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Ficha temática

Fotosíntesis

El siguiente recurso educativo entrega información del importante proceso llamado fotosíntesis. Por medio de éste, los vegetales capturan en la clorofila la energía contenida en la luz solar con el fin de fabricar materia orgánica como la glucosa a partir del dióxido de carbono y del agua.

Fotosíntesis

La energía ingresa a los ecosistemas en forma de luz solar a través de la fotosíntesis. En este proceso, los vegetales capturan en la clorofila la energía contenida en la luz solar con el fin de fabricar materia orgánica como la glucosa a partir del dióxido de carbono y del agua (figura 1).
La clorofila es una compleja molécula orgánica de color verde ubicada dentro de los cloroplastos de las células vegetales. Para que ocurra el intercambio gaseoso (CO2 y O2), las hojas de las plantas tienen unos poros llamados estomas por donde penetra el dióxido de carbono (CO2) y se libera el oxígeno (O2) que todos los seres vivos necesitan.
El proceso de la fotosíntesis consta de dos etapas o fases: la fase inicial o lumínica y la fase secundaria u oscura.

Fase inicial o lumínica
En esta fase participa la luz solar. La clorofila capta la energía solar (luz), y se rompe la molécula de agua. Es decir, en presencia de luz se rompe el enlace químico que une el hidrógeno con el oxígeno en la molécula de agua, y debido a esta ruptura se libera el oxígeno hacia el medio ambiente. El hidrógeno que se produce, se “guarda” para ser usado en la segunda etapa de la fotosíntesis: la fase secundaria u oscura.
Por otra parte, el resto de la energía de la clorofila activada por la luz se almacena en una molécula especial llamada adenosintrifosfato (ATP).

Fase secundaria u oscura
Esta fase, que ocurre en los cloroplastos, se llama así porque no requiere de la energía de Ia luz, a pesar de que puede haber luz presente.
En esta fase, el hidrógeno y el ATP formados en la etapa lumínica, en presencia de CO2, dan origen a una serie de reacciones químicas, en las cuales se van formando compuestos por la unión de átomos de C, H y O, hasta llegar a formar la glucosa que es el compuesto orgánico final de la fotosíntesis.
La glucosa es una molécula orgánica que está formada por C, H, O; por eso se llama (carbohidrato), y es altamente energética.

Esquema general de la fotosíntesis

Figura1. Esquema general de la fotosíntesis

Las moléculas de glucosa producida en la fotosíntesis circulan a través de la planta y son utilizadas por ella para su desarrollo, crecimiento y reproducción, o se almacena como almidón.
El proceso de fotosíntesis es de gran importancia, ya que gracias a él la energía lumínica se transforma en energía química en la síntesis de la glucosa, que es la fuente de alimento de los vegetales mismos y de los primeros organismos consumidores de la cadena alimentaria (herbívoros).
Los herbívoros son la fuente de alimento de los carnívoros y de esta forma se originan las relaciones de dependencia entre los organismos que componen las redes alimentarias.

Factores que afectan la tasa fotosintética:

- La concentración de CO2 atmosférico.
- La luz solar.
- La disponibilidad de agua.
- La temperatura.

Gráfico tasa fotosintética versus intensidad luminosa

Figura 2: Tasa fotosintética versus intensidad luminosa

Gráfico Tasa fotosintética versus temperatura

Figura 3. Tasa fotosintética versus temperatura

Ejercicios

1. La figura 2 muestra un gráfico que relaciona la tasa fotosintética y la intensidad luminosa. ¿Qué puedes deducir del gráfico?
2. En la figura 3 se muestra la relación que existe entre la temperatura y la tasa fotosintética. ¿Qué deduces del gráfico?
3. En este gráfico hay una tercera variable que es la luminosidad: ¿cómo afecta en la tasa fotosintética?
4. ¿Cuáles son las materias primas de la fotosíntesis?
5. ¿Qué productos resultan en la fotosíntesis?
6. ¿Qué sucedería si no hubiera energía solar?
7. ¿Qué sucedería si no existieran los vegetales?
8. ¿Qué sucedería si por medios científicos se pudiera realizar la fotosíntesis a gran escala?

foto color
 ¿QUE ES LA FOTOSINTESIS? Todos los organismos vivos, desde los más simples hasta los más complejos, requerimos de energía para hacer nuestras actividades. La fuente de esta energía puede ser química (nutrientes) o lumínica. Nosotros, como gran parte de los seres vivos, sacamos la energía de moléculas orgánicas que consumimos en los alimentos. Nuestra principal fuente energética es la glucosa de fórmula molecular C6H12O6. Pero, ¿quién sintetizó esta importante molécula? Las células vegetales tienen una particularidad excepcional, a diferencia de nosotros, y es que no requieren de una fuente química para la obtención de su energía: ¡las plantas pueden adquirir la energía de la luz! Las células vegetales tienen una estructura y composición tal que les permite fijar la energía lumínica proveniente del sol y transformarla en energía química a partir de dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O). Ir a la actividad
¿QUE ES LA FOTOSINTESIS?



