fotosíntesis

1. PPTCES022CB31-A15V1
Clase
Fotosíntesis. Incorporación de
materia y energía al ecosistema

2. Aprendizajes esperados
• Describir la naturaleza de la luz.
• Explicar el proceso de fotosíntesis en términos de aprovechamiento
de la energía solar.
• Describir las etapas de la fotosíntesis.
• Conocer los factores que influyen en la fotosíntesis.
• Relacionar los procesos de fotosíntesis y respiración celular.

3. 1. Naturaleza de la luz
2. Pigmentos fotosintéticos
3. Fotosíntesis
4. Respiración celular y fotosíntesis
5. Factores que afectan la fotosíntesis.

4. 1. Naturaleza de la luz
1.1 Concepto
Foto proviene del griego y significa “luz”, síntesis “composición”.
Es la transformación de la materia inorgánica en orgánica, gracias a la
participación de la energía que proviene de la luz, la cual se transforma en
energía química (ATP), que luego se usará para formar compuestos orgánicos
estables.
Ecuación general

5. 1. Naturaleza de la luz
1.2 Radiación electromagnética
La luz se comporta como una onda y como una partícula.
En el siglo XIX, con James C. Maxwell (1831-1879), se empieza a descifrar la
verdadera identidad de la luz, como parte muy pequeña de un espectro continuo
de radiación, el espectro de radiación electromagnética.

6. 1. Naturaleza de la luz
1.2 Radiación electromagnética
Si la luz blanca se hace pasar
por un prisma, se
descompone en todo el
espectro de luz visible, que
va de 400 (luz violeta) a 700
nanómetros (luz roja), siendo
los 400 la longitud de onda de
mayor energía. Sin embargo,
la luz que es aprovechada
por la fotosíntesis es una
parte de este espectro de luz
visible.

7. 2. Pigmentos fotosintéticos
2.1 Pigmentos
Los pigmentos son
moléculas que absorben
luz de una cierta longitud
de onda, reflejando las
longitudes de onda que no
absorben.
El principal pigmento de la
fotosíntesis es la clorofila.

8. 2. Pigmentos fotosintéticos
2.1 Pigmentos
Los pigmentos de plantas y algas absorben luz a distintas longitudes. Algunos de
los pigmentos fotosintéticos son:
Ficocianinas: pigmento en algas
azul-verdosas.
Ficoeritrinas: pigmento rojo en
cianobacterias y algas rojas (en
hongos también junto con
ficocianinas).
Caroteno y xantófilas: grupo de
pigmentos de color amarillo,
anaranjado y rojo, y café en
vegetales.
Espectro de absorción de pigmentos
fotosintéticos

9. 2. Pigmentos fotosintéticos
2.1 Pigmentos
Los máximos de absorción de la clorofila se encuentran en la longitud de onda
de 400 a 450 nm (color azul) y en 650 a 700 nm (color rojo). Las longitudes
de onda que refleja le otorgan el color verde.

10. 2. Pigmentos fotosintéticos
2.2 Cloroplastos
Los cloroplastos son organelos abundantes (50 a 60 por célula), donde se
produce la fotosíntesis, distinguiéndose las membranas tilacoidales, donde se
encuentran los fotosistemas I y II.
Grana
Grana

11. 3. Fotosíntesis
3.1 Fases de la fotosíntesis
El proceso consta de dos partes:
• Fase dependiente de luz o luminosa, en los tilacoides
• Fase independiente de luz u oscura, en el estroma

12. 3. Fotosíntesis
3.2 Fase dependiente de la luz
Fotólisis
del agua
Centro de
Reacción
Clorofila
Luz
Aceptor
Primario
de
Electrón
Generación
de energía
Centro de
Reacción
Clorofila
Aceptor
Primario
de
Electrón
Producción de
NADPH
Luz
NADP
1
2
3
Fotosistema
II
Fotosistema
I
H+

13. 3. Fotosíntesis
3.3 Fase independiente de la luz

14. 3. Fotosíntesis
3.4 Resumen de la fotosíntesis
Fase dependiente de luz Fase independiente de luz
Lugar donde
se realiza
En la membrana de los
tilacoides.
En el estroma de los
cloroplastos.
Elementos
requeridos
(reactantes)
Agua, luz solar, pigmentos y
coenzima NADP.
ATP, NADPH y CO2
Productos
ATP, O2 y NADPH. Glucosa y otras moléculas
orgánicas como lípidos y
proteínas.
Resumen del
proceso
Durante esta fase se produce
la fotólisis del agua,
fotofosforilación para la
formación de ATP,
fotooxidación de los
fotopigmentos y fotorreducción
del NADP+.
Durante esta fase se forma
glucosa gracias a la fijación de
CO2, y a la utilización de ATP y
NADPH.

