presentación del capítulo 7
DESCRIPTION
Presentación del capítulo 7TRANSCRIPT
Metabolismo celular- Fotosíntesis
Semana 4, Capítulo 7
7.1 La luz solar como fuente de energía
Fotosíntesis- proceso mediante el cual las plantas producen su propio alimento (glucosa) a partir de moléculas inorgánicas y luz solar.
Los demás organismos dependemos directa o indirectamente de este proceso para obtener nuestro alimento y energía.
¿Qué es la luz?
Radiación electromagnética con largos de onda entre 380 y 750 nanometros.
Mientras más corto es el largo de onda, mayor es la energía de la radiación.
Para los insectos, el espectro se desplaza hacia la izquierda porque pueden ver la luz ultravioleta pero no ven la luz roja.
Pigmentos fotosintéticos
La luz solar es capturada por pigmentos(moléculas que absorben luz de largos de onda específicos).
El pigmento fotosintético más común es la clorofila a.
Las hojas son verdes porque la clorofila no absorbe y por lo tanto refleja la luz verde.
Colectivamente, la clorofila y los pigmentos accesorios absorben la mayoría de los largos de onda de la luz visible.
Pigmentos fotosintéticos
¿Por qué las hojas cambian de color?
La molécula de clorofila contiene un átomo de magnesio, mineral que no abunda en el suelo. Antes de dejar caer las hojas, la planta extrae la clorofila para usar esos átomos cuando produzca hojas nuevas. En ausencia de la clorofila podemos ver los pigmentos de los demás colores.
Función de los colores
Cuando no hay clorofila podemos ver los pigmentos accesorios.
Los colores de las frutas sirven para atraer a los animales que las consumen y luego dispersan las semillas.
7.2 Explorando el arcoiris
Theodor Engelmann realizó en el 1882 un experimento muy particular para determinar la importancia relativa de los distintos largos de onda en el proceso de fotosíntesis.
El experimento de Engelmann
Iluminó el alga con luz de distintos colores.
El alga liberó más oxígeno donde llevó a cabo más fotosíntesis.
Las bacterias aeróbias se aglomeraron donde había más oxígeno.
7.3 Generalidades acerca de la fotosíntesis
La fotosíntesis sucede en organelos especializados llamados cloroplastos.
cloroplasto
El interior del cloroplasto
El interior del cloroplasto se divide en dos secciones: el estroma y las membranas tilacoidales.
En algunos puntos las membranas tilacoidales forman estructuras semejantes a panqueques llamadas granos.
Membranas y fotosistemas
Los pigmentos fotosintéticos se agrupan en la membrana tilacoidal. Las agrupaciones se llaman fotosistemas.
Hay dos tipos de fotosistema, llamados I y II. Los dos convierten energía solar en energía química.
Resumen de la fotosíntesis
Agua más bióxido de carbono, en presencia de luz solar y enzimas, producen oxígeno, glucosa y agua.
Las placas solares transforman luz en energía eléctrica, los cloroplastos transforman luz en energía química.
7.4 Reacciones dependientes de la luz: síntesis de NADPH y ATP
Las reacciones de la fotosíntesis se dividen en dos grupos: reacciones dependientes de la luz y reacciones independientes de la luz.
El primer paso en las reacciones dependientes de la luz es la captura de fotones por un complejo captador presente en la membrana tilacoidal, seguido por la transferencia de electrones a un fotosistema.
Reacciones dependientes de la luz
Tres puntos importantes Los productos de las
reaciones dependientes de la luz (NADPH y ATP) se usan en las reacciones independiendes de la luz.
Los electrones que salen del fotosistema II son sustituidos por electrones que salen de moléculas de agua fragmentadas por fotólisis.
El oxígeno que se produce cuando se rompen las moléculas de agua es el oxígeno que respiramos.
El oxígeno que forma estas burbujitas es producto de la fotosíntesis.
7.6 Reacciones independientes de la luz: síntesis de azúcar
Las reacciones independientes de la luz son cíclicas y se conocen como el Ciclo Calvin-Benson.
Suceden en el estroma del cloropasto. Estas reacciones:
• usan el ATP y el NADPH producido en las reacciones dependientes de la luz.
• producen glucosa y agua.• al final del proceso, seis carbonos tomados de seis
moléculas de dióxido de carbono se convierten en los seis carbonos de una molécula de glucosa.
• La energía solar queda capturada y se almacena en los enlaces C-C de la molécula de glucosa.
El ciclo Calvin-Benson
Resumen de la fotosíntesis
Las reacciones dependientes de la luz y las independientes de la luz están conectadas.
Productividad marina durante el invierno
Rojo- más productividad, violeta- menos productividad
Productividad marina durante la primavera
Rojo- más productividad, violeta- menos productividad
El aumento de productividad se debe al aumento de la radiación solar.
7.8 La fotosíntesis y la atmósfera La evolución del proceso de
fotosíntesis alteró dramáticamente nuestra atmósfera.
Los primeros organismos autótrofos (capaces de hacer su propio alimento) vivieron en una atmósfera sin oxígeno. Fueron quimioautótrofos que obtenían energía y carbono rompiendo compuestos simples tales como sulfuro de hidrógeno y metano.
Sulfuro de hidrógeno- H2SMetano- CH4
La fotosíntesis y la atmósfera
La evolución de los fotosistemas le dio a los organismos autótrofos la capacidad de usar la luz solar como fuente de energía.
La evolución de la capacidad para romper moléculas de agua para suplir los electrones expulsados de los fotosistemas permitió la acumulación de oxígeno en la atmósfera.
Efectos del oxígeno atmosférico
La transformación de la atmósfera causó la extinción de muchos organismos incapaces de existir en presencia de oxígeno y favoreció la evolución de la gran diversidad de organismos aeróbios que hay actualmente.
Muy alto en la atmósfera se combinaron moléculas de oxígeno para producir ozono (O3). La capa de ozono protege a los organismos del efecto dañino de la luz ultravioleta.
La capa de ozono permitió la evolución de plantas y animales que viven expuestos al sol.
7.9 Niveles de dióxido de carbono en la atmósfera
A mediados del siglo 19, con el comienzo de la revolución industrial, la concentración de bióxido de carbono, metano y otros gases comenzó a aumentar en la atmósfera.
La quema de carbón de piedra, petróleo y gas natural (metano) libera una gran cantidad de dióxido de carbono que aumenta el efecto de invernadero y agudiza el calentamiento global.
Niveles de dióxido de carbono en la atmósfera
Las moléculas de dióxido de carbono reflejan hacia la tierra parte del calor que escapa hacia el espacio y como resultado la temperatura del planeta va aumentando.
El calentamiento global amenaza con extinguir a muchas especies que no pueden adaptarse a un cambio ambiental tan rápido.
Biodiversidad- Ceiba pentandra
La ceiba es nativa de los trópicos americanos y de África. Es común y crece rápido. Las flores son polinizadas por alevillas y murciélagos.
La ceiba de Ponce