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Fotos

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En las plantas CAM el resultado de las modificaciones evolutivas es que el CO2 es fijado en dos etapas separadas temporalmente. – PowerPoint PPT presentation

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Title: Fotos


1
FOTOSÍNTESIS Grupo- 605
Ávila Domínguez Alejandra.
Betanzos Jiménez Luis Ángel.
García Aragón Axel. González Hernández
Wendy Carolina. Hernández Romero
Yetlanezi. Murcia Labra
Adriana.
2
QUÉ ES LA FOTOSÍNTESIS?
  • Los cloroplastos tienen la capacidad de convertir
    la energía luminosa en energía química mediante
    el proceso de la fotosíntesis, el cual se efectúa
    mediante dos tipos de reacciones, las luminosas y
    las oscuras.

3
QUÉ ORGANISMOS REALIZAN ESTE PROCESO?
  • Las plantas, las algas y ciertas bacterias son
    los organismos que pueden realizar este proceso.
  • A este tipo de organismo se les llama autótrofos,
    organismos que pueden producir sus propios
    alimentos a partir de materias primas
    inorgánicas, y por lo tanto no dependen de otros
    organismos para su nutrición.

4
QUÉ ORGANELO CELULAR LA LLEVA ACABO Y QUÉ
ESTRUCTURA TIENE?
  • Los cloroplastos los cuales se encuentran en
    células vegetales y en organismos muy sencillos.
    Como algas y protozoarios. Los cloroplastos
    contienen la clorofila, en el interior de los
    cloroplastos se pueden observar los tilacoides .
    Varios tilacoides semejan pilas de monedas, cada
    pila de monedas es una grana. Las granas están
    rodeadas de una sustancia gelatinosa llamada
    estroma.

5
FASE FOTOQUÍMICA
  • La energía luminosa que absorbe la clorofila se
    transmite a los electrones externos de la
    molécula.
  • Esta energía puede ser empleada en la síntesis de
    ATP mediante la fotofosforilación, y en la
    síntesis de NADPH.
  • Ambos compuestos son necesarios para la siguiente
    fase o ciclo de calvin, donde se sintetizarán los
    primeros azúcares que servirán para la producción
    de sacarosa y almidón.

6
  • Existen dos variantes de fosforilación acíclica
    y cíclica, según el tránsito que sigan los
    electrones a través de los fotosistemas. Las
    consecuencias de seguir un tipo u otro estriban
    principalmente en la producción o no de NADPH y
    en la liberación o no de O2.

7
FOTO FOSFORILACIÓN ACÍCLICA
  • Este proceso permite la formación de ATP y la
    reducción de NADP a NADPH H, y necesita de la
    energía de la luz
  • Se realiza gracias a los llamados fotosistemas,
    que se encuentran en la membrana de los
    tilacoides (en los cloroplastos).

8
FASE LUMINOSA
  • Los fotones inciden sobre el fotosistema II,
    excitando y liberando dos electrones, que pasan
    al primer aceptor de electrones, la feofitina.
  • Los electrones los repone el primer dador de
    electrones, el dador Z , con los electrones
    procedentes de la fotólisis del agua en el
    interior del tilacoide(la molécula de agua se
    divide en 2H 2e- 1/2O2
  • Los protones de la fotólisis se acumulan en el
    interior del tilacoide, y el oxígeno es liberado.

9
  • Los electrones pasan a una cadena de transporte
    de electrones, que invertirá su energía liberada
    en la síntesis de ATP.
  • Los electrones de los citocromos pasan a la
    plastocianina,que los cede a su vez al
    fotosistema I.
  • Con la energía de la luz, los electrones son de
    nuevo liberados y captados por el aceptor A0.
  • El balance final es por cada molécula de agua (y
    por cada cuatro fotones) se forman media molécula
    de oxígeno, 1,3 moléculas de ATP, y un NADPH
    H.