15. Ejercitación
ALTERNATIVA
CORRECTA
A
Comprensión
Durante la fotosíntesis, se utiliza CO2 para sintetizar compuestos orgánicos.
Este proceso solo ocurre
I) si la planta ha estado recientemente en presencia de luz.
II) si la planta ha estado recientemente en ausencia de luz.
III) en las membranas internas de los cloroplastos.
Es (son) correcta(s)
A) solo I. D) solo I y III.
B) solo II. E) I, II y III.
C) solo III.

16. El agua con que se riega una planta tiene el isótopo pesado de oxígeno (18O).
Al cabo de un tiempo, al analizar los productos de la reacción fotosintética,
podría verificarse que el 18O se encontrará en el
I) CO2 liberado al medio.
II) aire del ambiente.
III) almidón formado.
Es (son) correcta(s)
A) solo I. D) solo II y III.
B) solo II. E) I, II y III.
C) solo III.
Ejercitación
ALTERNATIVA
CORRECTA
B
Aplicación

17. 4. Respiración celular y Fotosíntesis
4.1 Relación entre los procesos
En el proceso de
fotosíntesis, a partir de CO2
y H2O las plantas obtienen
moléculas orgánicas,
especialmente glucosa; en
el proceso se libera O2.
La glucosa y el O2 son
utilizados por la célula en la
respiración celular para
obtener energía en forma
de ATP, que será utilizado
en funciones celulares,
liberándose como
desechos el CO2 y H2O.

18. 5. Factores que afectan a la fotosíntesis
5.1 Factores internos
Son aquellos propios de
las plantas y que hacen
variar la tasa fotosintética:
• Presencia de estomas
• Pigmentos
• Contenido de agua
Estoma
H2O
CO2

19. 5. Factores que afectan a la fotosíntesis
5.2 Factores externos
Temperatura: en términos generales, la
temperatura entre 10 y 35 ºC es la
óptima para la mayoría de las plantas.
La tasa fotosintética cae notablemente a
temperaturas cercanas a los 60 ºC.

20. 5. Factores que afectan a la fotosíntesis
5.2 Factores externos
Intensidad de la luz: las plantas que reciben menos luz, realizan menos
fotosíntesis que las que están a la luz. Sin embargo, la relación no es
directamente proporcional, ya que si la planta se somete a intensidades lumínicas
muy altas, la tasa fotosintética puede decaer, porque la alta intensidad de energía
solar puede dañar su fotosistema.

21. 5. Factores que afectan a la fotosíntesis
5.2 Factores externos
Concentración de CO2: el CO2 es la molécula utilizada por las plantas para
producir diversas moléculas orgánicas. La falta de él disminuye la productividad y
en exceso, el proceso de fotosíntesis se satura, ya que depende de la acción de
enzimas.
Años
El aumento en la concentración de
CO2 a nivel planetario, está asociado
a un aumento de la temperatura.
Rango de
saturación
para la
mayoría
de las
plantas.
Concentración de CO2 (ppm)
Tasa
fotosintética
Nivel de
CO2
ambiente

22. Vegetales y
cianobacterias
aprovechan…
a través de…
implica…
Aprovechamiento de la
energía solar, que queda
retenida como energía química
en un compuesto orgánico.
ocurre en fases…
Energía luminosa Sin participación
de la luz
utiliza…
produce…
produce…
utiliza…
La energía solar
La fotosíntesis
Fase clara Fase oscura
Agua, NADP+ y ADP
O2, NADPH y ATP
CO2, NADPH y ATP
Glucosa, NADP+ y ADP
Síntesis de la clase

23. 1. Conceptos básicos
2. Relaciones tróficas
3. Ciclos biogeoquímicos

24. 1. Conceptos básicos
Primera ley de la
termodinámica:
“La energía no se crea ni se
destruye, solo se transforma”.
1.1 Leyes de la termodinámica
Segunda ley de la
termodinámica:
“Una parte de la energía que
se encuentra disponible para
realizar trabajo, se transforma
en calor al pasar de una forma
a otra. Esta energía escapa al
ambiente, perdiéndose.”

25. 1.2 Componentes del ecosistema
1. Conceptos básicos
Es un sistema interactivo, constituido por los componentes físicos,
químicos y biológicos del ambiente.
Conjunto de factores abióticos
o sin vida del ambiente.
Conjunto de factores bióticos
o con vida
del ambiente

26. 2.1 Niveles tróficos
2. Relaciones tróficas
Los seres vivos de los
ecosistemas se organizan en
los llamados niveles tróficos.
Esta organización se centra en
cómo la energía fluye en los
procesos alimenticios de cada
individuo, organizándose en las
llamadas cadenas tróficas o
alimenticias.

27. 2.1 Niveles tróficos
2. Relaciones tróficas
1° Nivel trófico: Productores (organismos autótrofos), son los encargados de
ingresar la energía al ecosistema.
2° Nivel trófico: Consumidores primarios (organismos heterótrofos), se
alimenta del productor, por lo tanto es herbívoro.

28. 2.1 Niveles tróficos
2. Relaciones tróficas
3° Nivel trófico: Consumidores secundarios (organismos heterótrofos), se
alimenta del consumidor primario, por lo tanto es carnívoro.
4° Nivel trófico: Consumidores terciarios (organismos heterótrofos), se
alimenta del consumidor secundario, por lo tanto es carnívoro.

29. Los organismos
descomponedores son los que
se sustentan de despojos o
desechos que no son utilizados
por los animales; permiten que
algunos elementos químicos de
la materia orgánica vuelvan al
ecosistema.
Pueden actuar en cualquier
nivel trófico.
Comprenden a hongos y
bacterias.
2.1 Niveles tróficos
2. Relaciones tróficas

30. Los organismos detritívoros (también llamados saprófagos) son organismos que
se alimentan de los desechos o detritos, de una comunidad (hojas, ramas y
troncos de árboles muertos, heces fecales, exoesqueletos, etc.) incluyen a
animales como buitres, el cóndor, los cangrejos, las lombrices de tierra, cochinillas
de tierra, etc.
Se pueden considerar consumidores que utilizan presas muertas en lugar de
vivas.
2.1 Niveles tróficos
2. Relaciones tróficas

31. Una cadena alimentaria (o cadena trófica) corresponde a la corriente de energía y
nutrientes que se establece entre las distintas especies de un ecosistema en
relación con su nutrición.
2.2 Cadenas alimentarias
2. Relaciones tróficas

32. Las cadenas tróficas no tienen
más de 4 o 5 niveles tróficos
debido a que un alto porcentaje de
la energía que reciben los
organismos se emplea en los
procesos vitales y se libera al
ambiente en forma de calor y solo
un 10% de la energía,
aproximadamente, es transferida a
los siguientes niveles (regla del
10%).
2.2 Cadenas alimentarias
2. Relaciones tróficas

33. En la naturaleza no
existen cadenas tróficas
como tal, en su
concepto lineal.
Existen conjuntos de
cadenas superpuestas
que interactúan entre
sí, las llamadas tramas
o redes alimentarias (o
tróficas).
2.3 Redes alimentarias
2. Relaciones tróficas

34. La pirámide ecológica es otra forma de representar las relaciones tróficas
que se establecen en un ecosistema. Existen distintos tipos de pirámides.
2.4 Pirámides ecológicas
2. Relaciones tróficas
Productores
Herbívoros
Carnívoros

35. 2.4 Pirámides ecológicas
2. Relaciones tróficas
Pirámide de Número Pirámide de Biomasa

36. 2.4 Pirámides ecológicas
2. Relaciones tróficas
Pirámide de Energía
Esta pirámide no se puede invertir, ya que responde a las leyes de la
termodinámica.

37. Proceso por el cual los organismos
que viven en un medio, que contiene
una concentración relativamente baja
de una sustancia química, pueden
llegar a aumentarla en sus tejidos,
alcanzando concentraciones
considerablemente más altas que las
existentes en el medio, debido a que
dicho contaminante es poco
susceptible a ser metabolizado y,
además es liposoluble, lo que
ocasiona efectos negativos sobre su
salud.
2.5 Amplificación biológica
2. Relaciones tróficas
Son sustancias potencialmente bioacumulables los metales pesados, el DDT,
el lindano, los compuestos organofosforados, los compuestos que contienen
bifenilos policlorados (policloruro de bifenilo o PCBs), el trióxido de antimonio,
entre otros.

38. Los ciclos biogeoquímicos presentan reservas en las que almacenan
los elementos. Estas reservas son generalmente factores abióticos, por
lo que se clasifican en:
3.1 Clasificación
3. Ciclos biogeoquímicos
•Ciclo gaseoso: Los elementos circulan principalmente, entre la atmósfera y los
organismos, a través de grandes extensiones de superficie, por lo que presentan
alta velocidad de reciclaje. Ej. oxígeno.
•Ciclo sedimentario: Los elementos circulan entre la litósfera, la hidrósfera y los
seres vivos, con una muy lenta velocidad de reciclaje. Ej. fósforo.
•Ciclo hidrológico: El ciclo del agua, presenta gran estabilidad molecular, donde
el agua interactúa con los otros tipos de ciclos.

39. 3.2 Ciclo del carbono y del oxígeno
3. Ciclos biogeoquímicos

40. 3.3 Ciclo del nitrógeno
3. Ciclos biogeoquímicos

41. 3.4 Ciclo del fósforo
3. Ciclos biogeoquímicos

42. 3.5 Ciclo del agua
3. Ciclos biogeoquímicos

45. Síntesis de la clase
organizados en…
ECOSISTEMA
formado por…
•Productores
•Consumidores
•Descomponedores
depende del
aporte de…
Energía
se comporta
según las…
Materia
se comporta…
Cíclicamente
La energía no se crea ni se
destruye, solo se
transforma
En cada traspaso
energético parte de la
energía se pierde como
calor
Cadenas
y tramas
alimentarias
Leyes de la
termodinámica
Pirámides ecológicas
• de número
• de energía
• de biomasa
formando…
Agua
Carbono y
oxígeno
Nitrógeno
Fósforo