 Descripción curricular:

- Nivel: 1.º Medio 

- Subsector: Ciencias biológicas

- Unidad temática: Organismo y medio ambiente

- Palabras claves: fotosíntesis, energía, clorofila, tilacoides 

- Contenidos curriculares: La fotosíntesis

- Incorporación de materia y energía a las plantas: fotosíntesis. 

- Flujo de la energía y la materia en el ecosistema: tramas alimenticias y

ciclos del carbono y nitrógeno. 

- Influencia humana en el ecosistema. 

 

- Contenidos relacionados: 

- 1.º Medio: 

 La célula como unidad funcional. 

 Procesos y funciones vitales: respiración.

- 2.º Medio:

 Material genético y reproducción celular.

 Organismo y ambiente: efectos ambientales.

- 3.º Medio: 

 Regulaciones de las funciones corporales y homeostasis.

- 4.º Medio:

 Organismo y ambiente: ecología y sociedad.  

 

- Aprendizajes esperados: 

- La organización del ecosistema y su dependencia de los flujos de

energía y materia en las tramas alimentarias. 

- Los diversos aspectos de la relación humana con el ambiente, que

satisfacen necesidades orgánicas, tecnológicas y estéticas. 

- El valor de la responsabilidad y preocupación individual y colectiva

por el ambiente. 

 

Aprendizajes esperados de esta actividad: 

- Comprenden el fenómeno de la fotosíntesis como proceso que permite la

fijación de la energía lumínica y su transformación en energía química. 

- Identifican las estructuras donde ocurre la fotosíntesis.

- Comprenden el rol de la clorofila en la captación de la energía luminosa.

- Comprenden la importancia de los organismos fotosintéticos en el flujo

energético de los ecosistemas.

 

Recursos digitales asociados de www.educarchile.cl: 

- Ficha 12: Fotosíntesis. 

- Diapositivas digitales (ppt): Biología NM1 “Organismo y medio ambiente”.

 

Actividad propuesta para este tema: 

La actividad propuesta está diseñada para realizarla en dos horas pedagógicas y es de

carácter individual. Consiste en responder preguntas que apuntan a comprender el

fenómeno de la fotosíntesis como proceso de transformación y fijación de energía, a

identificar las principales estructuras involucradas, las distintas fases de este proceso y a

reflexionar en torno a la importancia de la fotosíntesis en el flujo energético que permite el

sostenimiento de los ecosistemas y la vida en el planeta. Se requiere manejar

conocimientos básicos de metabolismo celular y se espera que el alumno sea capaz de

consultar referencias complementarias a la información proporcionada en la ficha. 

 

ACTIVIDAD: ¿Qué es la fotosíntesis?

 

1. Mapa del contenido tratado

 

mapa1

 

2. Desarrollo de la actividad: ¿Qué es la fotosíntesis? 

 

Paso 1

Esta actividad cuenta con una pequeña introducción a modo de resumen

para los estudiantes. Recomendamos profundizar este tema antes de la

realización de la actividad. 

Puede utilizar este resumen como introducción a la actividad, recordando

los conceptos vistos anteriormente. 

Entregue la guía para el estudiante (disponible en el portal educarchile.cl)

y luego comiencen la actividad.

 

Paso 2

A continuación encontrará las respuestas a las preguntas de la guía. 

 

1. Ya sabemos que los organismos vivos utilizamos diferentes formas

de energía para realizar nuestra actividades. Algunos organismos

utilizan la energía guardada en los alimentos y otros la aprovechan

directamente del sol. ¿Qué organismos utilizan la energía de los

alimentos y cuáles utilizan la energía del sol? 

Los estudiantes deben responder que los vegetales son capaces de

utilizar la energía del sol, a diferencia de los organismos animales,

que debemos obtener la energía a partir del consumo de alimentos. 

 

2. Dibuja la planta que más te gusta y descríbela. ¿De qué color es?

¿Cuánto mide? ¿Dónde crece habitualmente? 

Es importante que los estudiantes observen detalladamente la planta

que elijan. Motívelos a describir lo que observan, como los colores, el

tamaño y las formas de esta planta.  

 

3. En esta planta, ¿en qué lugar ocurre la fotosíntesis? Recuerda que la

fotosíntesis ocurre en ciertas unidades estructurales. ¿Cuáles son

estas unidades? ¿Cuál es su función? ¿A qué se le llama unidad

estructural de la fotosíntesis? ¿Dónde están estas unidades

estructurales?

La fotosíntesis ocurre en las partes verdes de las plantas, ya que es

en esta parte donde se encuentra la clorofila, pigmento que les da el

color verde a las hojas y los tallos y que es capaz de captar

longitudes de onda de la luz y utilizar esta energía para hacer las

reacciones químicas necesarias para la síntesis de carbohidratos. 

La unidad estructural de la fotosíntesis son los tilacoides, estructuras

con forma de sacos aplanados en cuyo interior se encuentran la

clorofila, otros pigmentos y proteínas necesarios para la fotosíntesis.

