Revista de biologia 2020

Introducción general
En la naturaleza existen dos tipos de organismos, los primeros comprende a todos aquellos
que obtienen la energía necesaria para realizar sus funciones metabólicas alimentándose de
otro organismo, lo cual conocemos como seres heterótrofos; los segundos corresponden a
aquellos que no necesitan alimentarse de otros seres vivos para sobrevivir, en esta última
categoría se encuentran las plantas, las cuales fabrican su propio alimento mediante el proceso
conocido como la fotosíntesis.
A continuación, se desarrolla como tema de estudio el proceso de la fotosíntesis, través de una
cartilla educativa, en la cual se exponen aspectos fundamentales del tema, destacando los
términos más relevantes y características esenciales y actividades de apoyo a través de las
cuales se reforzaran los conocimientos.
Este trabajo se realiza como ejercicio académico dentro de la asignatura Biología General, de
la Licenciatura en educación básica con énfasis en ciencias naturales y educación ambiental
de la Corporación Universitaria Minuto de Dios UNIMINUTO.
Autores
Julián David Jerez Ortiz
Omar jiovanny Hernández Pérez
Gloria Amparo Briceño

¿Qué es la fotosintesis?
La fotosíntesis es un proceso químico
que convierte dióxido de carbono en
compuestos orgánicos utilizando la
energía lumínica, normalmente energía
solar. Este proceso se realiza en
determinadas células vegetales a partir
de materia inorgánica.
La fotosíntesis se produce en las
plantas, las algas, y algunos grupos de
bacterias. En estos procesos
fotosintéticos la energía lumínica se
transforma
en energía
química estable. Sin embargo, no todos
los organismos que utilizan la luz como
fuente de energía efectúan la
fotosíntesis.
Este proceso permite reducir la cantidad de dióxido de carbono (CO 2) en la atmósfera
de una manera natural. Tiene una importancia crucial para la vida en la Tierra.

¿Cuál es la reacción química de la
fotosíntesis?
Durante la fotosíntesis, con la mediación de las
moléculas de clorofila, la radiación solar convertirá seis
moléculas de CO2 y seis moléculas H2O en una
molécula de glucosa (C6H12O6), que es un azúcar
fundamental para la vida de la planta.
La fotosíntesis es el proceso primario de
producción de moléculas orgánicas de sustancias
inorgánicas.
Como subproducto de la reacción, se libera
oxígeno (seis moléculas) a través de los estomas
que se encuentran en la hoja.
La fórmula de la reacción es la siguiente: 6 CO 2 +
6 H2O → C6H12O6 + 6 O2

¿Cuáles son las fases de la fotosíntesis?
La fotosíntesis de la clorofila, también llamada
fotosíntesis oxigénica, se lleva a cabo por etapas
en dos fases:
Fase luminosa
La fase luminosa o reacción dependiente de la luz
es el paso de la fotosíntesis en la que se convierte
energía solar en energía química. La clorofila y
otros pigmentos fotosintéticos como el caroteno
absorben la luz. La se utiliza para fragmentar una
molécula de agua, por lo que se produce oxígeno
como residuo.
Fase oscura
La fase oscura es un conjunto de reacciones que
se realizan sin luz. (No necesariamente de noche).
Durante esta fase, la planta convierte el dióxido de
carbono y otros compuestos en glucosa.
Estas reacciones toman los productos de la fase
luminosa que son básicamente ATP (adenosina
trifosfato) y NADPH (nicotín adenín dinucleótido
fosfato) y realizan más procesos químicos sobre
ellos.
Las reacciones de la fase oscuras son la fijación
del carbono y el Ciclo de Calvin.

Elementos que intervienen en la
fotosíntesis
Los factores externos más importantes que
intervienen en el rendimiento de la fotosíntesis son:
La temperatura: cada especie vegetal tienen un
intervalo de temperaturas en la que se siente más
cómoda.
La concentración de dióxido de carbono: el
rendimiento aumenta con la concentración de CO2.
La concentración de oxígeno: cuanto más oxígeno,
menor rendimiento.
La intensidad luminosa: a mayor intensidad
luminosa, mayor rendimiento.
El tiempo de iluminación: existen especies que
presentan una mayor producción fotosintética
cuanto mayor sea el número de horas de luz.
La abundancia de agua.
El color de la luz: dependiendo del clor de la luz y
de las características de la espécie, la conversión
fotosintética es distinta.

