MISIONEROS DE LA PRECIOSA SANGRE Formando Personas Integras FOTOSÍNTESIS?... PARA QUÉ?

Transcripción

1 Saint Gaspar College MISIONEROS DE LA PRECIOSA SANGRE Formando Personas Integras Departamento Ciencias y tecnología Profesor Ricardo Diaz Vega Guía de aprendizaje Biología I medios: Fotosíntesis Nombre del alumno(a): Fecha: I FOTOSÍNTESIS?... PARA QUÉ? Sin fotosíntesis la Tierra sería muy distinta a la que hoy conocemos y, probablemente la especie humana no existiría. Todos los seres vivos incorporamos a nuestro organismo diversas sustancias para desarrollar los procesos vitales (metabólicos) que sustentan la vida. La fotosíntesis es el proceso nutritivo que utilizan los organismos autótrofos, como plantas y algas para fabricar su propio alimento (hidratos de carbono) a partir de sustancias inorgánicas que incorporan del medio ambiente. Los hidratos de carbono formados gracias a la fotosíntesis, son equivalentes a los alimentos que los heterótrofos, como nosotros, consumimos a diario. Y son los responsables de otorgarnos energía a través de la respiración celular. DÓNDE OCURRE LA FOTOSÍNTESIS? La fotosíntesis ocurre en las hojas de las plantas, al interior del cloroplasto, un organelo especializado de la célula vegetal. El cloroplasto es un organelo de doble membrana, que en su interior posee unas estructuras, como sacos aplanados conocidos como tilacoides. El tilacoide y su membrana lipídica es el principal lugar en donde ocurre la fotosíntesis. Además, los tilacoides pueden agruparse de forma vertical formando granas para optimizar el trabajo generado por en donde ocurren las reacciones que dan lugar a la fotosíntesis. Observa la imagen, en ella puedes observar el tilacoide y su ubicación dentro de la célula vegetal.

2 EN QUÉ CONSISTE LA FOTOSÍNTESIS? La fotosíntesis consiste en un conjunto complejo de reacciones químicas que utiliza la energía lumínica captada por la clorofila presente en el cloroplasto, para que a partir de las moléculas de H2O y CO2 la célula vegetal sintetice C6H12O6 (glucosa) y O2(oxígeno). Observa el dibujo, en él se describe el proceso escrito en el párrafo anterior. CÓMO OCURRE LA FOTOSÍNTESIS? La fotosíntesis se desarrolla en dos etapas: La primera etapa se denomina dependiente de la luz (o fase clara), porque requiere de la energía solar para su inicio. La segunda etapa se conoce como fase independiente de la luz (o fase oscura), porque no necesita energía solar para que se desarrolle. Esto quiere decir que puede ocurrir en presenta o ausencia de la luz. ETAPA DEPENDIENTE DE LA LUZ O FOTOQUÍMICA. Esta etapa se lleva cabo en la membrana de los tilacoides de los cloroplastos. En ese lugar se encuentran ubicadas unas estructuras denominadas fotosistemas. En ellos se ubican las moléculas de clorofila agrupadas en el denominado complejo antena (antenas que captan luz). En este complejo antena, cuando hay luz, se absorbe parte de la energía lumínica correspondiente a los colores azules, violetas y rojos. Durante este proceso la molécula de agua (H2O) se rompe liberando: Oxígeno (O2), hidrógenos (H + ) y electrones (e-). La energía lumínica absorbida, los H + y los e- son utilizados por un conjunto de estructuras presentes en los fotosistemas del tilacoides para formar ATP a partir de ADP y NADPH desde NADP +. Tanto el ATP como el NADPH son moléculas que transportan energía. En este proceso es cuando la energía lumínica pasa a ser energía química, puesto que la energía lumínica absorbida se almacena en los enlaces de las moléculas de ATP y NADPH sintetizadas. ETAPA INDEPENDIENTE DE LA LUZ O QUIMIOSINTÉTICA Las moléculas de ATP y NADPH sintetizadas en la fase fotoquímica en el tilacoide se desplazan hacia otra zona del cloroplasto, el estroma. En este lugar se realiza el Ciclo de Calvin, el proceso en el cual los átomos de carbono (C) de las moléculas de CO2 absorbidas por la planta se fijan y pasan a ser parte de la molécula orgánica glucosa. En el estroma la energía almacenada en el ATP y NADPH se libera para ser almacenada en los enlaces de las moléculas de glucosa u otros glúcidos, es por esto que el ATP se transforma en ADP y el NADPH a NADP + ; tanto el ADP y el NADP + son nuevamente utilizados en el tilacoide en la etapa fotoquímica. Es necesario que se lleven a cabo seis vueltas del ciclo de Calvin para sintetizar una molécula de glucosa. Por cada ciclo de Calvin se fija un átomo de carbono y se necesitan seis de ellos para formar una molécula de glucosa. RESPIRACION DE LAS PLANTAS Hasta ahora hemos estudiado cómo es que la célula vegetal produce moléculas de glucosa con un alto nivel energético para la el metabolismo de un vegetal. Sin embargo, Este proceso no basta! Ya que es necesario que ocurra otro fenómeno para que la célula pueda utilizar la energía contenida en la glucosa. Ni las células vegetales, ni las células animales son capaces de utilizar directamente la energía de la glucosa. Es necesario que la glucosa pase a ser parte de otro proceso denominado respiración celular que se produce en las mitocondrias. La fotosíntesis logra captar y transformar la energía lumínica para almacenarla en la glucosa, luego en las células eucariontes vegetales y animales, esta molécula libera su energía al romper los enlaces de carbono que la forman en el citoplasma y en las mitocondrias.

