La fotosíntesis como conversión de energía
Un frailejón del páramo de Chingaza pasa el día quieto, sin comer nada, y aun así crece año tras año. ¿De dónde saca la energía para vivir? Y algo más grande: ¿qué pasaría con tu propia energía si todas las plantas y algas del planeta desaparecieran? Al final de la página responderás ambas preguntas.
Luz que se vuelve alimento
Casi toda la energía que usan los seres vivos viene del Sol. Pero una célula no puede «comerse» la luz: necesita energía guardada en moléculas. La fotosíntesis hace esa conversión.
El pigmento que capta la luz es la clorofila, de color verde. Absorbe sobre todo luz roja y azul, y refleja la verde; por eso las hojas se ven verdes.
Según cómo consiguen su alimento, los seres vivos son:
-
Autótrofos fotosintéticos: fabrican su propia materia orgánica con luz (plantas, algas, cianobacterias). Son los productores.
-
Heterótrofos: no pueden fabricarla y la obtienen de otros seres vivos (animales, hongos, la mayoría de las bacterias).
| Organismo | Tipo | Justificación |
|---|---|---|
| Planta de café | Autótrofo | Tiene clorofila y hace fotosíntesis |
| Alga verde de un lago | Autótrofo | Capta luz con clorofila |
| Mariposa | Heterótrofo | Se alimenta de néctar, que fabrican las plantas |
| Hongo de la hojarasca | Heterótrofo | Descompone materia orgánica ajena |
La fotosíntesis se describe como un proceso de conversión de energía. Indica qué tipo de energía captan los organismos fotosintéticos y en qué tipo de energía la…
La fotosíntesis se describe como un proceso de conversión de energía. Indica qué tipo de energía captan los organismos fotosintéticos y en qué tipo de energía la transforman. Menciona además el nombre del pigmento principal que participa en la captación.
Clasifica los siguientes organismos como autótrofos fotosintéticos o heterótrofos: un frailejón del páramo de Chingaza, una mariposa, una alga verde de un lago, un hongo…
Clasifica los siguientes organismos como autótrofos fotosintéticos o heterótrofos: un frailejón del páramo de Chingaza, una mariposa, una alga verde de un lago, un hongo de la hojarasca y una planta de café. Escribe una frase corta que justifique tu clasificación.
Reactivos, productos y cloroplasto
La fotosíntesis ocurre en el cloroplasto, un organelo de las células vegetales y de las algas. Dentro tiene sacos aplanados, los tilacoides (con clorofila), apilados en grupos, y un líquido llamado estroma.
La ecuación general resume lo que entra y lo que sale:
$$6\,\text{CO}_2 + 6\,\text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{luz, clorofila}} \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\,\text{O}_2$$| Sustancias | |
|---|---|
| Reactivos | Dióxido de carbono (CO₂) y agua (H₂O) |
| Productos | Glucosa (C₆H₁₂O₆) y oxígeno (O₂) |
Los átomos de carbono de la glucosa vienen del CO₂. La glucosa luego se usa como combustible o se almacena como almidón.
Escribe los reactivos (sustancias que entran) y los productos (sustancias que se obtienen) de la fotosíntesis. Después indica en qué organelo de la célula vegetal ocurre…
Escribe los reactivos (sustancias que entran) y los productos (sustancias que se obtienen) de la fotosíntesis. Después indica en qué organelo de la célula vegetal ocurre este proceso.
Las dos fases de la fotosíntesis
La fotosíntesis tiene dos etapas encadenadas.
Fase dependiente de la luz (tilacoides). La clorofila absorbe luz. Esa energía rompe moléculas de agua, libera O₂ y produce dos moléculas portadoras de energía: ATP y NADPH.
Fase independiente de la luz, o ciclo de Calvin (estroma). Usa el ATP y el NADPH para fijar el CO₂ y construir glucosa. «Independiente» significa que no usa la luz directamente, pero sí depende de lo que produjo la fase luminosa; por eso, sin luz, se detiene poco después.
Una estudiante de once explica que la fotosíntesis tiene dos fases: una dependiente de la luz y otra que no la necesita directamente. Describe qué ocurre en cada fase,…
Una estudiante de once explica que la fotosíntesis tiene dos fases: una dependiente de la luz y otra que no la necesita directamente. Describe qué ocurre en cada fase, en qué parte del cloroplasto se da y qué productos de la primera fase utiliza la segunda.