10
IMAGEN RECUPERADA DEHTTP//ES.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/
ARCHIVOETAPA.LUMINOSA.JPG
11
FOTOFOSFORILACIÓN CÍCLICA
  • En la fase luminosa o fotoquímica cíclica
    interviene de forma exclusiva el fotosistema I,
    generándose un flujo o ciclo de electrones que en
    cada vuelta da lugar a síntesis de ATP. Al no
    intervenir el fotosistema II, no hay fotólisis
    del agua y, por ende, no se produce la reducción
    del NADP ni se desprende oxígeno. Únicamente se
    obtiene ATP.

12
FASE OSCURA
  • En esta fase, se va a utilizar la energía química
    obtenida en la fase luminosa, en reducir CO2,
    Nitratos y sulfatos y asimilar los bioelementos
    C, H, y S, con el fin de sintetizar glúcidos,
    aminoácidos y otras sustancias.
  • El proceso de reducción del carbono es cíclico y
    se conoce como Ciclo de Calvin., en honor de su
    descubridor M. Calvin.

13
IMAGEN RECUPERADA DE.HTTP//KAMBRY.ES/APUNTES20WE
B/PAGINAS20WEB20DE20MATEMATICAS/ANALISIS_ALGEBR
A/IMAGENES/BIOLOGIA/FOTOSINTESIS/CICLO_CALVIN.JPG
14
CARBOXILATIVA
  • El CO2 se fija a una molécula de 5C, la ribulosa
    1,5 difosfato, formándose un compuesto inestable
    de 6C, que se divide en dos moléculas de ácido 3
    fosfoglicérico conocido también con las siglas de
    PGA.

15
REDUCTIVA
  • El ácido 3 fosfoglicérico se reduce a
    gliceraldehido 3 fosfato, también conocido como
    PGAL,utilizándose ATP Y NADPH.

16
REGENERATIVA/SINTÉTICA
  • Las moléculas de gliceraldehido 3 fosfato
    formadas siguen diversas rutas de cada seis
    moléculas, cinco se utilizan para regenerar la
    ribulosa 1,5 difosfato y hacer que el ciclo de
    calvin pueda seguir, y una será empleada para
    poder sintetizar moléculas de glucosa (vía de las
    hexosas), ácidos grasos, amoinoácidos... etc y
    en general todas las moléculas que necesita la
    célula

17
TIPOS DE FOTOSÍNTESIS
  • Fotosíntesis vegetal
  • 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.

18
  • Fotosíntesis bacteriana
  • En 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).

19
IMPORTANCIA DE LA MOLÉCULA DE AGUA
  • Es absorbida por las raíces y es el solvente que
    transporta las sales minerales en el interior de
    la planta.
  • Los electrones del agua son utilizados para
    reponer los electrones que se desprenden de la
    clorofila durante la fase luminosa.
  • Los Protones sirven para formar un gradiente
    quimiosmótico para la formación del ATP. Cada
    átomo de oxígeno se une a otro (Proveniente de
    otra molécula de agua) para formar el oxígeno
    molecular que se libera a la atmósfera y
    constituye el oxígeno que respiramos.

20
PROCEDENCIA DEL CARBONO UTILIZADO EN LA
FOTOSÍNTESIS
  • CO2
  • - Producto de desecho de la respiración.
  • - Utilizado para la formación de glucosa.
  • Su utilización no requiere la presencia de luz,
    por lo que la glucosa se produce durante la
    reacción oscura de la fotosíntesis.
  • Estomas Aberturas localizadas en mayor
    proporción en el envés de las hojas.
  • -Son el sitio por donde se realiza el
    intercambio de gases de las plantas (entra el CO2
    para la fotosíntesis y sale el O2 producido).

21
(No Transcript)
22
PRODUCTOS INICIALES Y FINALES DE LA FOTOSÍNTESIS
Se necesitanClorofila, fotones (luz solar) y
agua. Productos inicialesMateria
inorgánica Agua, CO2 y sales minerales.
Productos finalesMateria orgánica Azúcares
(glucosa), ácidos grasos, aminoácidos y O2.
23
LA LUZ EN LA FOTOSÍNTESIS
  • La fotosíntesis es una reacción
    endergónica?requiere energía.
  • Energía?proviene de la luz del Sol ?es captada
    por la clorofila?la transforma en energía
    química.
  • REACCIONES DE LUZEn los procesos que dependen
    de la luz, cuando un fotón es capturado por un
    pigmento fotosintético, se produce la excitación
    de un electrón, el cual es elevado desde su
    estado basal respecto al núcleo a niveles de
    energía superior, pasando a un estado excitado.
    Después de una serie de reacciones de
    oxido-reducción, la energía del electrón se
    convierte en ATP y NADPH.

