CSNAT-G-1C-S7

Vista previa del material en texto

P
P
T
C
A
N
LC
LC
00
30
01
V
3
Clase
Fotosíntesis
P
P
T
C
E
S
04
9C
B
31
-A
17
V
1
Aprendizajes esperados
 Explicar el proceso de fotosíntesis en términos de aprovechamiento
de la energía solar.
 Describir las etapas de la fotosíntesis y los factores que influyen en
el proceso.
 Relacionar el ciclo del carbono con los procesos de fotosíntesis y
Respiración celular.
1. Naturaleza de la luz
2. Pigmentos fotosintéticos
3. Fotosíntesis
4. Respiración celular y fotosíntesis
5. Factores que afectan la fotosíntesis
1. Naturaleza de la luz
1.1 Concepto 
Foto proviene del griego y significa “luz”, síntesis, por su parte, significa “composición”.
Es la transformación de la materia inorgánica a orgánica gracias a la participación de la
energía que proviene de la luz, la cual se transforma en energía química (ATP), que
luego se usará para formar compuestos orgánicos estables.
Ecuación general
1. Naturaleza de la luz
1.2 Radiación electromagnética
La luz se comporta como una onda y 
como una partícula. 
En el siglo XIX, con James C. Maxwell 
(1831-1879), se empieza a descifrar la 
verdadera identidad de la luz, como 
parte muy pequeña de un espectro 
continuo de radiación: el espectro de 
radiación electromagnética.
1. Naturaleza de la luz
1.2 Radiación electromagnética
Si la luz blanca se hace pasar por
un prisma, se descompone en
todo el espectro de luz visible,
que va de 400 (luz violeta) a 700
nanómetros (luz roja). La luz que
es aprovechada por la
fotosíntesis es una parte de este
espectro de luz visible.
2. Pigmentos fotosintéticos
2.1 Pigmentos
Los pigmentos son
moléculas que absorben
luz de una cierta longitud
de onda, reflejando las
longitudes de onda que no
absorben.
El principal pigmento de la
fotosíntesis es la clorofila.
2. Pigmentos fotosintéticos
2.1 Pigmentos
Los pigmentos de plantas y algas absorben luz a distintas longitudes. Algunos de
los pigmentos fotosintéticos son:
Ficocianinas: pigmento en algas
azul-verdosas.
Ficoeritrinas: pigmento rojo en
cianobacterias y algas rojas (en
hongos también junto con
ficocianinas).
Caroteno y xantófilas: grupo de
pigmentos de color amarillo,
anaranjado y rojo, y café en
vegetales.
Espectro de absorción de pigmentos 
fotosintéticos
2. Pigmentos fotosintéticos
2.1 Pigmentos
Los máximos de absorción de la clorofila se encuentran en la longitud de onda de
400 a 450 nm (color azul) y de 650 a 700 nm (color rojo). Las longitudes de
onda que refleja le otorgan el color verde.
ALTERNATIVA 
CORRECTA
E
Reconocimiento 
Ejercitación
Con respecto a los pigmentos fotosintéticos, es correcto afirmar que 
A) existen solo dos tipos de pigmentos: los carotenoides y la clorofila. 
B) tienen la capacidad solamente de reflejar la energía de la luz solar. 
C) pueden absorber energía en cualquier región del espectro electromagnético. 
D) en células vegetales están agrupados en el citoplasma. 
E) su color está dado por las longitudes de onda que no absorben. 
2. Pigmentos fotosintéticos
2.2 Cloroplastos
Los cloroplastos son organelos abundantes (50 a 60 por célula) donde se
produce la fotosíntesis, distinguiéndose las membranas tilacoidales, en las que se
encuentran los fotosistemas I y II.
Grana
G
ra
n
a
3. Fotosíntesis
3.1 Fases de la fotosíntesis
El proceso consta de dos partes:
• Fase dependiente de luz o luminosa, que ocurre en los tilacoides
• Fase independiente de luz u oscura, que ocurre en el estroma
3. Fotosíntesis
3.2 Fase dependiente de la luz
Fotólisis 
del agua
Centro de 
reacción
Clorofila
Luz
Aceptor
Primario 
de
Electrón
Generación 
de energía
Centro de 
reacción
Clorofila
Aceptor
primario 
de
Electrón
Producción de
NADPH
Luz
NADP
1
2
3
Fotosistema 
II
Fotosistema 
I
H+
ALTERNATIVA 
CORRECTA
A
Aplicación
Ejercitación
Una consecuencia directa de la destrucción de las granas del cloroplasto es que
A) no se realiza la fotólisis del agua.
