El documento describe el proceso de fotosíntesis realizado por las plantas. La fotosíntesis convierte la energía solar, el agua y el dióxido de carbono en glucosa y oxígeno. Ocurre en los cloroplastos de las hojas de las plantas y depende de la luz, el dióxido de carbono y la temperatura. La fotosíntesis es fundamental para la vida en la Tierra porque produce la materia orgánica y el oxígeno necesarios.
2. La vida en la tierra depende 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.
3. 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.
4. Los organismos que en el curso de la evolución aprendieron a usar la energía solar y a transformarla en energía química son los llamados autótrofos , que están representados por bacterias y organismos del Reino Vegetal.
5. Es el proceso por el cual la planta transforma la materia inorgánica en materia orgánica necesaria para su alimentación. En este proceso, el agua , que llegan de las raíces, se combinan con el anhídrido carbónico que capturan las hojas; y por la acción de la energía luminosa , se produce una reacción química de la cual se obtendrá la glucosa, materia orgánica que necesita la planta, y oxigeno que es liberado a la atmósfera FOTOSÍNTESIS
6. Este proceso se realiza en las hojas , para lo cual, estas poseen en el envés una serie de aberturas o poros denominados estomas que permiten la entrada y salida de los gases (anhídrido carbónico y oxigeno).
7. La unidad estructural de la fotosíntesis es el cloroplasto . Los cloroplastos poseen sacos aplanados o vesículas llamadas tilacoides , que contienen los pigmentos fotosintéticos; pero solamente los cloroplastos de los eucariontes están rodeados por una doble membrana.
8. Los tilacoides se disponen como una pila de panqueques, que recibe el nombre de grana.
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10. El interior del cloroplasto entre las granas está el estroma proteico , donde se encuentran las enzimas que catalizan la fijación del CO2 . Los cloroplastos tienen tres compartimentos: el estroma, el espacio tilacoidal y el espacio entre las membranas. El cloroplasto en su interior tiene un ADN circular y ribosomas.
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13. La clorofila a absorbe las longitudes de ondas violeta, azul, anaranjado- rojizo, rojo y pocas radiaciones de las longitudes de onda intermedias ( verde-amarillo-anaranjado ). El verde es reflejado y percibido por nuestros ojos
14. La clorofila tiene la capacidad de absorber energía de la luz solar y cederla para la elaboración (síntesis) de hidratos de carbono (almidón ) a partir de dos compuestos disponibles en el medio: agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2). La radiación luminosa llega a la tierra en forma de "pequeños paquetes", conocidos como cuantos o fotones
15. Este proceso fotoquímico produce además, oxígeno (O 2 ) que es liberado a la atmósfera y tiene fundamental importancia para la vida en general, ya que permite cumplir el proceso respiratorio LUZ 6 CO2 + 6 H 2 O (CH2O)n + 6 O2 clorofila En símbolos la fotosíntesis se expresa :
19. Los pigmentos presentes en los tilacoides se encuentran organizados en fotosistemas (conjuntos funcionales formados por más de 200 moléculas de pigmentos); la luz captada por la molécula de "clorofila " la oxida y libera un electrón. Esos electrones son sustituidos por electrones de moléculas de agua que al ocurrir la fotólisis del agua expulsan H + y oxígeno. Los electrones producidos por la oxidación de la clorofila irán pasando por una serie de transportadores, en cuyo recorrido liberará la energía que formará el ATP y NADPH
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24. FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA FOTOSÍNTESIS En 1905, Blackman Investigó los efectos de intensidad de luz. Pensaba que la fotosíntesis se realizaba más rápido a mayor intensidad de luz. Luego de intensos experimentos observó que un aumento bajo de la intensidad de la luz, aumentó la velocidad de la fotosíntesis. Pero a intensidades mayores de luz, la fotosíntesis no aumentó más de cierto nivel.
25. DE ACUERDO A LO ANTERIOR ¿CÓMO INFLUYE LA LUZ EN LA INTENSIDAD FOTOSINTÉTICA? ¿CÓMO LO REPRESENTARÍAS EN UN GRÁFICO?
26. Blackman también Investigó los efectos de la luz y la temperatura en la fotosíntesis. Encontró que entre los 30 y 40º C, un aumento de la temperatura disminuía la velocidad de reacción de fotosíntesis, sin importar la intensidad de la luz. Pero entre 0 y 30º C, un aumento de temperatura, producía efectos dependiendo de la intensidad de la luz.
27. ¿Cómo afecta la temperatura en la intensidad fotosintética? ¿Cómo lo representarías gráficamente?