24
CÓMO SE UTILIZA LA LUZ?
  • Pigmento
  • Cualquier sustancia que absorbe luz.
  • El color de un pigmento es el resultado de la
    longitud de onda reflejada (no absorbida).
  • En los grana de los cloroplastos ?clorofilas a y
    b (pigmento verde de todas las células
    fotosintéticas) y algunos pigmentos accesorios.
  • - Funcionan como antenas receptoras de luz y de
    concentración de energía.

25
CÓMO SE UTILIZA LA LUZ?
  • Primeras reacciones?Luz Fase Luminosa (en la
    membrana de los grana).
  • Parte de los productos?estroma del cloroplasto?No
    luz Fase oscura.
  • Fase Luminosa

Reacciones cíclicas
Fotosíntesis
Fotosistema I
Reacciones no cíclicas
Fotosistema I y II
Fotosíntesis
  • Fotosistemas
  • - Se localizan en la membrana de los grana de los
    cloroplastos.
  • Cada fotosistema está formado por tres partes
    el centro de reacción, la trampa energética y el
    sistema de transporte de electrones

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  • Centro de reacciónDos centros de reacción en
    los fotosistemas.
  • - P700 ?fotosistema I?clorofila a
    ?700nm?absorbe color rojo.
  • - P680? fotosistema II? clorofila a? 680nm
    ?absorbe un tono más anaranjado que el rojo.
  • Antenas colectoras de luz (trampa energética)?
  • - Formadas por moléculas de clorofila y otros
    pigmentos ubicados cerca de cada centro de
    reacción.
  • Captan constantemente la luz y la transmiten
    hacia el centro de reacción.
  • Cuando la clorofila a del centro de reacción
    absorbe suficiente energía, un electrón de dicha
    molécula se excita y escapa de su órbita
  • energía luminosa ?energía química

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  • Sistema de transporte de electrones
  • Para que la energía química liberada por el
    electrón de la molécula de clorofila a del centro
    de reacción no se pierda, se activan, varias
    coenzimas acarreadoras sistema de transporte de
    electrones.
  • - Fotosistemas I y II? energía de los electrones
    fotoactivados (activados por la luz) ?concentrar
    protones en el lumen del tilacoide ?energía libre
    ? ATP.
  • - Fotosistema I? protones?función de reducir la
    coenzima NADP (nicotín adenín difosfato) a
    NADPHH (nicotín, adenín difosfato reducido).
  • - ATP y NADPH?fase oscura de la fotosíntesis.

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  • COMO SE PRODUCE EL OXIGENO?
  • Parte del oxígeno se origina como subproducto de
    la fotosíntesis. La ecuación general muestra el
    proceso de las plantas verdes
  • 6 CO2 6H2O -à C6H12O6 6O2
  • El oxígeno que produce la fotosíntesis proviene
    del agua que es oxidada por deshidrogenación.
    Este proceso es endotérmico.

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FASES LUMINOSAS Y SINTÉTICA DE LA FOTOSÍNTESIS.
SUSTRATO Y PRODUCTOS DE AMBAS ETAPAS E
INTERRELACIÓN ENTRE LAS MISMAS.
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Visión Global del proceso fotosintético en la
hoja y esquema de una célula vegetal mostando más
en detalle la estructura del cloroplasto
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  • CUAL ES LA DIFERENCIA ENTRE LA FOTOSINTESIS DE
    UN NOPAL Y EL MAÍZ?
  • EL NOPAL ACTUA POR LA VIA CAM Y EL MAIZ A TRAVES
    DE LA C4.
  • Las vías C4 y CAM involucran mecanismos
    especializados para la concentración y transporte
    del CO2 a los sitios de fijación por RUBISCO (vía
    C3), pagando un precio extra en términos de ATP
    por unidad de CO2 fijado.

