Figura 1. INSTITUCIÓN EDUCATIVACOLEGIO MANUEL FERNANDEZ DE NOVOA Formando con calidad, aseguramos el futuro NOMBRE DECIMO FECHA

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1 INSTITUCIÓN EDUCATIVACOLEGIO MANUEL FERNANDEZ DE NOVOA Formando con calidad, aseguramos el futuro NOMBRE DECIMO FECHA INTRODUCCIÓN: Se define como metabolismo al conjunto de reacciones bioquímicas que permiten a la célula vivir. Existen dos grupos de reacciones pertenecientes al metabolismo celular: - Catabolismo: Corresponde a la degradación de grandes moléculas hasta sus constituyentes básicos, son ejemplos glucólisis, lipólisis, proteolísis, fermentaciones lácticas y alcohólicas. - Anabolismo: Corresponde a la síntesis de biomoléculas desde moléculas monoméricas a complejas estructuras orgánicas, Son ejemplos: replicación o duplicación de ADN, síntesis de ARN, síntesis de proteínas, síntesis de carbohidratos, síntesis de lípidos, fotosíntesis Así, las reacciones para obtener energía celular en forma de ATP son consideradas catabólicas, pues degradan glucosa, ácidos grasos o aminoácidos (moléculas grandes) para convertirlas en ATP (una molécula relativamente pequeña y simple). El otro conjunto de reacciones que conforman el metabolismo son las reacciones de biosíntesis o anabólicas, en las cuales se forman moléculas complejas (DNA, RNAs, Polisacáridos, Polipéptidos, etc) a partir de moléculas simples, con gasto de ATP. Aunque anabolismo y catabolismo son dos procesos contrarios, los dos funcionan coordinada y armónicamente, y constituyen una unidad difícil de separar. En la figura 1 se muestra el metabolismo :el cloroplasto representa el anabolismo cuyos productos formados lo utilizará la mitocondria realizando procesos catabólicos liberando CO2 y O2 al ambiente, producto que lo va a reutilizar el cloroplasto, organelo presente en todas las plantas verdes, así se continua el ciclo. Hay que destacar la formación de la molécula energética ATP, al mismo tiempo que se va produciendo ATP se van produciendo nuevamente biomoléculas complejas. El catabolismo y anabolismo actúan siempre de manera coordinada, para que no sobre y falte ATP. Figura 1 1 En la figura 2, se representa CICLO DE LA MATERIA Y FLUJO DE LA ENERGÍA EN LA BIÓSFERA entre los organismos autótrofos fotosintetizadores y los organismos heterótrofos, el producto del primero será los reactantes para el segundo.

2 Figura 2 Todos los organismos llevan a cabo reacciones anabólicas, sin embargo solo algunos tipos pueden sintetizar moléculas como glúcidos, aminoácidos y ácidos grasos a partir de elementos simples. Estos organismos son llamados productores, puesto que ellos proveen de estos nutrientes a todo el resto de los seres vivos, estos son: las cianobacterias Las células vegetales y algunos protozoos FOTOSÍNTESIS UN PROCESO DE FASE OSCURA Y FASE LUMINICA El proceso mediante el cual se puede convertir la luz (energía lumínica) en energía química (sacáridos, proteínas y ácidos grasos) es llamado fotosíntesis, y se lleva a cabo en unos organelos especializados presente en las células eucariotas vegetales llamados cloroplastos. En las cianobacterias se realiza en su 2 membrana plasmática. La velocidad de la primera etapa, llamada reacción lumínica, aumenta con la intensidad luminosa (dentro de ciertos límites), pero no con la temperatura. En la segunda etapa, llamada reacción en la oscuridad, la velocidad aumenta con la temperatura (dentro de ciertos límites), pero no con la intensidad luminosa.

3 Los cloroplastos Los cloroplastos son organelos de doble membrana presente solo en las células vegetales. Las estructuras que posee son: - Membrana externa: Posee transportadores específicos. - Membrana interna: Esta ligada a los transportadores que posee la membrana externa - Espacio intermembrana: Es muy pequeño. Alberga algunas enzimas para extraer productos ya sintetizados. - Membrana tilacoidal: Es la membrana del tilacoide. En ella se encuentra la cadena transportadora de electrones y las clorofilas. - Estroma: Fluido interno entre la membrana tilacoidal y la membrana interna. - Tilacoide: Estructura similar a una moneda donde ocurre la fotosíntesis dependiente de la luz. - Grana: Estructura como monedas apiladas (tilacoides apilados). - Ribosomas - DNA circular - Gotitas de productos: Lípidos y almidón en general. Luego estos productos son transportados a otros plástidos específicos (como los oleoplastos y leucoplastos respectivamente). GENERALIDADES DE LA FOTOSÍNTESIS La fotosíntesis se define como la síntesis de carbohidratos, lípidos y proteínas utilizando CO2, Luz y ATP para ello. Se considera dentro de las reacciones anabólicas y solo la pueden realizar las cianobacterias, las plantas y algunos protistas. Gracias a esa característica se les considera organismos autótrofos (capaces de generar su propio alimento) y organismos productores (la base de la pirámide de energía, desde la cual los organismos heterótrofos obtienen los nutrientes que ellos sintetizan). La clorofila La clorofila es un pigmento verduzco que se encuentra en todos los organismos fotosintetizadores, debido a que su presencia es fundamental para realizar dicho proceso. Químicamente es una proteína portadora de un anillo de porfirina con un átomo de magnesio en el centro, el cual es capaz de desprender electrones cuando eleva su nivel de energía. Este pigmento es el encargado de captar los fotones provenientes de la luz y elevar el nivel de energía de los electrones del magnesio, desprendiéndolos 3 e iniciando el proceso de la cadena transportadora de electrones. Clorofila a La clorofila responde muy eficientemente a las longitudes de onda cercanas al azul y al rojo, pero a las intermedias como el verde no, por lo que refleja esa longitud. Existen diferentes clases de clorofila, dependiendo de su estructura química: - Clorofila a: Presente en casi todas las plantas en sus fotosistemas. - Clorofila b: Presente en plantas, algas multicelulares y cianobacterias. - Clorofila c y d: Presente en fotosintetizadores protistas.