¿Cuántos tipos de fotosíntesis se dan
La fotosíntesis C3
en las plantas?
Es la más común (no solo en plantas, también en
algas y bacterias), mientras que la fotosíntesis C4
y CAM es utilizada por plantas típicas de
condiciones áridas que están sometidas a
condiciones de altas temperaturas y baja
humedad, por lo que se suelen considerar como
adaptaciones evolutivas a estos entornos.
Las plantas C3 utilizan una ruta fotosintética que
incorpora el CO2 de la atmósfera en una reacción
cuya primera molécula orgánica consta 3 átomos
de carbono, el ácido fosfoglicérico (PGA, del
inglés phosphoglyceric acid).
La enzima responsable de catalizar esta primera
reacción fotosintética es es la rubisco (también
escrito RuBisCO), siglas de ribulosa-1,5-
bisfosfato carboxilasa/oxigenasa. Se estima
que la rubisco es la enzima proteica más
abundante de la biosfera.

Como su nombre indica, la rubisco cataliza el
mismo proceso en sentido opuesto, es capaz de
carboxilar y de oxigenar:
Durante la fotosíntesis, la rubisco fija el
CO 2 de la atmósfera y carboxila la ribulosa
bifosfato.
Durante la fotorrespiración, la rubisco
puede tomar oxígeno de la atmósfera para
oxidar la ribulosa y desprender CO 2 . La
fotorrespiración se activa en condiciones
de alta luminosidad y alta temperatura.
La fotosíntesis C3 es la más común que se
observa en la naturaleza bajo condiciones
normales de luz y temperatura. La
fotosíntesis tiene lugar en toda la hoja y los
estomas, los poros por donde se intercambia el
CO2, el O2 y el H2O con la atmósfera,
permanecen abiertos durante el día.
Mientras los estomas están abiertos, la planta
pierde agua por transpiración, lo que puede
suponer un problema en ambientes áridos y con
altas temperaturas. Aquí, las plantas C4 y CAM
utilizan rutas metabólicas alternativas que
suponen un uso del agua más eficiente, además
de impedir que la rubisco active la ruta de la
fotorrespiración.
No obstante, en ambientes fríos o templados y
sin escasez de agua, la fotosíntesis C3 resulta
más eficiente a nivel global, pues requiere
una menor maquinaria enzimática y no
requiere estructuras anatómicas
especializadas como ocurre en los otros tipos
de fotosíntesis que veremos a continuación.

Fotosíntesis C4
También conocida como ruta de Hatch-Slack o de las
plantas C4, es la ruta fotosintética que siguen muchas
plantas tropicales y de ambientes cálidos. El dióxido de
carbono es fijado en una primera molécula con 4
átomos de carbonos, que puede ser ácido
málico o ácido aspártico, según el tipo exacto de
planta.
En los climas tropicales hay mayor radiación solar y
mayor temperatura, y la activación de la fotorrespiración
podría suponer un gran problema para la supervivencia
de la planta.
En estas plantas, al igual que en las plantas C3, los
estomas permanecen abiertos durante el día, pero la
fotosíntesis no tiene lugar en toda la hoja, sino en
células internas dispuestas en una estructura
anatómica especializada denominada anatomía de
Kranz.
El CO2 es absorbido de forma más rápida que en las
plantas C3 y es fijado por la enzima PEP Carboxilasa.
Posteriormente, el CO2 es traspasado a la rubisco en
las estructuras internas de la anatomía de Kranz
donde la activación de la fotorrespiración queda
muy limitada.

La fotosíntesis CAM
Las siglas CAM provienen del
inglés Crassulacean
Acid
Metabolism (metabolismo ácido de las
crasuláceas) y hacen referencia a una ruta
fotosintética especial que se observó por
primera vez en la familia Crassulaceae y que
difiere considerablemente de la fotosíntesis C3
y C4
Mientras que en las plantas C3 y C4
la absorción y fijación del CO 2 se produce
durante el día, en las plantas CAM ambos
procesos están separados en el tiempo.
Las plantas CAM absorben el CO 2 durante la
noche y lo almacenan en vacuolas en forma de
ácido málico. Al día siguiente, cuando hay luz, el
CO2 es liberado del ácido málico y suministrado
al ciclo de Calvin para sintetizar hidratos de
carbono.
Una de las principales ventajas adaptativas de
estas plantas es que pueden mantener los
estomas cerrados durante las horas más
cálidas del día, disminuyendo así al máximo la
pérdida de agua por transpiración.
Además, estas plantas pueden sobrevivir en
condiciones de baja concentración de CO2, pues
lo van tomando y almacenando durante la
noche, destacando como ejemplo las plantas de
agua dulce sumergidas.
Entre las plantas CAM se encuentra
muchas plantas crasas, suculentas y cactus.
También algunas orquídeas y
bromeliáceas como la piña.