B) solo se obtiene glucosa como producto final.
C) aumenta la cantidad de O2 ambiental.
D) la molécula de agua no puede ingresar a la planta.
E) la planta generara un exceso de NADPH.
ALTERNATIVA 
CORRECTA
C
Reconocimiento
Ejercitación
Con respecto a las estructuras del cloroplasto, ¿cuál de las siguientes relaciones es
correcta?
A) En la membrana externa ocurre la fotólisis del agua.
B) En la membrana interna ocurre la fijación de carbono.
C) En los tilacoides se encuentran los fotosistemas.
D) En la membrana externa ocurre el ciclo de Calvin.
E) La fase dependiente de la luz se realiza en el estroma.
ALTERNATIVA 
CORRECTA
B
Aplicación 
Ejercitación
El agua con que se riega una planta tiene el isótopo pesado de oxígeno (18O). Al cabo
de un tiempo, al analizar los productos de la reacción fotosintética, podía verificarse
que el 18O se encontrará en
A) el CO2 liberado al medio.
B) el aire del ambiente.
C) el almidón formado.
D) la molécula de glucosa.
E) el ATP.
3. Fotosíntesis
3.4 Resumen de la fotosíntesis
Fase dependiente de luz Fase independiente de luz 
Lugar donde 
se realiza
En la membrana de los 
tilacoides.
En el estroma de los 
cloroplastos.
Elementos 
requeridos 
(reactantes)
Agua, luz solar, pigmentos y 
coenzima NADP.
ATP, NADPH y CO2
Productos
ATP, O2 y NADPH. Glucosa y otras moléculas 
orgánicas como lípidos y 
proteínas.
Resumen del 
proceso 
Durante esta fase se produce 
la fotólisis del agua, 
fotofosforilación para la 
formación de ATP, 
fotooxidación de los 
fotopigmentos y fotorreducción 
del NADP+.
Durante esta fase se forma 
glucosa gracias a la fijación de 
CO2, y a la utilización de ATP y 
NADPH. 
4. Respiración celular y Fotosíntesis
4.1 Relación entre los procesos
En el proceso de fotosíntesis, las
plantas obtienen moléculas
orgánicas, especialmente
glucosa, a partir de CO2 y H2O; en
el proceso se libera O2.
La glucosa y el O2 son utilizados
por la célula en la respiración
celular para obtener energía en
forma de ATP, que será utilizado
en funciones celulares,
liberándose CO2 y H2O como
desechos.
ALTERNATIVA 
CORRECTA
A
Comprensión 
Ejercitación
Si la fotosíntesis se detuviera a nivel planetario, entonces
A) la atmósfera quedaría sin oxígeno, en el caso de que la respiración de los seres
vivos prosiguiera a la tasa actual.
B) la energía del Sol se transformaría directamente en energía disponible para
formar nueva materia orgánica.
C) la respiración celular reemplazaría a este proceso en la función de intercambio de
energía.
D) el oxígeno aumentaría drásticamente, provocando una atmosfera altamente
inflamable.
E) los niveles de dióxido de carbono descenderían bruscamente.
5. Factores que afectan a la fotosíntesis
5.1 Factores internos
Son aquellos propios de las
plantas y que hacen variar la
tasa fotosintética:
• Presencia de estomas
• Pigmentos
• Contenido de agua
Estoma
H2O
CO2
5. Factores que afectan a la fotosíntesis
5.2 Factores externos
Temperatura: en términos generales, la
temperatura entre 10 y 35 ºC es la
óptima para la mayoría de las plantas.
La tasa fotosintética cae notablemente
frente a temperaturas cercanas a los 60
ºC.
5. Factores que afectan a la fotosíntesis
5.2 Factores externos
Intensidad de la luz: las plantas que reciben menos luz realizan menos fotosíntesis que las
que están expuestas a más luz. Sin embargo, la relación no es directamente proporcional,
ya que si la planta se somete a intensidades lumínicas muy altas, la tasa fotosintética
puede decaer porque la alta intensidad de energía solar puede dañar su fotosistema.