31. La respiración celular. Este proceso ocurre en los organelos celulares llamados mitocondrias y consiste en expulsar, usando el oxígeno, la energía almacenada en los alimentos y utilizarla para y transformar el ADP en ATP, la cual será la molécula adecuada para ser utilizada por las células para cubrir sus necesidades energéticas. En este proceso, además de liberar energía, se obtienen productos secundarios, como el dióxido de carbono y agua, que serían los productos iniciales que se necesitan para la fotosíntesis.
34. Comparación entre la fotosíntesis y la respiración celular Fotosíntesis. 1- Se produce sólo en las plantas verdes. 2- Necesita de la luz para su realización. 3- Ocurre en los cloroplastos. 4- Desprende oxígeno. 5- Se acumula energía. 6-Productos finales: carbohidratos + oxígeno. Respiración celular. 1- Se produce en plantas y animales 2- No necesita de luz. 3- Ocurre en la mitocondrias. 4- Necesitan de oxígeno y carbohidratos. 5- Consume oxígeno 6- Se desdobla la glucosa para expulsar energía.
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37. Dado que los vegetales ( productores) representan el primer eslabón de las cadenas alimentarías, los animales (consumidores) dependen inevitablemente de la fotosíntesis, de manera que prácticamente toda la energía que circula por los ecosistemas tiene su origen en la fotosíntesis
39. ECOSISTEMA Es el conjunto de seres vivos de una comunidad ( componente biótico ) y el espacio físico donde viven ( componente abiótico ) y se relacionan recíprocamente.
40. El papel que desempeñan los individuos de una especie es único en cualquier ecosistema dado. Depende de su nicho ecológico. Nicho ecológico es la estrategia de supervivencia utilizada por una especie, que incluye la forma de alimentarse, de competir con otras, de cazar, de evitar ser comida. En otras palabras, es la función, “profesión” u “oficio” que cumple una especie animal o vegetal dentro del ecosistema.
41. El nicho ecológico se refiere no sólo al espacio físico ocupado por un organismo (nicho espacial o de hábitat), sino también a su papel funcional en la comunidad (nicho trófico) y a su posición en los gradientes ambientales de temperatura, humedad, pH, suelos, etc. El nicho ecológico de un organismo depende de dónde vive, de lo que hace (como transforma la energía, se comporta, reacciona a su medio físico y biótico y lo transforma), y de cómo es influenciado por las otras especies.
42. Una de las interacciones entre los organismos que componen un ecosistema son: Las relaciones tróficas, las cuales están directamente relacionadas a la cadena alimentaria de los organismos
43. Cadena alimentaria (= Cadena trófica) Cadena trófica (del griego throphe: alimentación) es el proceso de transferencia de energía alimenticia a través de una serie de organismos, en el que cada uno se alimenta del precedente y es alimento del siguiente.
44. Cada cadena se inicia con un vegetal, productor u organismo autótrofo (autotropho del griego autós =sí mismo y trophe= alimentación) o sea un organismo que "fabrica su propio alimento" sintetizando sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas que toma del aire y del suelo, y energía solar (fotosíntesis).
45. Los demás integrantes de la cadena se denominan consumidores o heterótrofos . Aquel que se alimenta del productor, será el consumidor primario , el que se alimenta de este último será el consumidor secundario y así sucesivamente. Son consumidores primarios, los herbívoros . Son consumidores secundarios, terciarios, etc. los carnívoros .
46. Existe un último nivel en la cadena alimentaria que corresponde a los descomponedores . Estos actúan sobre los organismos muertos, degradan la materia orgánica y la transforman nuevamente en materia inorgánica devolviéndola al suelo (nitratos, nitritos, agua) y a la atmósfera (dióxido de carbono) Cada nivel de la cadena se denomina eslabón.
49. En una cadena trófica, cada eslabón obtiene la energía necesaria para la vida del nivel inmediato anterior; y el productor la obtiene del sol.. De modo que la energía fluye a través de la cadena.
50. En este flujo de energía se produce una gran pérdida de la misma en cada traspaso de un eslabón a otro, por lo cual un nivel de consumidor alto (Ej.: consumidor 3ario) recibirá menos energía que uno bajo (ej: consumidor 1ario).
55. ¿Qué ocurrirá en una cadena alimenticia si desaparece un eslabón?
56. a) Desaparecerán con él todos los eslabones siguientes pues se quedarán sin alimento. b) Se superpoblará el nivel inmediato anterior, pues ya no existe su predador. c) Se desequilibrarán los niveles más bajos como consecuencia de lo mencionado en a) y b).
57. Las comunidades rara vez muestran cadenas alimentarias con consumidores primarios secundarios y terciarios. Normalmente forman redes o tramas alimentarias donde muchas cadenas se interrelacionan. Muchas veces los animales que comen de todo y el hombre ( omnívoro) actúa en diferentes momentos como consumidor primario , secundario o terciario.
60. A lo largo de las tramas alimentarias de una comunidad biológica, se mantiene un flujo de energía que empieza con la utilización de la energía solar por los organismos productores y prosigue con la transferencia de energía a cada uno de los diferentes niveles tróficos . Del total de energía solar que llega a la tierra, sólo el 0,1% se ocupa en la fotosíntesis. Se observa que la energía fluye unidireccionalmente desde los productores a los consumidores y descomponedores, con pérdida de energía en cada paso. A partir de este hecho se derivan las siguientes constataciones:
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64. Las cadenas cortas son favorables desde el punto de vista energético, porque se aprovecha mejor el alimento y hay menos desperdicios . Si la cadena es corta la pérdida de energía será menor. Ejemplo: plancton (1 000 kg) anchoveta (100 kg) - hombre (10 kg). Si la cadena es larga la pérdida de energía será mayor: plancton (1 000 kg) - anchoveta (1 00 kg) - pollo (1 0 kg) - hombre (1 kg).
65. IMPORTANTE Las pérdidas de energía en el paso de un eslabón trófico a otro, está entre 4% y (1 0% en promedio) constituyen el factor limitante para los componentes de la cadena trófica. En efecto, una gran parte del alimento es aprovechado para el flujo de energía del individuo (movimiento, calor, etc.) y otra parte es excretado como inservible. Por eso sólo se aprovecha un 10%, en promedio, de la energía captada por el alimento. Por ejemplo: 1 000 kg de pasto producirán, en promedio, unos 100 kg de vicuña, y éstos sólo 10 kg de peso del puma.
66. Así como la energía fluye unidireccionalmente por el ecosistema, la materia en el ecosistema pasa de un ser vivo a otro y de estos al medio ambiente, formando ciclos. Estos ciclos oscilan entre el medio abiótico y biótico. Es decir, se incorpora a los seres vivos mediante los productores y vuelve al mundo abiótico mediante los descomponedores. Estos ciclos, conocidos como biogeoquímico, son ,por ejemplo, el ciclo del agua, del O2 , del nitrógeno, del carbono, del azufre y del fósforo. Enlace aquí con ciclos biogeoquímicos
67. Un amigo quizás no sea capaz de levantarte Pero ... El buscara la forma de no dejarte CAER.
70. El carbono de la atmósfera, en forma de CO2 es fijado por organismos fotosintéticos, como bacterias, algas cianofíceas, algas eucariotas y plantas. El CO2 se transforma en glucosa. está glucosa puede convertirse en una molécula compleja (almidón, celulosa...), o bien, puede volver a la atmósfera mediante la respiración celular, transformando la glucosa, de nuevo, en CO2. El organismo fotosintético puede ser ingerido por otro organismo, pasando a formar parte de la cadena trófica. Sobre la materia muerta y los desechos orgánicos actuarán los organismos descomponedores, que transformarán la materia orgánica en CO2 que retornará a la atmósfera. En condiciones de anaerobiosis, un grupo de bacterias llamadas, bacterias metanógenas, fijan el CO2 formando CH4. Esta molécula puede oxidarse otra vez a CO2, completando el ciclo. EXPLICACIÓN SOBRE EL CICLO DEL CARBONO
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72. EXPLICACIÓN SOBRE EL CICLO DEL NITRÓGENO El nitrógeno atmosférico, N2, puede ser fijado por pocos microorganismos. Algunos de estos individuos pueden tener vida libre como las siguientes bacterias: Azotobacter (aerobio), Klebsiella (anaerobio facultativo), Clostridium (anaerobio estricto), y como algunos grupos de Cianofíceas. Otros viven en simbiosis como es el caso del género Rhizobium que vive en simbiosis con leguminosas. Todos ellos fijan el nitrógeno atmosférico transformándolo en amoniaco, NH3, que es liberado al suelo. El amoniaco se oxida mediante el proceso de Nitrificación o es asimilado directamente por la planta en el caso de la simbiosis. Cuando los organismos vivos mueren, las bacterias amonificantes (descomponedoras) transforman compuestos orgánicos y liberan al suelo NH3. El amoniaco así generado y liberado al suelo también sufre el proceso de Nitrificación.
73. La Nitrificación es realizada por dos tipos de bacterias, Nitrosomonas y Nitrobacter. Nitrosomonas oxida el amoniaco y lo transforma en nitrito, NO2-. Nitrobacter oxida el nitrito a nitrato, NO3-. En forma de NO3- las plantas lo absorben del suelo incluyéndose así en la cadena trófica. El nitrato puede retornar a la Atmósfera mediante el proceso de desnitrificación realizado por Pseudomonas. El NO- es transformado a NO, NO2 y N2,que son expulsados de la célula hacia la Atmósfera.