En el caso de las células eucariontes, estos sacos están cubiertos por

una membrana formando los cloroplastos.

 

4. La respiración celular es proceso metabólico, al igual que la

fotosíntesis. Haz un paralelo entre ambos e intenta contestar las

siguientes preguntas: ¿Cuáles son sus materias primas? ¿Cuáles son

sus productos? ¿A qué organelo celular se asemeja el cloroplasto?

Utiliza el siguiente cuadro en tu comparación. 

Es importante que los estudiantes comprendan que la fotosíntesis y

la respiración celular son dos vías metabólicas que les permiten a las

células que las realizan utilizar la energía, ya sea química o

luminosa, y transformarla en trabajo celular. En ambas se produce

intercambio gaseoso.

 

tabla

 

Son procesos inversos y complementarios: sin los productos

derivados de la fotosíntesis, el metabolismo celular no se podría

realizar.

Los cloroplastos se asemejan a las mitocondrias, ya que ambos son

organelos membranosos en donde se encuentran los

compartimientos, sustancias y enzimas necesarios para que ocurran

las reacciones químicas de la fotosíntesis y respiración celular,

respectivamente.

 

Paso 3

Una vez finalizada esta parte de la actividad, sugerimos que genere una

discusión con los estudiantes en torno a las respuestas de estas preguntas

de modo que aclaren las posibles dudas. 

La siguiente parte de la actividad tiene que ver con los efectos de la

fotosíntesis en el medio ambiente, su importancia y el rol que cumple en

nuestro planeta.

 

 

II. Reflexiones sobre la fotosíntesis

 

1. ¿Cuál es el rol de la fotosíntesis en el equilibrio global de la vida en la Tierra?

Es importante que los estudiantes mencionen que las plantas y

organismos fotosintéticos se encuentran en la base de las cadenas

tróficas, son fundamentales para iniciar el flujo energético y para que

se desarrolle el ciclo del carbono. Además, como vimos en la pregunta

4, el O2 es producto de la fotosíntesis y este es un elemento

fundamental para la vida de muchos organismos y para mantener un

equilibrio de gases en la atmósfera.

Si no cuidamos las plantas y los organismos fotosintéticos, es muy

probable que estos disminuyan de manera dramática y se produzcan

desequilibrios climáticos con consecuencias para todo el planeta y los

organismos vivos en general.

Las plantas y los organismos fotosintéticos son fundamentales para la

realización de la vida y para mantener un equilibrio biológico; por

esto, debemos cuidarlos.

    

2. En comparación con los organismos animales, los organismos

vegetales gozan de una gran ventaja para obtener su alimento.

¿Cuál es esta ventaja? 

Los estudiantes deben responder que los organismos vegetales son

capaces de producir su propio alimento (son autótrofos), en cambio

los organismos animales debemos alimentarnos de otros organismos:

somos organismos heterótrofos. 

 

3. No olvides que los vegetales son también seres vivos. Como tal,

realizan ciertas funciones características de los organismos vivos.

Recuerda cuáles son estas funciones y luego reflexiona en torno a las

siguientes preguntas:

 

En este punto los estudiantes deben recordar que los seres vivos tienen

ciertas funciones que los caracterizan como tales. Estas son: la

capacidad de crecer, reproducirse, alimentarse y respirar. 

 

a. ¿Las plantas realizan fotosíntesis en la oscuridad? 

Los estudiantes deben reconocer que para que el proceso

fotosintético se inicie, la planta debe adquirir energía por

medio de la clorofila. Si esta energía no está disponible, la

planta no podrá iniciar el proceso. 

 

b. ¿Las plantas tienen respiración celular, como los organismos

animales? 

Sí, las plantas tienen respiración celular y por lo tanto

consumen oxígeno para obtener energía del alimento que

han fabricado. Con esto eliminan CO2. Sin embargo, la

actividad metabólica asociada a esta función es muchísimo

menor que la fotosintética. 

 

Paso 3

Puede concluir la actividad revisando las respuestas de sus estudiantes.

Anímelos hacerse nuevas preguntas en torno a este proceso. 

Puede pedirles que hagan un esquema, en cartulina o papelógrafo, de la

fotosíntesis, considerando las estructuras, las fases, las materias primas y

los productos.

Información

Técnica

Descripción BreveEl siguiente recurso educativo entrega información del importante proceso llamado fotosíntesis. Por medio de éste, los vegetales capturan en la clorofila la energía contenida en la luz solar con el fin de fabricar materia orgánica como la glucosa a partir del dióxido de carbono y del agua.
Temas relacionados

>>Presentación: Organismo y ambiente

>>Video: Fotosíntesis

>>Ficha Temática: Organismo y ambiente

IdiomaEspañol (ES)
Autoreducarchile
Fuenteeducarchile
Clasificación Curricular
NivelSectorUnidad o eje
1° medioBiologíaOrganismos, ambiente y sus interacciones

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