Estructuras celulares que participan
en el proceso de la fotosíntesis
Los cloroplastos: son orgánulos típicos y exclusivos de
las células vegetales que poseen clorofila se componen
de una doble membrana en cuyo interior o estroma se
encuentran los discos membranosos llamados tilacoides
Dónde están las clorofilas y otros pigmentos que
participan en la absorción de la luz enzimas para el
transporte de electrones y el factor de acoplamiento para
la formación de ATP
Los cloroplastos están rodeados de una doble
membrana, en cuyo interior o estroma, se encuentran
unos discos membranosos llamados tilacoides, que al
agruparse forman una estructura llamada grana.
Los Cloroplastos de todos los organismos
fotosintéticos procariontas y eucariontas poseen
Tilacoides.
Los tilacoides son sacos aplanados o vesículas
llamadas que contienen los pigmentos fotosintéticos. Se
disponen como una «pila de panqueques» que recibe el
nombre de GRANA.
Para que la energía de la luz sirva para algo en el ser
vivo, debe ser capturada por moléculas que sean
capaces de absorberla. Estas sustancias que capturan la
luz se llaman pigmentos y se encuentran en los tilacoides
de los cloroplastos..

Pigmentos: Contienen un cromatóforo o grupo
químico capaz de absorber la luz de distintas
longitudes de onda del espectro visible.
La Clorofila absorbe las longitudes de ondas violeta,
azul, anaranjado- rojizo, rojo y pocas radiaciones de
las longitudes de onda intermedias (verde-amarilloanaranjado).
Biomoléculas presentes en el proceso
de fotosíntesis y fusión
Moléculas inorgánicas
Agua H2O
Es la molécula que suministra electrones y
a la vez proporciona los átomos de
hidrógeno que contiene la glucosa.

Dióxido de carbono CO2
Las plantas absorben el CO2 y éste actúa
como una fuente que proporciona
carbono para que el vegetal sintetiza
moléculas más complejas la glucosa.
Moléculas orgánicas
Glucosa C6h12O6
Es una fuente de energía para las células
vivientes de las plantas los animales y los
humanos durante la fotosíntesis las
plantas producen glucosa que se usa para
nutrir y proporciona un valor nutritivo a los
organismos vivientes que consumen la
planta.
Oxígeno CO2
Es el producto final del proceso de la
fotosíntesis Qué es expulsado a la
atmósfera

¿Cuales organismos realizan la
fotosintesis?
Los organismos que realizan la fotosíntesis
reciben el nombre de foto-autótrofos e
incluyen:
Las plantas
Las algas
Las bacterias
¿Qué son los organismos
fotosintéticos?
Los organismos fotosintéticos son aquellos
capaces de capturar la energía solar y
usarla para la producción de compuestos
orgánicos. Este proceso en el que se
convierte una cosa para producir otra es
más conocida como fotosíntesis. Los
compuestos iniciales de la fotosíntesis son
agua y dióxido de carbono, mientras que los
compuestos finales son moléculas de
azúcar y oxígeno.
Estos organismos son capaces de elaborar su propio alimento partiendo de la
energía solar. Entre estos se encuentran las plantas superiores,
algunos protistas y también algunas bacterias, las cuales pueden convertir
el dióxido de carbono en compuestos orgánicos y de estos compuestos
reducirlos en carbohidratos.

Historieta

Zona de juegos

re
Referencias bibliográficas
Charrier Melillán, M., Cañal, P., & Rodrigo Vega, M. (2006). Las concepciones de los
estudiantes sobre la fotosíntesis y la respiración: una revisión sobre la investigación didáctica
en el campo de la enseñanza y el aprendizaje de la nutrición de las plantas. Enseñanza de las
Ciencias, 24(3), 401-410.
Losada Villasante, M. (1977). Los distintos tipos de fotosíntesis y su regulación. Investigación y
Ciencia, 7, 6-18.
Aylas, B. (2016, 6 agosto). Fotosintesis. Slidershare.
https://www.slideshare.net/blhaaylas/fotosintesis-64765837
Planas, O. (2020, 6 octubre). ¿Qué es la fotosíntesis? Energía Solar. https://solarenergia.net/cambioclimatico/fotosintesis?fbclid=IwAR2vZp_YVwKvolh7aKZMx4U2qAtN8io2dcSOvejncjkHQSQEzIKeuiWqeU
FOTOSÍNTESIS: «estructuras involucradas». (2017, 6 octubre). ppt video online descargar.
https://slideplayer.es/slide/2938545/

Barbosa, A., Príncipe, A., Pastorino, I., Correa, A. L., & Beoletto, V. Fotosíntesis: pasado,
presente y futuro.
Melillán, M. C., Cañal, P., & Vega, M. R. (2006). Las concepciones de los estudiantes sobre la
fotosíntesis y la respiración: una revisión sobre la investigación didáctica en el campo de la
enseñanza y el aprendizaje de la nutrición de las plantas. Enseñanza de las ciencias: revista de
investigación y experiencias didácticas, 401-410.