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1° medio · Biología
Materia y energía en los seres vivos · Fotosíntesis y respiración celular

La fotosíntesis en el ecosistema

Un alerce del bosque valdiviano puede vivir miles de años y crecer varios metros sin comer nada. No come, no toma jugo de nada que tenga azúcar… y aun así fabrica madera, hojas y semillas. ¿De dónde saca la materia y la energía para crecer? La respuesta está en sus hojas y se llama fotosíntesis.

¿Qué es la fotosíntesis?

La fotosíntesis es el proceso por el cual las plantas, las algas y algunas bacterias transforman energía luminosa (la luz del Sol) en energía química, que queda almacenada en una molécula de glucosa.

En las plantas y algas ocurre en un organelo llamado cloroplasto. Dentro de él hay un pigmento verde, la clorofila, que captura la luz. Por eso las hojas son verdes: la clorofila absorbe sobre todo luz roja y azul, y refleja la verde.

Esquema de un cloroplasto que recibe luz, CO2 y agua, y produce glucosa y oxígeno clorofila Cloroplasto Luz CO₂ (aire) H₂O (suelo) O₂ Glucosa

Fíjate en la transformación de energía: luz → energía química. La glucosa es como una batería: guarda la energía para usarla después.

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Define con tus palabras qué es la fotosíntesis e indica en qué organelo de la célula vegetal ocurre. Menciona además qué tipo de energía se transforma y en qué tipo de…

Define con tus palabras qué es la fotosíntesis e indica en qué organelo de la célula vegetal ocurre. Menciona además qué tipo de energía se transforma y en qué tipo de energía queda almacenada.

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Reactantes y productos

Todo proceso químico tiene reactantes (lo que entra) y productos (lo que sale). En la fotosíntesis:

Reactantes De dónde los obtiene
Dióxido de carbono ($CO_2$) Del aire, por unas aberturas de la hoja llamadas estomas
Agua ($H_2O$) Del suelo, por las raíces
Luz Del Sol
Productos Qué ocurre con ellos
Glucosa ($C_6H_{12}O_6$) Se usa para obtener energía, crecer o se guarda como almidón
Oxígeno ($O_2$) Sale al aire por los estomas

La ecuación global, escrita con símbolos, es:

$$6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{\text{luz}} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$$

Aquí solo importa quién entra y quién sale; cómo se ajustan los números lo verás en Química.

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Nombra los reactantes y los productos de la fotosíntesis. Presenta tu respuesta en dos listas separadas y señala de dónde obtiene la planta cada reactante (aire, suelo u…

Nombra los reactantes y los productos de la fotosíntesis. Presenta tu respuesta en dos listas separadas y señala de dónde obtiene la planta cada reactante (aire, suelo u otra fuente).

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Autótrofos y heterótrofos

Los seres vivos se clasifican según cómo consiguen su alimento:

  • Autótrofos: fabrican su propia materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas, usando una fuente de energía. Los que usan la luz hacen fotosíntesis: plantas, algas y cianobacterias.

  • Heterótrofos: no pueden fabricarla; deben consumir materia orgánica de otros seres vivos. Animales, hongos y muchas bacterias.

Comparación entre organismos autótrofos y heterótrofos según su fuente de alimento Autótrofos Fabrican su alimento Araucaria, algas, cactus Energía: luz solar Heterótrofos Se alimentan de otros Puma, hongos, humanos Energía: materia orgánica
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Clasifica los siguientes organismos en autótrofos o heterótrofos: araucaria, alga parda de la costa de Chiloé, puma, hongo de un tronco y cactus del desierto de Atacama.…

Clasifica los siguientes organismos en autótrofos o heterótrofos: araucaria, alga parda de la costa de Chiloé, puma, hongo de un tronco y cactus del desierto de Atacama. Explica en una frase el criterio que usaste para clasificarlos.

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La puerta de entrada de la energía

Casi toda la energía que sostiene a los ecosistemas viene del Sol, pero los animales no pueden usar la luz directamente. Son los productores (autótrofos) los que la convierten en energía química. Desde ahí pasa de un organismo a otro.

Cadena trófica con flechas que indican el flujo de energía desde el Sol hasta el zorro culpeo Sol Pasto (productor) Roedor (herbívoro) Zorro culpeo (carnívoro) Las flechas indican el sentido del flujo de energía

La energía química que el pasto guardó en la glucosa pasa al roedor cuando se lo come, y del roedor al zorro culpeo cuando lo caza. En cada paso se pierde una parte como calor, por eso la energía no se recicla: fluye en un solo sentido. La materia, en cambio, sí se recicla: el carbono del CO₂ pasa a la glucosa y vuelve a la atmósfera cuando los organismos la usan.

La fotosíntesis también participa en el ciclo del carbono (captura CO₂) y del oxígeno (lo libera al aire y al agua).

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Explica por qué se dice que la fotosíntesis es la puerta de entrada de la energía a casi todos los ecosistemas. Incluye en tu respuesta cómo llega esa energía a un…

Explica por qué se dice que la fotosíntesis es la puerta de entrada de la energía a casi todos los ecosistemas. Incluye en tu respuesta cómo llega esa energía a un consumidor como el zorro culpeo que se alimenta de roedores herbívoros.