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  • En aquellos ambientes con restricciones hídricas
    constantes, estacionales o diarias como son las
    zonas áridas, semiáridas y ambientes epifíticos
    las plantas C4 y CAM funcionan como especialistas
    de grán éxito con mayor EUA (Eficiencia en el uso
    de agua) en comparación con las plantas C3.
  • Las modificaciones bioquímicas con lo cual se
    consigue esto se relacionan con el aumento en la
    cantidad y eficiencia de acción de la anhidrasa
    carbónica (AC) y con la acción de un sistema de
    bombeo del CO2 conseguido a través de la acción
    de la fosfoenolpiruvatocarboxilasa (PEPc) y
    ATPasas de membrana.

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  • Para las plantas C4 el resultado de las
    modificaciones evolutivas es que el CO2 es fijado
    en dos compartimientos diferentes.
  • En las plantas CAM el resultado de las
    modificaciones evolutivas es que el CO2 es fijado
    en dos etapas separadas temporalmente. Durante la
    noche la apertura de los estomas permite la
    difusión de CO2 que es fijado como HCO3 por la AC
    y es tomado por la PEPc que lo incorpora en
    ácidos C4 que se acumulan en las vacuolas vía una
    bomba de membrana ATP dependiente.
  • El CO2 liberado, que alcanza concentraciones
    internas muy altas, es fijado en los cloroplastos
    por RUBISCO para incorporarlo al ciclo de Calvin.

34
(No Transcript)
35
  • Aproximadamente la mitad de las plantas CAM
    conocidas son epífitas de zonas tropicales o
    subtropicales.
  • Bajo condiciones severas de deficiencia de agua
    las plantas CAM son capaces de mantener una tasa
    de crecimiento pequeña sin comprometer la
    supervivencia. Por otro lado, bajo condiciones de
    no deficiencia en el aporte de agua las plantas
    CAM se encuentran entre las más productiva
    conocidas, como es el caso de la piña.

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  • PORQUE ALGUNAS PLANTAS COMO EL TILO AMERICANO,
    EL CHICHARO O LAS HABAS NO CRECEN BIEN EN CLIMAS
    ARIDOS?
  • El valor de pH de los suelos puede variar
    ampliamente valores normales son 5-7 para zonas
    húmedas y 7-8.5 para zonas áridas
  • CHICHARO
  • Los guisantes son una cosecha de estación
    fresca que se puede disfrutar tanto en primavera
    como en otoño.
  • Requiere una tierra suelta y ligera. Este cultivo
    no tolera suelos muy ácidos, necesita una
    posición soleada y riegos frecuentes

37
chícharo
38
  • HABAS
  • El cultivo de las habas se da especialmente
    en zonas frías y templadas. La temperatura óptima
    está en torno a los 15C.
  • El haba prefiere los suelos con buen drenaje,
    aunque soporta también los arcillosos prefiere
    un pH entre 6 y 7,5. Requiere bastante humedad.
    No es particularmente fotófila, y al ser
    tolerante a las heladas en su desarrollo temprano
    se adapta a las condiciones de las zonas de
    montaña.

39
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS
  • Intensidad luminosa La actividad fotosintética
    aumenta con la intensidad luminosa hasta alcanzar
    un límite máximo característico de cada especie.
    Para una misma intensidad luminosa, el
    rendimiento fotosintético es superior en las
    plantas adaptadas a climas secos y calurosos.
  • Concentración de CO2 La actividad fotosintética
    aumenta conforme va creciendo la concentración de
    CO2, hasta alcanzar un límite en el que se
    estabiliza.