3 Esta energía liberada se almacena en las moléculas de ATP que se forman a partir del ADP. Estas moléculas de ATP formadas se dirigen hacia cada uno de los lugares en donde la célula requiere de energía para llevar a cabo sus funciones. Es el ATP la molécula que almacena la energía que será utilizada directamente por la célula. EN RESUMEN Extraído y adaptado de ficha del alumno PCA 2012; Texto del Estudiante Biología 1º Educación Media 2010 Editorial Santillana

4 ACTIVIDAD I- Responde la alternativa correcta 1.- El objetivo de la fotosíntesis es: a) la respiración de la planta b) la obtención de oxígeno c) la obtención de agua d) la fabricación de compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos e) b y d son correctas 2. Cuál de los siguientes eventos ocurre durante la fase independiente de la luz? a) Rompimiento de la molécula de agua. b) Absorción de la energía lumínica. c) Formación de Glucosa. d) Formación de NAPH. e) Liberación de oxígeno. 3.- Qué eventos ocurren durante la fase clara de la luz? I. Absorción de energía solar. II. Liberación de O2. III. Producción de ATP a) sólo I b) I y II c) II y III d) I y III e) I, II y III 4.- Qué elementos son necesarios para que se produzca la fijación del carbono? I. ATP II. NADPH III. O2 a) solo II b) sólo III c) I y II d) II y III e) I y III II- Desarrolla la siguiente actividad 1.-Planta 2 posibles hipótesis para el problema enunciado en el título

5 2.- Analicen y describan las situaciones experimentales representadas a continuación, considerando que se usaron ratones de la misma especie, que presentaban prácticamente las mismas condiciones biológicas (sexo, edad, masa, estado de salud, etcétera); y que la campana es hermética. Respondan las siguientes preguntas: A.- Qué variables permanecieron constantes en el experimento? B.- Cuál fue la variable independiente?, por qué? C.- Qué les ocurrió a los ratones de la situación B?, cómo explican este hecho? D.- Por qué los ratones de la situación A sobrevivieron?

6 E.- Qué importancia tiene la fotosíntesis para las plantas?, y para los animales? F.- A partir de los resultados de la actividad experimental, corroboran su hipótesis?, por qué? III.- Desarrollo 1. Por qué los seres humanos no podemos fabricar nuestro propio alimento? 2. Bastaría sólo con la fotosíntesis para que una planta pueda sobrevivir?, Por qué? 3.- Cuál es la ecuación general de la fotosíntesis? 4. Cuál es el objetivo de la fase clara y de la fase oscura? 5.- De qué molécula proviene el oxígeno que se libera en la fotosíntesis? Nombra y explica el proceso

7 6. Es necesario que la fase oscura ocurra de noche?, Por qué? 7.- En qué lugar del cloroplasto se llevan a cabo la fase clara y la fase oscura de la fotosíntesis. 8.- Realiza un mapa conceptual, esquema o diagrama de flujo que resuma el proceso de fotosíntesis