5. Factores que afectan a la fotosíntesis
5.2 Factores externos
Años
El incremento de la concentración de CO2
está asociado a un aumento de la
temperatura.
Rango de 
saturación 
para la 
mayoría 
de las 
plantas.
Concentración de CO2 (ppm)
Ta
sa
 f
o
to
si
n
té
ti
ca
Nivel de 
CO2
ambiente
Concentración de CO2: el CO2 es la molécula utilizada por las plantas para producir
diversas moléculas orgánicas. Su ausencia disminuyela productividad; al estar en exceso,
en cambio, provoca que el proceso de fotosíntesis se sature, ya que depende de la acción
de enzimas.
El gráfico representa el efecto de la temperatura sobre la actividad fotosintética de una planta.
A partir del gráfico, es correcto inferir que
I) el aumento de la temperatura tiene directa relación con la intensidad lumínica.
II) existe un valor de temperatura óptimo en donde la actividad fotosintética es máxima.
III) un aumento excesivo en la temperatura podría afectar a las enzimas que participan en la
fotosíntesis.
A) Solo I D) Solo I y II
B) Solo II E) Solo II y III
C) Solo III
ALTERNATIVA 
CORRECTA
E
ASE
Ejercitación
En el gráfico se muestra el efecto del tiempo de iluminación y la concentración de oxígeno sobre la
actividad fotosintética de una planta:
Con respecto al gráfico, es correcto afirmar que
I) si el medio presenta una alta concentración de oxígeno, la actividad fotosintética es menor.
II) si la planta pasa más tiempo expuesta a la luz, su actividad fotosintética aumenta.
III) el rendimiento fotosintético depende de las horas de luz y de la concentración de oxígeno.
A) Solo I D) Solo I y II
B) Solo II E) I, II y III
C) Solo III
ALTERNATIVA 
CORRECTA
E
ASE
Ejercitación
Melvin Calvin y sus colaboradores identificaron gran parte de las reacciones implicadas
en la asimilación fotoquímica del carbono que realizan los organismos fotosintéticos.
Calvin tenía un gran interés por el estudio del comportamiento de las moléculas
orgánicas y también por la utilización del carbono-14 como isótopo radiactivo, método
ideado por él.
Este científico y su equipo utilizaron un alga verde unicelular, llamada Chlorella
pyrenoidosa, a la cual se le permitió absorber CO2 enriquecido en carbono radiactivo
(carbono-14), para luego medir los compuestos radiactivos presentes en diversas etapas
del crecimiento de esta alga, separándolos por cromatografía sobre papel e
identificando con una autoradiografía cada compuesto. De esta forma, identificó gran
parte de las reacciones implicadas en la reducción del carbono del CO2 durante la
fotosíntesis.
¿Cuál de las siguientes etapas del método científico se hace explícita en el párrafo
anterior?
A) Hipótesis.
B) Observación.
C) Experimentación.
D) Análisis de conclusiones.
E) Pregunta de investigación.
Ejercicio HPC 
ALTERNATIVA 
CORRECTA
C
Comprensión
Habilidad de pensamiento científico:
Identificación de teorías y marcos conceptuales,
problemas, hipótesis, procedimientos
experimentales, inferencias y conclusiones, en
investigaciones científicas clásicas o
contemporáneas.
Pregunta oficial PSU
ALTERNATIVA 
CORRECTA
E
Reconocimiento
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, Modelo Proceso de Admisión PSU 2018.
El oxígeno que se libera en la fotosíntesis proviene 
A) del dióxido de carbono. 
B) de la transpiración. 
C) de la respiración. 
D) de la clorofila. 
E) del agua.
Vegetales y 
cianobacterias
aprovechan…
a través de…
implica…Aprovechamiento de la energía
solar, que queda retenida como
energía química en un compuesto
orgánico.
ocurre en fases…
Energía luminosa Sin participación de 
la luz
utiliza…
produce…
produce…
utiliza…
La energía solar
La fotosíntesis
Fase clara Fase oscura
Agua, NADP+ y ADP
O2, NADPH y ATP
CO2, NADPH y ATP
Glucosa, NADP+ y ADP
Síntesis de la clase