40
3. Temperatura Como toda actividad enzimática,
la fotosíntesis aumenta con la temperatura hasta
alcanzar un límite máximo (variable según las
especies de climas cálidos, templados o fríos),
por encima del cual se produce la
desnaturalización de los enzimas. 4.
Fotoperíodo El rendimiento está en relación
directa a las horas de exposición a la luz que
tenga la planta.
41
5. Humedad ambiental Cuando hay escasez de agua,
los estomas (aberturas de la epidermis de las
zonas verdes de las plantas superiores) se
cierran para evitar pérdidas de agua por
transpiración, lo cual dificulta el paso de CO2 y
la actividad fotosintética disminuye.
6. Concentración de O2 si aumenta baja
el rendimiento fotosintético debido a las
pérdidas por fotorrespiración.
42
FOTOSÍNTESIS DURANTE EL OTOÑO
Cuando el verano acaba y llega el otoño, los días
se hacen cada vez más cortos y la luz es cada vez
menos intensa. Esta es la manera con la cual los
árboles "saben" que se deben preparar para el
invierno. En invierno no hay la
suficiente luz o agua como para hacer la
fotosíntesis. Los árboles descansarán y vivirán
con el alimento que almacenaron durante el
verano. Así, en otoño empiezan a cerrar sus
fábricas de comida.
43
La clorofila de las hojas desaparece y, poco a
poco, a medida que su color verde se desvanece,
empezamos a ver colores naranjas y amarillos.
Estos colores ya existían durante el verano, pero
no los podíamos ver porque quedaban cubiertos por
el verde de la clorofila. Los rojos
brillantes y los lilas corresponden a sustancias
fabricadas exclusivamente en otoño. En algunos
árboles, como los arces, la glucosa queda
atrapada en las hojas cuando la fotosíntesis se
para. La luz del Sol y las noches frías del otoño
hacen que la glucosa se vuelva roja. El marrón
que aparece en las hojas de algunos árboles, como
los robles, proviene de productos de desecho que
se acumulan en las hojas.
44
IMPORTANCIA DE LA FOTOSÍNTESIS PARA EL
MANTENIMIENTO DE LA VIDA EN EL PLANETA
1.- La síntesis de materia orgánica a partir de
la inorgánica se realiza fundamentalmente
mediante la fotosíntesis luego irá pasando de
unos seres vivos a otros mediante las cadenas
tróficas, para ser transformada en materia propia
de los diferentes seres vivos.
45
2.- Produce la transformación de la energía
luminosa en energía química, necesaria y
utilizada por los seres vivos. 3.- En la
fotosíntesis se libera oxigeno, que será
utilizado en la respiración aerobia como
oxidante. 4.- La fotosíntesis fue
causante del cambio producido en la atmosfera
primitiva, que era anaerobia y reductora
46
5.- De la fotosíntesis depende también la energía
almacenada en combustibles fósiles como carbón,
petróleo y gas natural. 6.- El equilibrio
necesario entre seres autótrofos y heterótrofos
no sería posible sin la fotosíntesis. 7.
- Se vuelve a utilizar el CO2, producido por los
animales y por los procesos de putrefacción o
descomposición. De otra manera el CO2, saturaría
el planeta. 8.- Se restituye el oxigeno al aire y
se hace posible la respiración. En general, la
diversidad existente en la Tierra depende
principalmente de la fotosíntesis.
47
FACTORES AMBIENTALES PUEDEN ALTERAR EL PROCESO
FOTOSINTÉTICO
  • Luz Puede afectar la fotosíntesis por tres de
    sus propiedades calidad, cantidad y duración. La
    luz blanca contiene todo el espectro visible y la
    calidad de luz necesaria para estimular los
    pigmentos fotosintéticos.
  • La cantidad de luz se refiere a la intensidad
    luminosa. Cuando ésta aumenta la fotosíntesis
    también lo hace, pero si la intensidad de la luz
    es excesiva esta frena el proceso fotosintético.
  • La duración de la luz, es decir las horas de
    exposición a la luz durante el día, son también
    un factor importante para la fotosíntesis. En
    invierno, por ejemplo, la menor cantidad de luz
    reduce la tasa fotosintética, por lo que las
    plantas consumen sus reservas.

48
  • La disponibilidad de agua Este factor afecta
    cuando las células fotosintéticas sufren
    deficiencias. Corresponde principalmente al agua
    absorbida por las raíces.
  • La temperatura es un factor ambiental muy
    variable como los anteriores puede variar
    durante el día o a lo largo de un año. Los
    diferentes climas hacen variar la temperatura.
    Existen plantas de zonas frías que pueden
    realizar fotosíntesis a 0ºC y otras adaptadas a
    altas temperaturas (como las plantas del desierto
    o plantas C4) que producen fotosíntesis entre los
    15 y 35º C.
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