FOTOS

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FOTOSÍNTESIS
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Qué es la Fotosíntesis?
La fotosíntesis (del griego antiguo f?t? foto,
"luz", y s???es?? síntesis, "unión") es la
conversión de energía luminosa en energía química
estable."La fotosíntesis es el proceso por el
cual las plantas verdes, las algas y algunas
bacterias utilizan para su desarrollo,
crecimiento y reproducción a la energía de la
luz. Consiste en la transformación de la energía
lumínica en química que hace que la materia
inorgánica (agua y dióxido de carbono) se vuelva
orgánica. Los estomas de las hojas de la plantas
absorben los gases que contiene la atmósfera como
el dióxido de carbono y que se combina con el
agua que hay dentro de las células de la planta.
Se forman almidones nutritivos para la planta y
se liberan hacia el exterior el oxígeno. Los
seres vivos que realizan este proceso se les
llama fotoautótrofos".
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(No Transcript)
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Qué organismos realizan este proceso?
Son conocidos como autòtrofos. Los organismos
capaces de realizar la fotosíntesis son las
plantas, las algas y las cianobacterias.
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Qué organelo celular la lleva a cabo y qué
estructura tiene?

• ESTRUCTURA-FUNCIONLa fotosíntesis está ligada a
  cierta estructura de la célula, la cual mantiene
  cerca, y en orden y en cantidad precisos, a todos
  los componentes que intervienen. De este modo el
  proceso no se detiene por falta de cierto
  componente o porque un intermediario inestable se
  recombinó con alguna sustancia inadecuada.
• -PLASTIDOSLos organelos responsables de la
  fotosíntesis son de dos tipos aquellos
  discretos, encerrados en una membrana limitante y
  por tanto con matriz propia, los cloroplastos, y
  los no discretos, cuya matriz es la matriz del
  citoplasma, los cromoplastos. Para referirse a
  ambos se usa el término plástidio.Los
  cloroplastos son exclusivos de organismos
  eucariontes y los cromoplastos, de organismo
  procariontes.

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CloroplastosLos cloroplastos son unos orgánulos
característicos de las células de tipo vegetal
que contienen clorofila, hecho que permite que
éstos puedan llevar a cabo la fotosíntesis. Es
por ello por lo que se consideran orgánulos
productores de energía.En las plantas puede
haber docenas de clroplastos en el citoplasma de
cada célula verde, mientras que en organismo
eucariontes unicelulares sólo puede haber uno o
dos.Dentro del cloroplasto hay un material
semifluido incoloro proteínico que constituye el
estroma. Aquí es donde se localiza la mayoría de
las enzimas requeridas en las reacciones oscuras.
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• ClorofilaLa clorofila es el pigmento
  responsable de dar el color verde a las plantas.
  Sin embargo, una planta que no sea verde no
  siempre carece de clorofila.Un análisis de la
  estructura de la clorofila y de su disposición en
  el cloroplasto muestra que están muy relacionadas
  con la función que desempeña. Posee un sistema de
  anillos pirrólicos. Cualquier sistema con estos
  anillos se excitan con poca cantidad de energía
  como la luz.
• ?Por otra parte, debe existir algún sitio que
  acumule la energía de excitación para que no
  circule demasiado tiempo y se pierda como calor.