4 LA FOTOSÍNTESIS DEPENDIENTE DE LA LUZ La fotosíntesis está dividida en dos procesos diferentes, uno dependiente de la luz y otro independiente de la luz (ciclo de Calvin), ambas fases pueden estar ocurriendo al mismo tiempo. Los objetivos de la fotosíntesis dependiente de la luz son generar ATP y NADPH, los cuales serán utilizados en la fase independiente de la luz de la fotosíntesis y como producto de desecho se produce O2. En resumen, la fotosíntesis dependiente de la luz prepara los componentes necesarios para que la fotosíntesis independiente de la luz ocurra. FOTOSÍNTESIS INDEPENDIENTE DE LA LUZ: CICLO DE CALVIN La fotosíntesis independiente de la luz es el momento clave del metabolismo anabólico, debido a que desde aquí se forman los precursores de las moléculas orgánicas. A diferencia de la fotosíntesis dependiente de la luz, la fotosíntesis independiente de la luz se define como un ciclo especial y breve, llamado el ciclo de fijación del Carbono o Ciclo de Calvin. En el esquema siguiente se resume los elementos que se requiere para la fase independiente de luz en la fotosíntesis, una vez formada la glucosa, esta se polimeriza formando el almidón 4 Los factores que influyen en la Fotosíntesis son : a) Temperatura B) Intensidad y Longitud de onda de la luz C) Concentración de CO2 D) Concentración de O2 Para medir el rendimiento fotosintético se puede medir de varias formas: - Producción de CO2,Producción de O2, Producción de azúcar por la planta RESUMEN

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6 I En relación al proceso fotosintético, COMPLETA las siguientes aseveraciones: 1. El pigmento más abundante en la mayoría de las plantas se llama 2. El mineral que forma parte de la clorofila es el 6 3. Los pigmentos accesorios sirven para. Dos Ejemplos de ellos son y 4. La clorofila se encuentra en los, que están dentro de los organelos llamados 5. La fase oscura de la fotosíntesis se llama ciclo de. Este comienza al unirse la con el 6. Del ciclo de Calvin salen moléculas que tienen átomos de carbono, llamadas, las cuales se usan para la síntesis de 7. Durante la fase oscura se utiliza el y el que han sido producidos en la fase clara.

7 8. El oxígeno que las plantas liberan, proviene de la molécula de,proceso conocido como LL. SEÑALA SI SON VERDADERAS O FALSAS LAS SIGUIENTES AFIRMACIONES. CORRIGE LAS FALSAS. 1. A baja intensidad lumínica, la intensidad de la fotosíntesis es directamente proporcional a la intensidad lumínica. 2. Todas las reacciones fotosintéticas requieren luz. 3. El O2 se libera en la fase oscura. 4. El agua se rompe en la fase clara. 5. Los citocromos participan en la fase oscura. 6. En la fase oscura se realizan reacciones anabólicas. 7. La mayoría de los autótrofos son quimiosintéticos. 8. La luz solar produce la ruptura de las moléculas de agua. 9. La intensidad de la fotosíntesis es directamente proporcional a la intensidad lumínica. 10. La intensidad de la fotosíntesis es directamente proporcional a la temperatura. ll. RESPUESTA BREVE 1. Dónde se realiza la fase luminosa de la fotosíntesis? 2. Qué sucedería si no se realizara el proceso de fotosíntesis en Nuestro planeta? 5. Cómo se puede definir fotosíntesis? 6. Cómo es el ADN presente en los cloroplastos? 7. El siguiente esquema representa las actividades más importantes de un cloroplasto. 7 Cómo se llaman los procesos indicados por 1 y 2? a) En qué lugar del cloroplastos ocurren estos procesos? b) Qué consecuencias importantes tiene la fotosíntesis para los seres vivos? c) Escribe la ecuación global del proceso de la fotosíntesis: