martes, 7 de junio de 2011

LA FOTOSINTESIS


                                     LA FOTOSINTESIS

    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 estamos 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 foto autótrofos.
    Las fotos autótrofas contienen en su organismo un organelo llamado cloroplasto que es el encargado de ejecutar la fotosíntesis. En cloroplasto están las clorofilas que captan la luz del exterior y la almacenan en dos moléculas orgánicas, esta fase la llaman fase lumínica. La segunda fase, llamada fase oscura o ciclo de Calvin, ocurre en el estroma, y es donde la las dos moléculas son asimiladas al dióxido de carbono de la atmósfera y luego utilizadas para producir hidratos de carbono que más tarde será el almidón para exclusivo desarrollo, crecimiento y reproducción de la planta.



              Importancia Biológica de la Fotosíntesis
    La fotosíntesis es seguramente el proceso bioquímico más importante de la Biosfera por varios motivos:
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 por los diferentes seres vivos.
2.   Produce la transformación de la energía luminosa en energía química, necesaria y utilizada por los seres vivos
3.   En la fotosíntesis se libera oxígeno, que será utilizado en la respiración aerobia como oxidante.
4.   La fotosíntesis fue causante del cambio producido en la atmósfera primitiva, que era anaerobia y reductora.
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.
Se puede concluir que la diversidad de la vida existente en la Tierra depende principalmente de la fotosíntesis.

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.
         Temperatura. Como norma general, a mayor temperatura, mayor actividad fotosintética, hasta que se llega a un máximo (variable según las especies de climas cálidos, templados o fríos), superado el cual se pueden desnaturalizar algunas enzimas. La temperatura óptima variará de unas especies a otras.
         Concentración de CO2. A mayor concentración de CO2 mayor actividad fotosintética, hasta que se llega a un punto en el que se estabiliza.
         Concentración de O2. Al aumentar la concentración de O2 baja el rendimiento de la fotosíntesis debido a la fotorrespiración.
         Fotoperíodo. El rendimiento está en relación directa a las horas de exposición a la luz que tenga la planta.
         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.





                       


Fases de la Fotosíntesis

    La fotosíntesis es un proceso que ocurre en dos fases. La primera fase es un proceso que depende de la luz (reacciones luminosas), requiere la energía directa de la luz que genera los transportadores que son utilizados en la segunda fase. La fase independiente de la luz (reacciones de oscuridad), se realiza cuando los productos de las reacciones de luz son utilizados para formar enlaces covalentes carbono-carbono (C-C), de los carbohidratos. Las reacciones oscuras pueden realizarse en la oscuridad, con la condición de que la fuente de energía (ATP) y el poder reductor (NADPH) formados en la luz se encuentren presentes. Investigaciones recientes sugieren que varias enzimas del ciclo de Calvin, son activadas por la luz mediante la formación de grupos -SH; de tal forma que el termino reacción de oscuridad no es del todo correcto. Las reacciones de oscuridad se efectúan en el estroma; mientras que las de luz ocurren en los tilacoides.

REACCIONES DE LUZ

    En los procesos que dependen de la luz (reacciones de 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. En el proceso ocurre la fotólisis del agua, la que se descompone según la ecuación:
H2 O + cloroplasto + fotón à 0,5 O2 + 2 H+ + 2 electrones.
            En la reducción de un mol de CO2 se utilizan 3ATP y 2 NADPH, que a través de una serie de reacciones enzimáticas producen los enlaces C-C de los carbohidratos, en un proceso que se efectúa en la oscuridad. En las reacciones de oscuridad, el CO2 de la atmósfera (o del agua en organismos fotosintéticos acuáticos/marinos) se captura y reduce por la adición de hidrógeno (H+) para la formación de carbohidratos [(CH2 O)]. La incorporación del dióxido de carbono en compuestos orgánicos, se conoce como fijación o asimilación del carbono. La energía usada en el proceso proviene de la primera fase de la fotosíntesis. Los seres vivos no pueden utilizar directamente la energía luminosa, sin embargo a través de una serie de reacciones fotoquímicas, la pueden almacenar en la energía de los enlaces C-C de carbohidratos, que se libera luego mediante los procesos respiratorios u otros procesos metabólicos.
   En la fotosíntesis se diferencian dos etapas, con dos tipos de reacciones:
1.   Fase luminosa: en tilacoide. En ella se producen transferencias de electrones.
2.   Fase oscura: en el estroma. En ella se realiza la fijación de carbono.
                                                                                                                                                                                                  
      FASE LUMINOSA
Los hechos que ocurren en la fase luminosa de la fotosíntesis se pueden resumir en estos puntos:
1.   Síntesis de ATP o fotofosforilación que puede ser:
o    acíclica o abierta
o    cíclica o cerrada
2.   Síntesis de poder reductor NADPH
3.   Fotolisis del agua.
     Los pigmentos presentes en los tilacoides de los cloroplastos se encuentran organizados en fotosistemas (conjuntos funcionales formados por más de 200 moléculas de pigmentos); la luz captada en ellos por pigmentos que hacen de antena, es llevada hasta la molécula de "clorofila diana" que es la molécula que se oxida al liberar un electrón, que es el que irá pasando por una serie de transportadores, en cuyo recorrido liberará la energía.
 
  Existen dos tipos de fotosistemas, el fotosistema I (FSI), está asociado a moléculas de clorofila que absorben a longitudes de ondas largas (700 nm) y se conoce como P700. El fotosistema II (FSII), está asociado a moléculas de clorofila que absorben a 680 nm. Por eso se denomina P680.
   La luz es recibida en el FSII por la clorofila P680 que se oxida al liberar un electrón que asciende a un nivel superior de energía; ese electrón es recogido por una sustancia aceptora de electrones que se reduce, la Plastoquinona (PQ) y desde ésta va pasando a lo largo de una cadena transportadora de electrones, entre los que están varios citocromos (cyt b/f) y así llega hasta la plastocianina (PC) que se los cederá a moléculas de clorofila del FSI.
  En el descenso por esta cadena, con oxidación y reducción en cada paso, el electrón va liberando la energía que tenía en exceso; energía que se utiliza para bombear protones de hidrógeno desde el estroma hasta el interior de los tilacoides, generando un gradiente electroquímico de protones. Estos protones vuelven al estroma a través de la ATP-asa y se originan moléculas de ATP.
   El fotosistema II se reduce al recibir electrones procedentes de una molécula de H2O, que también por acción de la luz, se descompone en hidrógeno y oxígeno, en el proceso llamado fotólisis del H2O. De este modo se puede mantener un flujo continuo de electrones desde el agua hacia el fotosistema II y de éste al fotosistema I.
   En el fotosistema I la luz produce el mismo efecto sobre la clorofila P700, de modo que algún electrón adquiere un nivel energético superior y abandona la molécula, es recogido por otro aceptor de electrones, la ferredoxina y pasa por una nueva cadena de transporte hasta llegar a una molécula de NADP+ que es reducida a NADPH, al recibir dos electrones y un protón H+ que también procede de la descomposición del H2O.
   Los dos fotosistemas pueden actuar conjuntamente - proceso conocido como esquema en Z, para producir la fotofosforilación (obtención de ATP) o hacerlo solamente el fotosistema I; se diferencia entonces entre fosforilación no cíclica o acíclica cuando actúan los dos, y fotofosforilación cíclica, cuando actúa el fotosistema I únicamente. En la fotofosforilación acíclica se obtiene ATP y se reduce el NADP+ a NADPH, mientras que en la fotofosforilación cíclica únicamente se obtiene ATP y no se libera oxígeno.

       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.
Las plantas obtiene el CO2 del aire a través de los estomas de sus hojas. El proceso de reducción del carbono es cíclico y se conoce como Ciclo de Calvin., en honor de su descubridor M. Calvin.

 
La fijación del CO2 se produce en tres fases:
1.   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
2.   Reductiva: El ácido 3 fosfoglicérico se reduce a gliceraldehido 3 fosfato, también conocido como PGAL, utilizándose ATP Y NADPH.
3.   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.
 
En el ciclo para fijar el CO2, intervienen una serie de enzimas, y la más conocida es la enzima Rubisco (ribulosa 1,5 difosfato carboxilasa/oxidasa), que puede actuar como carboxilasa o como oxidasa, según la concentración de CO2.

FOTOSISTEMAS
   En la fotosíntesis cooperan dos grupos separados de pigmentos o foto sistemas, que se encuentran localizados en los tilacoides. Muchos organismos procariotas solamente tienen el foto sistema I (es el más primitivo desde el punto de vista evolutivo).


        Los organismos eucariotas poseen la foto sistemas I y II. El foto sistema I está asociado a las formas de clorofila a, que absorbe a longitudes de onda de 700 nm ( P700 ), mientras que el foto sistema II tiene un centro de reacción que absorbe a una longitud de onda de 680 nm ( P680 ). Cada uno de estas fotos sistemas se encuentra asociado a polipeptidos en la membrana tilacoidal y absorben energía luminosa independientemente. En la foto sistema II, se produce la fotólisis del agua y la liberación de oxígeno; sin embargo ambos foto sistemas operan en serie, transportando electrones, a través de una cadena transportadora de electrones. En el foto sistema I se transfieren dos electrones a la molécula de NADP+ y se forma NADPH, en el lado de la membrana tilacoidal que mira hacia el estroma.
                                           
                                                    Clorofila
 
    La energía captada en la fotosíntesis y el poder reductor adquirido en el proceso, hacen posible la reducción y la asimilación de los bioelementos necesarios, como nitrógeno y azufre, además de carbono, para formar materia viva.
   La radiación luminosa llega a la tierra en forma de "pequeños paquetes", conocidos como cuantos o fotones. Los seres fotosintéticos captan la luz mediante diversos pigmentos fotosensibles, entre los que destacan por su abundancia las clorofilas y carotenos.

    Al absorber los pigmentos la luz, electrones de sus moléculas adquieren niveles energéticos superiores, cuando vuelven a su nivel inicial liberan la energía que sirve para activar una reacción química: una molécula de pigmento se oxida al perder un electrón que es recogido por otra sustancia, que se reduce. Así la clorofila puede transformar la energía luminosa en energía química...

 

Descripción de la clorofila

La clorofila es el pigmento de color verde presente en plantas y algas y es el elemento básico para la transformación de la energía del sol en el proceso de la fotosíntesis.
La clorofilina es un compuesto que se obtiene de la clorofila. En contraste con la clorofila, la clorofilina es soluble en agua y tiene las mismas propiedades que ella.
La clorofila y la clorofilina se pueden encontrar como suplementos nutricionales, tanto en comprimidos como en líquido.

Acciones de la clorofila

La clorofila, además de aportar energía vital proveniente de la fotosíntesis, desintoxica y oxigena nuestras células de forma muy efectiva, con la ventaja de ser un alimento 100% natural y extremadamente saludable.

La clorofila es una fuente fácilmente digerible de vitaminas y minerales, que apoya la circulación sanguínea, intestino, riñones e hígado, al ayudar a equilibrar nuestro metabolismo.
La clorofila es un suplemento alimenticio que tiene una gran actividad desodorizante. De gran utilidad para combatir los problemas de mal aliento ocasionados por el tabaco, bebidas alcohólicas y alimentos; ayuda a eliminar los olores provocados por la transpiración.

                               Fotosíntesis y Respiración
 
La tosíntesis
   La fotosíntesis es un proceso que utiliza la energía de la luz solar. La realizan las plantas, las algas y algunas bacterias.
   El proceso consiste en utilizar el dióxido de carbono (CO2), junto con el agua y la energía de la luz del Sol, para formar materia orgánica. Las plantas y las algas logran así aplicar la energía que les llega del Sol a la construcción de su propia materia.

La fotosíntesis se puede esquematizar de la siguiente forma:
  Gráficos
  Artículos
·         Las células vegetales


La fotosíntesis


    Fotosíntesis significa Unión (síntesis) por la luz (foto).
Objetivo de la fotosíntesis: producir glucosa para alimentarse. Se lleva a cabo en los cloroplastos, consiste en una seria de reacciones que requieren energía en forma de luz.
La fotosíntesis es un proceso que utiliza la energía de la luz solar. La realizan las plantas, las algas y algunas bacterias.
 
    El proceso consiste en utilizar el dióxido de carbono (CO2), junto con el agua y la energía de la luz del Sol, para formar materia orgánica. Las plantas y las algas logran así aplicar la energía que les llega del Sol a la construcción de su propia materia.
La planta obtiene energía de la fuente más abundante posible: La Luz Solar



La Respiración
  Todos los seres vivos respiran (salvo algunas bacterias). No hay que confundir la respiración como proceso biológico con lo que llamamos vulgarmente respiración; es decir, tomar y soltar aire por nuestra nariz.
  La respiración es un proceso que se realiza en todas las partes del cuerpo del ser vivo: en todas sus células. Con la respiración, los seres vivos obtienen, descomponiendo sustancias orgánicas en presencia de oxígeno, la energía necesaria para su desarrollo y sus actividades diarias.
La respiración se puede esquematizar así:

La respiración
    La respiración celular es un proceso por el cual la célula degrada su alimento y obtiene energía. Se desarrolla en el citoplasma y en parte en la mitocondria.
Es la combustión de materia orgánica para obtener energía.
   Para quemar la materia orgánica se utiliza oxígeno, desprendiéndose CO2 y obteniéndose  H2O. La realizan todos los seres vivos para poder llevar a cabo sus funciones vitales
No hay que confundir la respiración como proceso biológico con lo que llamamos comúnmente respiración; es decir, tomar y soltar aire por nuestra nariz.


LOS TIPOS DE RESPIRACION CELULAR

    La respiración se puede hacer de dos formas con o sin oxigeno. Con oxigeno va a ser mas largo y libera mucha energía. Sin oxigeno se libera menos energía
La respiración Aeróbica (con oxigeno)
La respiración Anaeróbica (sin oxigeno)

   La respiración es un proceso que se realiza en todas las partes del cuerpo del ser vivo, en todas sus células. Con la respiración, los seres vivos obtienen, descomponiendo sustancias orgánicas en presencia de oxígeno, la energía necesaria para su desarrollo y sus actividades diarias.

 
                                          DIFERENCIAS
Fotosíntesis
Respiración
Se realiza solo en plantas verdes
 Es común en plantas y animales
 Durante su proceso se forman compuestos que tienen mucha energía.
 Durante la respiración se desdobla la glucosa para desprender energía.
 Además de la luz utiliza H2O para sintetizar la glucosa.
 Durante esta se elimina H2O y CO2.
 Libera oxígeno.
 Consume oxígeno.
 Se acumula energía.
 Lbera energía.
 Se utilizan compuestos químicos sencillos para obtener compuestos complejos.
 Se utilizan compuestos complejos para producir compuestos sencillos
 
 






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