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Cloroplasto
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En qué consiste el proceso?
Fase dependiente de luz (luminosa)Se realiza en
los cloroplastos formados por tilacoides y
pigmentos. El agua es captada a través de las
raíces y en presencia de la luz, dentro de los
cloroplastos se rompe en Hidrógeno y Oxígeno que
se desprende a la atmósfera.El CO2 se usa en la
formación de glucosa.Durante las reacciones
luminosas se descompone el agua en Hidrógeno y
Oxígeno, y la energía luminosa que se capta, se
convierte en ATP y NADPH.Fase independiente de
luz o Fase oscura (ciclo de Calvin)Se efectúa
en el estroma de los cloroplastos, donde se usa
el ATP y el NADPH para convertir el CO2 y el agua
en glucosa.
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Hay diferentes tipos de Fotosíntesis?
Existen dos tipos de fotosíntesis. La
fotosíntesis anoxigénica o bacteriana en la que
no se produce oxígeno y la fotosíntesis oxigénica
o vegetal, en la que se desprende oxígeno y que
es la más habitual. Los seres que realizan la
fotosíntesis se denominan autótrofos o, más
exactamente, fotoautótrofos.
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Fotosíntesis vegetal Es un proceso complejo y
consta de varias fases pero, en esencia, se puede
resumir así
Las plantas toman dióxido de carbono del aire y
agua del suelo y, con la energía del sol,
sintetizan glucosa, un hidrato de carbono rico en
energía (E), y liberan oxígeno. Este proceso
tiene lugar en las hojas gracias a la clorofila,
un pigmento contenido en los cloroplastos, unos
orgánulos propios de las células vegetales.En el
caso de la fotosíntesis vegetal, la primera
reacción que se produce es la ruptura de la
molécula de agua (fotolisis), que se convierte en
dador de electrones, de la siguiente forma
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Los electrones energéticos aportarán la energía
química necesaria para que los protones de
hidrógeno se unan al dióxido de carbono y formen
hidratos de carbono en forma de glucosa.Los
organismos que realizan esta fotosíntesis son las
plantas (Reino Plantas), las algas (Reino
Protoctistas) y algunas bacterias (Reino Monera).
A todos ellos se les denomina comúnmente
productores.
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Fotosíntesis bacterianaEn la fotosíntesis
anoxigénica o bacteriana los organismos que la
realizan no utilizan el agua como elemento dador
de electrones, por lo que no existe producción de
oxígeno. Existen tres tipos de organismos que
realizan esta fotosíntesis las sulfobacterias
purpúreas y las sulfobacterias verdes, las cuales
emplean sulfuro de hidrógeno, y las bacterias
verdes que utilizan materia orgánica como
sustancia donadora de electrones (por ejemplo, el
ácido láctico).En el caso de las sulfobacterias
purpúreas, el sulfuro de hidrógeno se descompone
de la siguiente forma
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Para qué se utiliza la molécula de agua?
Se necesita un suministro constante de agua para
el proceso de la fotosíntesis. Las plantas
absorben el agua del suelo a través de sus raíces
hasta las hojas. Durante la fotosíntesis, las
moléculas de agua se descomponen dentro de los
cloroplastos, formándose iones de hidrógeno y
moléculas de oxigeno.
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De dónde se obtiene el carbono que constituye a
las moléculas que se producen?
La fotosíntesis consiste en tomar anhídrido
carbónico del aire, fijar el carbono y expulsar
el oxígeno, que sale de las hojas a través de los
estomas y pasa al aire. Si bien este gas es un
subproducto de la fotosíntesis, su función es
fundamental para la vida en La Tierra.Las
plantas aprovechan solo una pequeña fraccion del
oxigeno que producen.El anhídrido carbónicoUno
de los elementos principales de todas las
sustancias orgánicas es el carbono. El dióxido de
carbono es un gas que desprenden los animales al
respirar y los combustibles fósiles cuando se
queman. La asimilación de dioxido de carbono o
anhídrido carbónico con ayuda de la luz, hace que
la fotosíntesis sea un proceso bioquímico
combinado, cuyo efecto final se traduce por la
transformación de energía lumínica en energia
química. Las plantas absorben el dióxido de
carbono por unos poros diminutos llamados
estomas, que se encuentran en la parte inferior
de las hojas.
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Cuáles son los productos iniciales y finales?
Productos iniciales En la Fotosíntesis los
Productos iniciales son agua, CO2 y sales
mineralesProductos finales Son la glucosa y el
O2
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Para qué y cómo se utiliza la luz?
La energía del solLa luz solar se compone por
radiaciones rojas, anaranjadas, amarillas,
verdes, azules, añiles y moradas. Para la
fotosíntesis la longitud de onda más importante
es la de la luz roja, la cual es asimilada por la
clorofila de la planta. Los otros colores se
reflejan, haciendo que la planta se vea verde.
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Cómo se produce el oxígeno?
La reacción de la glucosa es 6CO2 6H2O
energía --gt C6H12O6 6O2 Los productos
iniciales son el dióxido de carbono y el agua, al
combinarse, forman glucosa y desprenden el
oxígeno que los seres vivos respiramos.
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Qué diferencia existe entre la fotosíntesis que
realiza un nopal y el maíz?
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La ruta metabólica del nopal es la CAM y la del
maíz C4 por lo cual varían las características
de sus respectivas fotosíntesis en el uso del ATP
y la fijación del CO2
Las modificaciones en estructura yfisiología de
las plantas C4 y CAM frente a lasC3 son el
resultado de la presión selectiva delambiente
sobre un carácter complejo usoeficiente del
agua frente a la asimilación de CO2.
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La ruta metabólica C3 seencuentra en los
organismos fotosintéticoscomo las
cianobacterias, algas verdes y en lamayoría de
las plantas vasculares. Las víasmetabólicas C4 y
CAM se encuentran solo enplantas vasculares. Las
vías C4 y CAMinvolucran mecanismos
especializados para laconcentración y transporte
del CO2 a los sitiosde fijación por RUBISCO (vía
C3), pagandoun precio extra en términos de ATP
por unidadde CO2 fijado, sin presentar ninguna
modalidado mejora bioquímica en términos de
laeficiencia de RUBISCO sobre la vía C3. De
lasespecies estudiadas hasta el
momentoaproximadamente el 89 son C3 , el 10
sonCAM y el restante 1 son C4 adicionalmente
se conocen unas cuantas especies que
sonintermedias C3-C4.
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Fijación del Carbono (C)La fijación
fotosintética del CO2 sucede en el estroma de los
cloroplastos y se produce, generalmente, mediante
