1. CIRCULACIÓN DE
MATERÍA Y ENERGÍA
EN LA BIOSFERA

2. Biosfera: Es el conjunto formado por todos los
seres vivos que habitan la tierra.
Ecosfera: es el conjunto formado por todos los
ecosistemas de la tierra, o sea, es el gran
ecosistema planetario.

3. Ecosistema: Es un sistema natural
integrado por componentes vivos y no
vivos que interactúan entre sí.
(Componentes bióticos + componentes abióticos)
Biocenosis: Comunidad de los seres
vivos (componentes bióticos) que
componen un ecosistema.
Biotopo: Es el ambiente físico y químico
donde se desarrolla un ecosistema.
Bioma: Diferentes ecosistemas que hay
en la Tierra.

4. Relaciones tróficas
Mecanismo de transferencia energética de
unos organismo a otros en forma de
alimento.
Productores: 1º nivel trófico. Transforman
la energía del sol
mediante la
fotosíntesis para
producir materia.

5. Parte de la materia orgánica sintetizada, es
consumida directamente en el proceso de la
respiración celular. El resto se almacena en
forma de tejidos y puede ser transferida a los
siguientes niveles tróficos.

6. Consumidores
Organismos
heterótrofos que
utilizan la materia
orgánica ya formada.
Herbívoros:
consumidores
primarios que se
alimentan de los
productores.
Carnívoros: Se
alimentan de los
herbívoros.
Supercarnívoros

8. Redes tróficas
Mejor así ya que las cadenas tróficas son ramificadas.
Otros: Omnívoros, necrófagos, saprofitos y detrítivoros.

9. CICLO DE MATERIA Y FLUJO
DE ENERGÍA
Principio de
sostenibilidad natural.
RECICLADO DE
MATERIA: La materia
orgánica se recicla por
acción de los
descomponedores en
sales minerales que
sirven de nutrientes
para los productores.
El ciclo de materia tiende a ser cerrado

10. FLUJO DE ENERGÍA:
La energía solar entra
mediante fotosíntesis
en la cadena trófica y
pasa de unos
eslabones a otros
mediante un flujo
abierto y unidireccional.
Además el flujo va
disminuyendo al
degradarse parte de la
energía por la
respiración y las
pérdidas por calor.
El flujo de energía es abierto

11. Parámetros tróficos
BIOMASA
Cantidad en peso de materia orgánica (viva
o muerta) de algún nivel trófico o
ecosistema.
Se expresa en unid. de peso o de energía y
puede estar referida a unid. de superficie o
volumen.
Unid: gC/cm2 , kgC/m2 , tmC/ha

12. PRODUCCIÓN
Se refiere al incremento de biomasa. Es una
medida del flujo de energía que recorre el
ecosistema por unid. de superficie y por unid. de
tiempo.
Producción primaria: es la energía luminosa
transformada en materia orgánica mediante
fotosíntesis.
Producción secundaria: Se refiere al
almacenamiento de energía en los heterótrofos.
Parámetros tróficos

13. Parámetros tróficos
Producción bruta:
Es el total de energía
fijada por unidad de
tiempo en un nivel trófico.
Producción neta:
Es la energía
almacenada en un nivel
trófico. Es el aumento de
biomasa por unidad de
tiempo. O sea la energía
que queda después de
descontar la respiración.
Pn = Pb - R

14. Fotosíntesis y
respiración
La fotosíntesis se produce en los cloroplastos y su reacción global es:
6 CO2 + 6 H2O + Energía luminosa  C6H12O6 + 6 O2
La energía luminosas es captada por la clorofila de las células verdes de
las plantas y utilizada para regenerar moléculas de ATP y NADPH (Fase
luminosa). En una segunda fase la energía química contenida en el ATP y
el NADPH es utilizada para reducir moléculas de CO2 hasta
gliceraldehido, a partir del cual se sintetizan las distintas moléculas
orgánicas, principalmente glucosa. Con la glucosa se forma almidón,
celulosa y otros carbohidratos esenciales en la constitución de las plantas.
La respiración se realiza en las mitocondrias con una reacción global:
C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O + Energía
En la respiración se oxidan las moléculas orgánicas con oxígeno del aire
para obtener la energía necesaria para los procesos vitales.
La energía desprendida en esta reacción queda almacenada en ATP y
NADH que la célula puede utilizar para cualquier proceso en el que
necesite energía.

15. REGLA DEL 10%
La energía que pasa de un eslabón a otro es aproximadamente
el 10% de la acumulada en él. ej

16. Producción en la biosfera
Producción anual
(entre neta y
bruta) (gC/m2
)
Extensión
(106
km2
)
Producción anual
(106
ton C)
Bosques 400 41 16 400
Cultivos 350 15 5 250
Estepas y pastos 200 30 6 000
Desiertos 50 40 2 000
Rocas, hielos,
ciudades
0 22 0
Tierras 148 29 650
Océanos 100 361 36 100
Aguas
continentales
100 1.9 190
Aguas 362.9 36 290
Total 65 940

17. Parámetros tróficos
PRODUCTIVIDAD:
Relación que existe entre producción neta y
biomasa. En un índice de la velocidad de
renovación del ecosistema o tasa de
renovación (turnover).
p = Pn/B
TIEMPO DE RENOVACIÓN
Tiempo que tarda en renovarse un nivel o
sistema.
tr = B/Pn

19. Parámetros tróficos
Eficiencia: cociente entre la energía fijada en
un nivel trófico o ecosistema y la energía que
llega a ese ecosistema o nivel, o lo que es lo
mismo: cociente salidas/entradas. ej
Eficiencia de la
Producción 1ª
bruta (Ea/Ei)
% dedicado a
Respiración (Pn/Pb)
Comunidades de fitoplancton < 0,5% 10 - 40%
Plantas acuáticas enraizadas
y algas de poca profundidad
> 0,5%
Bosques 2 - 3'5% 50 - 75%
Praderas y comunidades herbáceas 1 - 2% 40 - 50%
Cosechas < 1,5% 40 - 50%

