La fotosíntesis es el proceso por el cual las plantas capturan la energía de la luz solar y la convierten en energía química almacenada en azúcares. Este proceso ocurre en los cloroplastos y consta de dos fases: la fase dependiente de la luz, donde se produce ATP y NADPH a partir del agua y la luz; y la fase independiente de la luz, donde se fija el dióxido de carbono utilizando el ATP y NADPH para formar glucosa.
La Fotosíntesis: Proceso Vital para la Vida en la Tierra
1. • La Vida en nuestro
planeta depende del Sol.
• Proceso donde las plantas
capturan energía luminosa
y la convierten en energía
química.
• Es un proceso que sucede
en los cloroplastos.
2. ¿Qué es la luz?
La luz es una radiación que se
propaga en todas direcciones
y siempre en línea recta en
forma de ondas
electromagnéticas.
3. Naturaleza de la luz
La longitud de onda, es decir, la distancia entre la
cresta de una onda y la cresta de la siguiente, va
desde décimas de nanómetro (1 nm = 10-9 m) en
los rayos gamma, hasta kilómetros (1 km = 103 m)
en las ondas de radio de baja frecuencia.
5. • Plantas son fotoautótrofos o fotótrofos: mediante la
fotosíntesis elaboran azúcares usando la luz como
fuente de energía y el dióxido de carbono como fuente
de carbono.
• El carbono fijado por la fotosíntesis es espectacular,
la producción anual de materia orgánica seca: 1,55 x
1011 toneladas, con aprox. 60% formada en la tierra, el
resto en océanos y aguas continentales.
12 H2O + 6 CO2 6 O2 + C6 H12 O6 + 6 H2O
Energ
Energí
ía luminosa
a luminosa
Enzimas
Enzimas
dióxido de
carbono
agua agua
oxígeno glucosa
8. • Eucariotas fotosintéticos (plantas y algas), la
clorofila a es el principal pigmento
fotosintético:
– Absorbe luz violeta, azul, anaranjado - rojizo,
rojo.
• Pigmentos accesorios
– Incluyen clorofila b, c, d y e
– Los carotenoides que pueden ser de dos tipos: los
carotenos (amarillos) y las xantofilas (naranjas).
– Las Ficobilinas: Ficocianina y Ficoeritrina,
pigmentos presentes en algas y cianobacterias
Pigmentos Fotosintéticos
10. • Se divide en dos:
1) Fase dependiente de luz, antiguamente
denominada fase luminosa. Ocurre en los
tilacoides.
1) Fase independiente de luz, antes
denominada “ oscura”. Ocurre en el
estroma.
11. • Requiere energía luminosa.
• Genera energía que es transportada por moléculas
especiales (ATP y NADPH–) para utilizarse en segunda
fase ( independiente de luz).
• Para entender la fase dependiente de luz, se debe
conocer los fotosistemas.
• Se produce ATP y NADPH
• Se libera oxígeno al planeta.
12. Fotosistemas
• De acuerdo a lo que se conoce, en las membrana
de los tilacoide, las moléculas pigmentarias están
agrupadas en unidades llamadas fotosistemas.
Las evidencias actuales señalan que existen dos
fotosistemas:
a) Fotosistema I: Contiene clorofila a, denominada
P700, con un centro de reacción que absorbe luz
a una longitud de 700 nanómetros.
b) El fotosistema II: Contiene un tipo de clorofila
a conocida como P680, con un centro de reacción
que absorbe luz a una longitud de onda de 680
nm.
13. El proceso de fotosíntesis comienza cuando las partículas
de luz, los fotones, impactan al fotosistema II ( p680).
Aquí la clorofila reacciona e impulsa dos electrones a una
molécula aceptora de electrones. Al perder estos
electrones, P680 queda positiva y ejerce una fuerte
atracción sobre los electrones de agua, causando su
ruptura ( fotólisis de agua).
H2O 1/ 2 O2 + 2H + 2 e
Se establece una cadena transportadora de electrones,
donde se forma ATP que termina en el fotosistema I.
14. • En el fotosistema I ( p700) Se
transfieren dos e-, a la molécula de
NADP+ reduciéndola para formar
NADPH.
17. FASE INDEPENDIENTE DE LA LUZ
• Ocurre en el estroma
• Productos de la fase dependiente de la luz
(ATP y NADPH) son utilizados para formar
enlaces covalentes C – C (en los
carbohidratos)
18. Ciclo de Calvin – Benson
• Se reduce el CO2 utilizando ATP y NADPH
provenientes de la fase dependiente de luz, para
formar
compuestos más complejos.
• Se forman los enlaces C – C de los carbohidratos
(ciclo de Calvin) a partir del CO2 proviene de la
atmósfera o del agua (en plantas acuáticos/marinos).
• Incorporación del CO2 se conoce como fijación del
Carbono.
21. Importancia de la Fotosíntesis
• La síntesis de materia orgánica a partir de la inorgánica, la
cual irá pasando de unos seres vivos a otros mediante las
cadenas tróficas, para ser transformada en materia propia
por los diferentes seres vivos.
• Produce la transformación de la energía luminosa en
energía química, necesaria y utilizada por los seres vivos.
• En la fotosíntesis se libera oxígeno, que será utilizado en la
respiración aerobia como oxidante.
• De la fotosíntesis depende también la energía almacenada
en combustibles fósiles como carbón, petróleo y gas natural.
La diversidad de la vida depende de la fotosíntesis.
22. Factores que Afectan la Fotosíntesis
• La cantidad de luz: fuente de energía. La tasa fotosintética
aumenta progresivamente a medida que aumenta la intensidad
lumínica, hasta un valor máximo que suele estar en los 600
watts, alcanzado este máximo la tasa fotosintética se
mantiene más o menos constante, aunque la intensidad
lumínica se incremente.
• La temperatura: se aumenta la tasa fotosintética en la
medida que se aumenta la temperatura ambiental, existiendo
desde luego una temperatura límite. Eso depende de la planta
y el clima en el que viva.
• Disponibilidad de agua y concentración de CO2: Para la
fotosíntesis, la planta debe absorber constantemente agua a
través de sus raíces. Esto determina que los estomas estén
también abiertos. Por el contrario, cuando la planta está
sometida a estrés por falta de agua, cierra sus estomas y
decae la fotosíntesis.
Por otra parte el aumento de CO2, aumenta la fotosíntesis,
pero, también hasta cierto límite.