el ciclo reductivo de las pentosas-fosfato,
aunque algunas plantas superiores han
desarrollado rutas metabólicas auxiliares que les
permiten crecer eficazmente en zonas tropicales
(plantas C4)ó desérticas (plantas CAM).
La fijación de unas moléculas de CO2 por la ruta
C4 gasta dos moléculasde ATP más con relación
con la ruta C3, pero este gasto resulta
sobradamente compensado, por el ahorro que supone
mantener la fotorrespiración en niveles muy
bajos. Como consecuencia, las plantas C4 pueden
sobrevivir en concentraciones de C02 muy
bajas.Se trata de especies vegetales tropicales
y subtropicales y algunas de gran importancia
económica, como el maíz, la caña de azúcar y el
sorgo.
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Las plantas crasuláceas (plantas CAM metabolismo
ácido de las crasuláceas) emplean el mismo
proceso que las plantas C4 para fijar el CO2,
pero lo hacen durante la noche, cuando sus
estomas están abiertos. La difusión del CO2
atmosférico hacia los tejidos de la planta es por
tanto, exclusivamente nocturna. El primer
compuesto de cuatro carbonos, lo producen al día
siguiente, a la luz del día, cuando puede actuar
el RuBisCO.
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Por qué algunas plantas como el tilo americano,
el chícharo y las habas no crecen bien en climas
áridos?
Hay plantas cuyas rutas metabólicas les permiten
adaptarse más fácilmente a tolerar estrés hídrico
severo,Los climas áridos representan mayor
dificultad de obtener agua para las plantas, por
lo que solo las que están especializadas para
este tipo de clima crecerán en las zonas donde se
presente, con las características que han
desarrollado para ello como es el caso de las
cactáceas.
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Cuáles son los factores que influyen en la
Fotosíntesis?
a) Concentración de CO2. Si la intensidad
luminosa es elevada y constante, el
proceso fotosintético aumenta en relación directa
con la concentración de CO2 en el aire, hasta
llegar a un cierto limite, en el cual se
estabiliza. b) Concentración de O2. Cuanto mayor
es la concentración de oxigeno en el aire, menor
es el rendimiento fotosintético, debido a los
procesos de fotorrespiración. c) Escasez de agua.
La escasez de agua en el suelo y de vapor de agua
en el aire disminuye el rendimiento
fotosintético. Así, ante la falta de agua se
cierran los estomas para evitar la desecación, y
la entrada de CO2 es menor.
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d) Temperatura. Cada especie esta adaptada a
vivir dentro de un intervalo de temperaturas.
Dentro de ese intervalo, a mayor temperatura,
mayor eficacia de las enzimas y, por tanto, mayor
rendimiento fotosintético. Si se sobrepasan
los limites de temperatura, se producen
alteraciones enzimáticas y el rendimiento
disminuye. Si se llega a producir
la desnaturalización de las proteínas, sobreviene
la muerte de la planta. e) Tiempo de iluminación.
Hay especies en las que, a mas horas de luz,
mayor rendimiento fotosintético. Otras,
en cambio, precisan de periodos nocturnos. f)
Intensidad luminosa. Cada especie esta adaptada a
vivir dentro de un intervalo de intensidad de
luz. Hay especies de penumbra y especies
fotófilas. Dentro de cada intervalo, a mayor
iluminación, mayor rendimiento, hasta
superar ciertos limites, en los que se produce la
foto-oxidación irreversible de los pigmentos
fotosintéticos.
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g) Color de la luz. La clorofila a y la clorofila
b absorben energía lumínica en la región azul y
roja del espectro los carotenos y xantofilas, en
la azul las ficocianinas, en la naranja y las
ficoeritrinas, en la verde. Todos estos
pigmentos pasan la energía a las moléculas diana.
La luz monocromática menos aprovechable en los
organismos que carecen de ficocianinas y
ficoeritrinas es la luz verde. En las
cianoficeas, que si las poseen, la luz roja
estimula la síntesis de ficocianina, y la luz
verde, la de ficoeritrina.
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Qué ocurre con la Fotosíntesis durante el Otoño?
La fotosíntesis es un proceso que únicamente se
produce en plantas que contengan clorofila, es
decir en las partes verdes del vegetal. Por lo
tanto, un árbol sin hojas no puede
fotosintetizar. Durante el otoño e invierno,
cuando el árbol carece de hojas, entra en una
etapa de letargo, consumiendo sus reservas
hidratocarbonadas en el proceso de la
respiración, hasta la espera de la aparición de
nuevas hojas.
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Las hojas usan la luz solar para producir comida
para los árboles. Cuando la luz entra en la hoja,
una parte especial de la hoja llamada
cloroplasto, usa la luz para cambiar el dióxido
de carbono y el agua por oxígeno respirable y un
azúcar llamada glucosa.Adentro del cloroplasto
hay una sustancia llamada clorofila. La clorofila
es muy importante, porque permite la fotosíntesis
y les da el color verde a las hojas.Cuando el
otoño empieza y el invierno está llegando, ya no
habrá tanta luz como había en verano. Eso implica
que las hojas no recibirán tanta luz como
acostumbraban, y la clorofila empezará a
decrecer.
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Además de que la clorofila es lo que les da a las
hojas el color verde, entonces si la clorofila
empieza a decrecer las hojas comenzarán a cambiar
el verde por algún otro color. Dentro de las
hojas siempre habrá manchitas de otros colores,
entonces cuando el verde empieza a decrecer, los
otros colores comienzan a mostrarse más. Algunos
de los colores que se esconden en la hoja son
marrón (puede significar que la hoja esta muerta
o muriendo), amarillo, y naranja. Los colores
como el rojo y el violeta son causados por
reacciones químicas dentro de la hoja.
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Cuál es la importancia del proceso para el
mantenimiento de la vida en el planeta?
La vida en la tierra depende fundamentalmente de
la energía solar, la cual es atrapada mediante el
proceso fotosintético, que es responsable de la
producción de toda la materia orgánica que
conocemos. La materia orgánica comprende los
alimentos que consumimos diariamente tanto
nosotros como los animales, los combustibles
fósiles (petróleo, gas, gasolina, carbón) así
como la leña, madera, pulpa para papel, inclusive
la materia prima para la fabricación de fibras
sintéticas, plásticos, poliéster, etc.
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La cantidad de carbono fijado por la fotosíntesis
es espectacular, como lo demuestran las cifras de
la producción anual de materia orgánica seca,
estimada en 1,55 x 1011 toneladas, con
aproximadamente 60 formada en la tierra, el
resto en océanos y aguas continentales.
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Qué factores ambientales pueden alterar el
proceso fotosintético?

