldehido 3. fosfato gliceraldehido 3. fosfato

NADH + H+

Esta molécula puede seguir tres caminos:> Síntesis de almidón ácidos grasos y aminoácidos a nivel de

estroma>Síntesis de sacarosa a nivel de citosol (fuera del

cloroplasto) > Regeneración de la RubisCo

Regeneración de la rubisco

El gliceraldehido 3 fosfato va a regenerar una de las enzimas mas importantes para la planta La RubisCo

Fotosíntesis de Nitrógeno

Se lleva acabo en las plantas acuáticas.

Principal fuente del nitrógeno es el amonio (NH4+)

Utilizado para la síntesis de proteínas.

Para poder reducir el nitrato a amonio se sigue el siguiente

proceso:1. Reducción del nitrato a nitrito. nitrato reductasa

NO3- + NADPH +H+ Molibdeno NO2- + H2O + NADP+

2. Reducción del nitrito a amonio. nitrato reductasa

NO2- + NADPH + H+ NH4

+ + NADP+

Fotosíntesis de Azufre

Se realiza la reducción de sulfatos a sulfuro de hidrogeno.

1. Reducción del sulfato a sulfito

SO42- + 3ATP + NADPH + H+ SO3

2- + 3ADP + 3 Pi + NADP+

3. Transformación del sulfuro de hidrógeno en cisteína.

H2S + Acetilcisteína Cisteína + Acetato

2. Reducción del sulfito a sulfuro de hidrógeno.

SO32- + 3NADPH + 3 H+ H2S + 3 NADP+

Tipos de fotosíntesis

Fotosíntesis oxigénica

Fotosíntesis anoxigénica

Fotosíntesis oxigénica Realizada por :

• Cianobacterias • Algas • Plantas

Producción de oxigeno. Por oxidación del agua.

Fotosíntesis anoxigénica

Realizada por fototrofos anixigenicos (bacterias rojas y bacterias verdes).

No se produce oxigeno por proceso de:

Energía lumínica Energía química

FOTOSÍNTESIS

SE DIVIDE ENFASE

SIN PRESENCIA DE LUZ

FASECON

PRESENCIA DE LUZ

Apertura y cierre de estomas.

Generación de flujo electrónic

o

Síntesis de ATP

Modificación de la

permeabilidad de los

plastos

Fotolisis del agua

¿Para que y como sirve

la luz?

Apertura y cierre

de estomas

Las plantas transpiran más rápidamente en la luz que en la oscuridad, debido la luz estimula la abertura de los estomas ya que aumenta la temperatura y con esto la velocidad de transpiración de la hoja.Regulación de la conductancia estomática por fototropinas y criptocromos bajo radiación natural.

Por ejemplo:A 30 ºC, una hoja puede transpirar hasta 3 veces más rápido de lo que lo hace a 20 ºC.

Generación de flujo

electrónico

Al transferir la energía de unas determinadas radiaciones a unos electrones que ocupan un orbital molecular de las clorofilas ubicadas en los fotosistemas.

Síntesis de ATP

Con destino a las reacciones bioquímicas precisas para la síntesis.

Modificación de la

permeabilidad de los plastos

Para, de esta manera, facilitar la “resolubilización” de un enzima (RUBISCO o ribulosa 1,5 bisfosfato carboxilasa/oxigenasa) responsable de la integración del CO2 en moléculas orgánicas, que en condiciones nocturnas se encuentra en una forma “no soluble” derivada de distintas condiciones iónicas del medio plastidial (Se cambia la concentración de Cl- y de K+).

Fotolisis del agua

Para proveer al sistema de e- (suficientes para neutralizar las pérdidas generadas en el apartado anterior), de H+ (que permita sintetizar un potencial reductor) y de oxígeno (que permita la restauración del consumido por otros seres vivos en la respiración).

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

Plantas C4(MAIZ)

¿Qué factores ambientales pueden alterar el proceso fotosintético?

FACTORES AMBIENTALES

Luz

La concentración atmosférica de CO2

Temperatura

Disponibilidad de agua y

nutrientes

¿Hay diferentes tipos de fotosíntesis?

• Fotosíntesis del Carbono La biosíntesis de compuestos de carbono tiene lugar por medio del ciclo de Calvin.

• Fotosíntesis del nitrógenoLa fuente de nitrógeno principal en las plantas acuáticas es el amonio (NH4+). Las reacciones químicas que lleva implícitas el proceso de su reducción son

Reducción del nitrato a nitrito:

Reducción del nitrito a amonio:

• Fotosíntesis del azufre: La reducción de los sulfuros a sulfuro de hidrogeno requiere el consumo de NADPH+H+, pero también de ATP. La reacción tiene lugar en 3 etapas:

Reducción del sulfato a sulfito:

Reducción del sulfito a sulfuro de hidrógeno:

Transformación del sulfuro de hidrógeno en cisteína: H 2 S + Acetilcisteína ---> Cisteína + Acetato

¿Para qué se utiliza la molécula de agua?

• La foto oxidación de agua: dependiente de clorofila. Puesto que la molécula de agua es un agente reductor muy débil el pigmento verde realiza la energetización de los electrones del agua

• Suministrar electrones para reacciones de reducción (interviene como fuente de electrones) la reducción asimilatoria de los bioelementos primordiales

La temperatura

Concentración de O2

Intensidad luminosa , color y tiempo de

iluminación de la luzAgua

Los pigmentosFactores

que influyen en la

fotosíntesis

La temperatura

Es necesaria una temperatura determinada para que puede producirse la reacción. Se considera que la temperatura ideal para una productividad máxima se encuentra entre los 20 y los 30 ºC, sin embargo puede producirse entre los 0 y los 50 ºC, de acuerdo a las condiciones en que cada planta se ha ido adaptando a su medio. Es posible incluso con una temperatura de -0,5 ºC. Por debajo del punto de congelación no puede darse la fotosíntesis.

