La fotosíntesis es la absorción de energía lumínica y conversión en potencial químico estable por la síntesis de compuestos orgánicos.

Universidad de San Carlos de Guatemala

Facultad de Agronomía

Área de Ciencias

Subárea de Ciencia Biológicas

Laboratorio de Ecología General

Aux Bella Elizabeth Méndez

Jornada Miércoles/Vespertina

Reporte No. 3

INFLUENCIA DE LA LUZ  EN LA PRODUCCIÓN DE OXIGENO

Introducción

La fotosíntesis es la absorción de energía lumínica y conversión en potencial químico estable por la síntesis de compuestos orgánicos.

Puede considerarse como un proceso de tres fases:

1. La absorción de la luz y retención de la energía lumínica.
2. La conversión de energía lumínica en potencial químico.
3. La estabilización y almacenaje del potencia químico

La luz es uno de los recursos esenciales para las plantas ya que juega un papel muy importante al ser una forma de energía procedente del sol, la luz se transforma por procesos biofísicos en energía química durante la fotosíntesis que consta de dos partes una de ellas es, a fase lumínica de la fotosíntesis es una etapa en la que se producen reacciones químicas con la ayuda de la luz solar y la clorofila. La clorofila capta la luz solar, y provoca el rompimiento de la molécula de agua (H2O), separando el hidrógeno (H) del oxígeno (O); es decir, el enlace químico que mantiene unidos al hidrógeno y al oxígeno de la molécula de agua, se rompe por efecto de la luz. El proceso genera oxígeno gaseoso que se libera al ambiente, y la energía no utilizada es almacenada en moléculas especiales llamadas ATP.

La fase oscura de la fotosíntesis es una etapa en la que no se necesita la luz, aunque también se realiza en su presencia ocurre en los cloroplastos y depende directamente de los productos obtenidos en la fase lumínica, en esta fase, el hidrógeno formado en la fase anterior se suma al dióxido de carbono gaseoso (CO2) presente en el aire, dando como resultado la producción de compuestos orgánicos, principalmente carbohidratos; es decir, compuestos cuyas moléculas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.

Objetivos

General

• Conocer y comprender la importancia que tiene la luz en la producción de oxígeno en las plantas-

Específicos

• Determinar y conocer la gran influencia que posee la luz en los procesos fotosintéticos en los organismos vegetales para su producción de oxígeno.
• Conocer el efecto que puede causar la luz sobre las plantas de Elodea en condiciones de luminosidad y oscuridad.
• Conocer el papel que desempeñan los cloroplastos de la elodea en la formación de oxígeno al ser expuestos a la luz

Revisión Bibliográfica

Las investigaciones en fotosíntesis presentan un desarrollo histórico ordenado que lleva a la comprensión actual del proceso. Aristóteles pensaba que la luz era necesaria para el crecimiento de las plantas, pero fue Stephen Hales, en 1727, el primero que reconoció con claridad que la luz es necesaria para el proceso por el cual las plantas adquieren nutrientes del aire (previamente se había pensado que las plantas obtienen sus sustancias solamente del agua y del suelo). Durante el periodo de 1790 a 1815 los experimentos de Priestley, Ingen-Housz, Senebier y De Saussure, establecieron que las partes verdes de las plantas absorben COZ de la atmósfera y producen Oz cuando se iluminan, revertiéndose el proceso en la oscuridad. Pronto se reconoció que también absorben el agua y convierten la luz en materia orgánica. A mediados del siglo diecinueve, el filósofo alemán Mayer había reconocido la verdadera importancia de la luz en la fotosíntesis, y su indudable importancia para el mundo vivo como proveedora de la energía para todos los procesos biológicos. En el año 1900 la fotosíntesis se había estudiado extensamente y se conocía su base cuantitativa según la ecuación (Villalobos 2002)

LA IMPORTANCIA BIOLÓGICA DEL PROCESO ESTRIBA:

• Es fuente primaria de materia orgánica para el resto de los seres vivos.
• Es fuente de energía
• Se desprende oxígeno que es utilizado en la respiración aerobia (forma más eficaz de obtener energía).
• Se completa el ciclo de la materia.

El proceso precisa de los denominados pigmentos fotosintéticos localizados en los cloroplastos.  (Villalobos, 2002).

La ecuación general que resume el proceso se puede escribir:

[pic 1]

Es un proceso que por sus resultados se puede considerar inverso a la respiración (sustancias orgánicas fuertemente reducidas, se transforman en sustancias inorgánicas oxidadas y se desprende energía, CO2 y H2O). (Hernández Gíl, 2014)

La energía de la luz, absorbida por la clorofila, se usa para sacar electrones del agua (causando la liberación de oxígeno) y para elevarlos por un proceso de transporte en dos pasos al nivel reductor requerido para reducir el dióxido de carbono. En el proceso el Pi se esterifica al ADP haciendo ATP que se usa, junto con el poder reductor generado, para llevar a cabo un ciclo de reacciones en las que el dióxido de carbono es fijado hasta carbohidrato. Se examinarán ahora con más cuidado los componentes del sistema, para desarrollar en detalle el modelo hoy aceptado. Debe advertirse que los términos reacción “lumínica” y “oscura” no son realmente muy satisfactorios. La única reacción lumínica verdadera es la absorción de fotones. Todas las reacciones de transporte de electrones que siguen, y que se incluían en el concepto primitivo de reacción lumínica, son realmente oscuras ya que pueden ser energizadas químicamente y hacerlas ocurrir en la oscuridad. La reacción oscura es en realidad un gran número de ellas que no requieren luz. Algunas se activan por la luz; la mayoría, o ninguna, ocurre en las condiciones normales de oscuridad. Por estas razones deberíamos abandonar los términos de reacción lumínica y oscura y llamarlas reacciones del transporte de electrones y reacciones del carbono de la fotosíntesis. (Hernández Gíl 2014).

REACCIONES DEL TRANSPORTE DE ELECTRONES

Luz. Las reacciones primarias de la fotosíntesis exigen la absorción de luz por los pigmentos. La luz es energía electromagnética propagada en corpúsculos discretos llamados quanta o fotones. Como la energética de las reacciones químicas se describe por lo general en términos de kilocalorías por mol de los compuestos (1 mol = 6.02 X 1023quanta). (S. Bidwell 1990)

Pigmentos. Hasta ahora el Único pigmento mencionado que absorbe luz ha sido la clorofila. Inicialmente se reconoció al pigmento verde de las plantas como la sustancia responsable de la absorción lumínica en la fotosíntesis, capaz de absorber la luz roja y la azul, no la verde. Pero hace mucho que se sabe que hay otros pigmentos diferentes en las plantas, de diversos colores y que incluso la clorofila no es una sustancia simple sino un grupo de pigmentos interrelacionados. Se descubrió que algunas sustancias coloridas de las plantas están fuera de los cloroplastos, difundidas en el citoplasma o bien presentes en cuerpecillos especiales, a veces como plastos y a menudo de forma irregular o muy angular, llamados cromatóforos. (S. Bidwell 1990)

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