• Los factores ambientales que influyen son los
  siguientesLuz (aumento y falta).Dióxido de
  Carbono (CO2)Nutrientes.Agua disponibleEl
  clima.
• Cada uno de los factores ambientales citados
  afecta la tasa de fotosíntesis de diferente
  manera
• La concentración del CO2 es uno de los factores
  ambientales con mayor influencia sobre la
  fotosíntesis y sobre el crecimiento de las
  plantas.Este gas estimula la fotosíntesis por su
  función de sustrato.
• En cambio, altas concentraciones de O2 inhiben el
  proceso de fotosíntesis.

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• Los altos niveles de luz (energía lumínica)
  permiten que se exprese la máxima capacidad de
  fotosíntesis, mientras no haya restricción de
  agua y nutrientes y por la falta de luz pues no
  se puede cumplir la fotosisntesis.Aumentar la
  penetración de radiación dentro del área de
  cultivo es una forma de inducir mayores tasas
  fotosintéticas.

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• En cuanto a la temperatura, las plantas viven y
  fotosintetizan en una gran variedad de hábitats
  con grandes diferencias en sus condiciones
  térmicas.Como en cualquier otro proceso
  bioquímico, la capacidad fotosintética de cada
  especie tiene un óptimo de temperatura.
• Por encima de ese valor, la fotosíntesis
  disminuye por la desnaturalización (pérdida de la
  estructura espacial) de las enzimas.

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Lo nuevo de la Fotosíntesis
"Animal o vegetal?"Elysia chlorotica es una
babosa marina de color verde que sintetiza
clorofila como una planta, lo que la convierte en
el primer animal conocido capaz de realizar la
fotosíntesis. Científicos de la Universidad del
Sur de Florida han demostrado que para adquirir
esta habilidad el molusco, que tiene forma de
hoja, sólo necesita robar los cloroplastos y
genes de unas algas de la especie Vaucheria
litorea.
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Según ha comprobado Sidney K. Pierce, las células
intestinales de esta babosa atrapan e integran
los cloroplastos de las algas Vaucheria litorea.
Lo sorprendente es que una vez que una joven
babosa ha digerido su primera comida de
cloroplastos, el molusco es capaz de seguir
generando clorofila por sí mismo durante el resto
de su vida, siempre y cuando haya disponibilidad
de las sustancias químicas consumidas durante la
fotosíntesis y no deje de tomar el Sol.El
descubrimiento será publicado en la revista
científica Symbiosis.