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Luz, clorofila y crecimiento

La glucosa que produce la planta es su fuente de energía y de materia. Con ella fabrica celulosa (paredes celulares), almidón de reserva y otras sustancias. Si hay menos fotosíntesis, hay menos glucosa y la planta crece menos.

La luz es el primer factor: sin ella, la clorofila no puede capturar energía. Una planta en un rincón oscuro suele tener:

  • hojas pálidas (la clorofila no se forma bien sin luz),

  • crecimiento lento,

  • tallos largos y débiles que «buscan» la luz.

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Isidora observa que una planta de su casa, ubicada en un rincón oscuro, tiene hojas pálidas y crece muy poco. Explica, usando lo que sabes de la fotosíntesis, qué…

Isidora observa que una planta de su casa, ubicada en un rincón oscuro, tiene hojas pálidas y crece muy poco. Explica, usando lo que sabes de la fotosíntesis, qué relación hay entre la luz, la producción de glucosa y el crecimiento de la planta. Indica además qué función cumple la clorofila.

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Factores que limitan la fotosíntesis

La velocidad de la fotosíntesis depende del ambiente. Los principales factores son:

  • Intensidad de luz.

  • Concentración de CO₂.

  • Temperatura (las enzimas que participan trabajan bien en un rango).

  • Disponibilidad de agua.

Se puede medir, por ejemplo, con el oxígeno liberado por una planta acuática. Observa cómo cambia con la luz:

Al principio, más luz significa más fotosíntesis. Pero llega un punto en que la curva se aplana: otro factor (CO₂, temperatura, agua) pasa a ser el factor limitante y ya no importa cuánta luz extra llegue.

La temperatura

Las enzimas funcionan mejor en un rango de temperatura. A temperaturas muy bajas trabajan lento; a temperaturas muy altas se desnaturalizan (pierden su forma) y dejan de funcionar de forma irreversible.

Diseñar una investigación

Para estudiar un factor se cambia solo uno y se mantienen los demás iguales:

  • Variable independiente: la que tú modificas (por ejemplo, la temperatura).

  • Variable dependiente: la que mides (burbujas de oxígeno por minuto).

  • Variables controladas: lo que mantienes constante (luz, CO₂, tipo y tamaño de planta).

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En un liceo de La Serena se midió la cantidad de oxígeno liberado por una planta acuática en una hora, a distintas intensidades de luz: | Intensidad de luz (unidades…

En un liceo de La Serena se midió la cantidad de oxígeno liberado por una planta acuática en una hora, a distintas intensidades de luz:

Intensidad de luz (unidades relativas) Oxígeno liberado (mL por hora)
0 0
20 2
40 4
60 5
80 5
  1. a) Describe cómo cambia la liberación de oxígeno al aumentar la luz.
  2. b) Propón una explicación para que entre 60 y 80 unidades no haya aumento.
  3. c) Nombra otra variable ambiental que podría estar limitando el proceso.
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Matías diseña un experimento para estudiar el efecto de la temperatura sobre la fotosíntesis de una planta acuática. Mide las burbujas de oxígeno que libera en un minuto…

Matías diseña un experimento para estudiar el efecto de la temperatura sobre la fotosíntesis de una planta acuática. Mide las burbujas de oxígeno que libera en un minuto a 10 °C, 25 °C, 40 °C y 60 °C, manteniendo constantes la luz y el dióxido de carbono.

  1. a) Identifica la variable independiente, la dependiente y dos variables que deben controlarse.
  2. b) Predice qué resultado esperarías a 60 °C y justifícalo considerando el papel de las enzimas.
  3. c) Explica por qué el resultado a 10 °C sería diferente del de 60 °C aunque en ambos casos haya menos fotosíntesis.
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Fotosíntesis y cambio climático

Hay quien dice: «Con más CO₂ en la atmósfera, las plantas harán más fotosíntesis y el problema se resuelve solo». Analicemos la idea:

  • Parte correcta: más CO₂ puede aumentar la fotosíntesis si es el factor limitante.

  • Pero hay otros factores: agua, temperatura, luz y nutrientes. Con sequía, la planta cierra estomas y no aprovecha el CO₂ extra.

  • El carbono no desaparece: queda guardado en la biomasa (madera, hojas), pero vuelve a la atmósfera por respiración, descomposición o incendios forestales.

Por eso la afirmación es incompleta: las plantas ayudan a capturar carbono, pero no compensan por sí solas el aumento de emisiones.

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En una discusión sobre cambio climático, un compañero afirma: «Si hay más dióxido de carbono en la atmósfera, las plantas harán más fotosíntesis y el problema se…

En una discusión sobre cambio climático, un compañero afirma: «Si hay más dióxido de carbono en la atmósfera, las plantas harán más fotosíntesis y el problema se resuelve solo». Analiza esta afirmación: indica qué parte es correcta, qué otros factores podrían limitar la fotosíntesis (por ejemplo, en zonas con sequía como el norte chico) y qué ocurre con el carbono que la planta incorpora. Concluye si la afirmación es válida.

Resolver

Vuelve al principio: el alerce crece sin comer porque es autótrofo. Con la luz, el CO₂ del aire y el agua del suelo fabrica glucosa en sus cloroplastos, y esa glucosa le da la energía y la materia para formar su madera.

Resumen

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