El dióxido de carbono

Constituye el " material" que, fijado con el agua, las plantas utilizan para sintetizar hidratos de carbono. Penetra en las hojas a través de los estomas, aunque, en una proporción muy pequeña, puede proceder del bicarbonato disuelto en el agua del suelo que la plantas absorben mediante sus raíces.

La luz

Es necesaria para que se pueda realizar este proceso. Debe ser una luz adecuada puesto que su eficacia depende de las diferentes longitudes de onda del espectro visible. La más eficaz es la rojo-anaranjada. La luz azul es muy poco eficaz y prácticamente nula la verde, aunque algunas plantas marinas son capaces de aprovecharla.

Intensidad luminosa: a mayor intensidad luminosa, mayor rendimiento, hasta superar ciertos límites en que la fotooxidación es irreversible.

Tiempo de iluminación: a más horas de luz, mayor producción.

El agua

Componente imprescindible en la reacción química de la fotosíntesis. Constituye también el medio necesario para que se puedan disolver los elementos químicos del suelo que la plantas deben utilizar para construir sus tejidos.

Los pigmentos

Son las substancias que absorben la luz necesaria para producir la reacción . Entre ellos, el principal es la clorofila o pigmento verde que da el color a las plantas. La clorofila se encuentra mezclada con otros pigmentos, aunque al aparecer en una mayor proporción, generalmente impone su color sobre el resto que queda enmascarado.

Caracteres anatómicos,

bioquímicos y fisiológicos que

determinan que una especie sea C3, C4, o

CAM

La edad de la hoja

El área foliar

La densidad de los estomas y su sensibilidad

Factores Endógeno

s

¿Cuál es la importancia del proceso para el mantenimiento de la vida en el planeta?

• Las plantas son las responsables de la presencia del oxígeno ya que en un principio la Tierra no tenía prácticamente oxígeno y era especialmente muy rica en dióxido de carbono (CO2), agua en forma de vapor ( H2O) , y nitrógeno (N); pero, hace más de 2000 millones de años empezaron a iniciar el proceso de la fotosíntesis, transformando la atmósfera y posibilitando la vida

¿Cómo se produce el oxígeno?

Como subproducto de la fotosíntesis cuando existe radiación solar.

Proceso endotérmico: requiere 674 cal por cada mol de hexosa (C6H12O6)

producida

En lagos con grandes concentraciones algales

la producción de oxígeno puede saturar

el estrato del lago

Un exceso de oxígeno (más del 115 % de

saturación) son condiciones letales para los peces y organismos

acuáticos

6 CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

¿Qué ocurre con la fotosíntesis durante el Otoño?

Cada año, los árboles caducifolios o deciduos renuevan todas sus hojas, perdiendo el follaje al llegar el otoño. El motivo es que en esta estación las horas de luz se reducen, la radiación solar pierde fuerza y los suelos muchas veces se hielan, dificultando la captación de agua y nutrientes por parte de las raíces. En estas condiciones, la productividad de las hojas disminuye.

Cuando mantener el follaje cuesta más de lo que produce, la estrategia más rentable para el árbol es perder la hoja y pasar la estación desfavorable en un estado de baja actividad o reposo. En este momento se retira el suministro de savia (y clorofila) creando una película entre la rama y la base de la hoja, que queda abandonada a su suerte. El viento y la lluvia la hacen cae

LA FOTOSINTESIS EN EL OTOÑO

• En los árboles caducifolios o residuos pierden sus hojas en ciertas temporadas.

• Se produce por:

• La luz se reduce, la radiación solar pierde fuerzas y los suelos se hielan, ocasionando que la productividad de la hoja disminuya.

• Las hojas se pierden porque el árbol se encuentra en un estado de reposo y quita el suministro de savia cyclorofila lo que produce una capa en la rama y la separa de la hoja dejando que sea arrancada por el viento y la lluvia.

¿Qué ocurre con la fotosíntesis durante el Otoño?

¿Cuáles son los productos iniciales y finales?

6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2Luz solar

clorofila

De dónde se obtiene el carbono que constituye a las moléculas que se

producen?

El carbono que forma parte del primer producto importante de la fotosíntesis (glucosa) proviene totalmente de el co2 producto de la respiración pulmonar.

FOTOQUEST

TIC-CIENCIAS

Integrantes del equipo

Castro López Karen Ivette

Estrada Martínez Karina

Gutiérrez Acosta Estefanía

Ontiveros Rodríguez María Laura

Toledo Valencia Samantha

Valdes Yáñez Jorge Alejandro

Profesora encargada

Verduzco Martínez Cecilia

Grupo de los integrantes del equipo

604

Escuela sede

Preparatoria 6 “Antonio Caso”

Web grafía http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/profesor/Aplicaciones%20ofimaticas/fotosintesis.pdf

www.botanical-online.com/**fotosintesis**.htm

http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/2bch/B3_METABOLISMO/t32_FOTOSINTESIS/animaciones.htm

http://www.botanical-online.com/animacion9.htm

http://linux.ajusco.upn.mx/fotosintesis/index.html

http://www.alaquairum.net/fotosintesis.htm#lumin

* Estas son algunas , pero no todas.