20. Parámetros tróficos

21. Ejercicio 2: Modelos agrícolas de Japón (monocultivos mecanizados) y
China (tradicional)

22. Observa el siguiente dibujo en el que se expresa el destino
de la energía de los alimentos en kilocalorias en el caso de
un hervíboro durante un día.
a) Calcula la producción bruta, la producción neta, la eficiencia y la
productividad, teniendo en cuenta que la vaquita pesa 500 kg.
b) Si “ al aumentar la produccion bruta de un idndividuo, aumenta su
producción neta; al aumentar ésta, aumenta la biomasa; pero al
aumentar la biomasa, aumenta la respiración; y al aumentar ésta
última, disminuye la producción neta”. Dibuja y explica el diagrama
causal y aplícalo al caso de esta vaquita.

23. PIRAMIDES
ECOLÓGICASPirámides de energía:
Sigue la regla del 10%,
la base representa la
cantidad de energía en
ese nivel.
Pirámides de biomasa:
Representa la biomasa
acumulada en ese
nivel. En sistemas
acuáticos la base
puede ser más
pequeña que el
siguiente escalón.
Pirámides de números:
Representa el nº de
individuos en un nivel
trófico
ej

24. PIRAMIDES
ECOLÓGICAS
Ejercicios 5 al 8

25. Ej. PAU

26. FACTORES QUE REGULAN LA
PRODUCCIÓN PRIMARIA
LEY DEL MÍNIMO:
El crecimiento de una especie vegetal se ve
limitado por un único elemento que se
encuentra en cantidad inferior a la mínima
necesaria y que actúa como factor limitante.
Luz
Nutrientes (nitrógeno y fósforo)
Temperatura
Agua
Concentración de CO2
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/Fisio

27. Factores limitantes
Luz:
Una mayor cantidad de luz
provoca un aumento de la
productividad hasta cierto
nivel, sobrepasado el cual no
aumenta la productividad.
El agua:
Permite el crecimiento, al
servir de vehículo a las sales
minerales y sin ella los
estomas se cierran e impiden
el paso de CO2.

28. La temperatura:
Un aumento incrementa la producción, pero si aumenta en
exceso decrece bruscamente.
Concentración de CO2:
Niveles altos de CO2 aumentan la productividad como
ocurre en invernaderos. Si el nivel es bajo cae la
fotosíntesis, debido a que la enzima RuBisCO promueve
la fotorrespiración.
Según como tenga lugar este proceso existen diversos
tipos de plantas : C3 (normales),p.ej. Trigo, patata, arroz,
tomate judías. C4 (soportan bajos niveles CO2),p.ej.
Maíz, caña de azúcar, sorgo, mijo.
[CO2]  [CO2]

29. Nitrógeno y fósforo:
Estos nutrientes son
factores limitantes muy
importantes. La riqueza
y productividad de los
ecosistemas dependen
de los mecanismos de
reciclado de los
nutrientes.
En ecosistemas marinos
son mucho más
condicionantes debido a
la dificultad para el
reciclado.

30. CICLOS
BIOGEOQUÍMICOS
Son los caminos realizados por la materia,
cuando escapan de la biosfera y pasan por
la atmósfera, hidrosfera y litosfera. Tienden
a ser cerrados.
Las actividades humanas ocasionan la
apertura y aceleración de los mismos. Lo
que contraviene el principio de sostenibilidad
de los ecosistemas:
Reciclar al máximo la materia para obtener
nutrientes, que no se escapen y que no se
produzcan desechos.

31. Efecto de la deforestación
sobre los ciclos de la materia

32. CICLO DEL CARBONOCiclo biológico:
Fotosíntesis que fija
carbono y respiración que
lo devuelve.
Ciclo biogeoquímico:
Atmósfera e hidrosfera
intercambian CO2 por
difusión.
Paso del CO2 de la
atmósfera a la litosfera: el
CO2 se disuelve en agua
que ataca rocas
(carbonatadas y
silicatadas) formando
compuestos que irán al
mar.
Retorno del CO2 a la
atmósfera mediante
erupciones.
Sumideros fósiles

34. CICLO DEL FÓSFORO
La reserva principal de fósforo lo constituyen los
fosfatos (litosfera -> lento retorno).
Existe mucho más N que P en la Tierra, pero los
organismos necesitamos tener más P que N, por
ello es el principal factor limitante para la
producción de biomasa.

35. CICLO DEL NITRÓGENO
El N se encuentra en grandes cantidades en forma de gas,
pero es inaccesible para la mayoría de seres vivos.
Es después del P el principal condicionante de la
producción de biomasa. Es imprescindible para la
construcción de amoniácidos y ácidos nucleicos.
El ciclo consta de 4 procesos:
La fijación (N2 NOx) se puede realizar en la atmósfera,
pero la mayor parte la realizan microganismos.
La amonificación (CON NH3) la realizan bacterias que
producen amoniaco proveniente de la descomposición de
seres vivos.
La nitrificación la realizan bacterias que transforman el
amoniaco en primer lugar en nitritos NO2 y después en
nitratos NO3.
La desnitrificación la realizan bacterias anaeróbicas que
descomponen los nitritos en N2.

36. CICLO DEL NITRÓGENO

37. CICLO DE AZUFRE
El S se encuentra mayoritariamente en la hidrosfera.
Las plantas y microorganismos pueden incorporar
directamente sulfato.
El sulfuro de hidrogeno puede generar lluvias ácidas.