Fotosíntesis y respiración: dos caras de la energía
Las plantas hacen fotosíntesis, pero también respiran, como todo ser vivo. La respiración celular aerobia usa O₂ para sacar energía de la glucosa y fabricar ATP:
$$\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\,\text{O}_2 \longrightarrow 6\,\text{CO}_2 + 6\,\text{H}_2\text{O} + \text{ATP}$$Compara: los productos de una son los reactivos de la otra.
| Fotosíntesis | Respiración aerobia | |
|---|---|---|
| Quién la hace | Autótrofos fotosintéticos | Casi todos los seres vivos |
| Cuándo | Solo con luz | Siempre, día y noche |
| Entra | CO₂, H₂O, luz | Glucosa, O₂ |
| Sale | Glucosa, O₂ | CO₂, H₂O, ATP |
| Energía | Se almacena | Se libera en forma de ATP |
Samuel mide el oxígeno de una pecera con plantas acuáticas:
| Hora | 6:00 | 9:00 | 12:00 | 15:00 | 18:00 | 21:00 | 24:00 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| O₂ (mg/L) | 5,0 | 6,0 | 7,5 | 8,0 | 7,0 | 6,0 | 5,0 |
Con luz, la fotosíntesis produce más O₂ del que se consume y la cifra sube. Sin luz solo hay respiración y baja. Las plantas respiran todo el tiempo porque sus células necesitan ATP, y el ATP se obtiene de la glucosa con O₂.
Samuel mide durante un día la concentración de oxígeno en el agua de una pecera con plantas acuáticas. Observa que sube durante las horas con luz y baja durante la…
Samuel mide durante un día la concentración de oxígeno en el agua de una pecera con plantas acuáticas. Observa que sube durante las horas con luz y baja durante la noche. Explica a qué procesos se deben estos cambios y por qué las plantas, aunque hacen fotosíntesis, también consumen oxígeno.
Qué cambia la velocidad de la fotosíntesis
La tasa fotosintética depende de tres factores principales: la intensidad de la luz, la concentración de CO₂ y la temperatura. Un experimento típico mide cuánto O₂ libera una planta acuática.
| Intensidad de luz (unidades) | O₂ liberado (mL/h) |
|---|---|
| 0 | 0 |
| 20 | 2 |
| 40 | 4 |
| 60 | 5,5 |
| 80 | 6 |
| 100 | 6 |
Al principio la tasa sube casi en proporción con la luz. Después se aplana: llega a un máximo (saturación), porque otro factor, como el CO₂ o la cantidad de enzimas, se vuelve el limitante.
La temperatura funciona como con cualquier enzima: la tasa sube hasta un óptimo y cae si hace demasiado calor, porque las enzimas se dañan.
Esto explica experimentos como el de tres plantas de fríjol:
En un experimento escolar se colocan tres plantas iguales de frijol: una con luz solar, otra en un armario oscuro y otra con luz pero cubierta con una bolsa sellada que…
En un experimento escolar se colocan tres plantas iguales de frijol: una con luz solar, otra en un armario oscuro y otra con luz pero cubierta con una bolsa sellada que contiene un gas sin dióxido de carbono. Después de una semana, predice en qué plantas se acumulará almidón en las hojas y justifica tu predicción con la ecuación general de la fotosíntesis.
Por qué los aerobios dependemos de la fotosíntesis
Los organismos aerobios necesitan O₂ y glucosa para obtener ATP. La fotosíntesis aporta los dos, y la cadena es esta:
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La luz solar entra al ecosistema solo a través de los productores.
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La fotosíntesis convierte esa energía en glucosa (energía química).
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Los animales, incluidos los humanos, comen productores o a quienes los comen, y así incorporan esa glucosa y otras moléculas.
-
En nuestras células, la respiración aerobia usa la glucosa y el O₂ para fabricar ATP, que mueve los músculos, las neuronas y todo el cuerpo.
La energía del ATP de tu cuerpo viene, en último término, del Sol. Además, casi todo el O₂ atmosférico viene de la fotosíntesis de plantas, algas y cianobacterias.
Deforestación en la Amazonía
Al talar selva se reduce el área de productores. Consecuencias:
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Flujo de energía: entra menos energía a las cadenas tróficas; hay menos alimento para herbívoros y, por tanto, para carnívoros. Efecto sobre todo local: la fauna de la zona pierde alimento y hábitat.
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Ciclo del carbono: hay menos CO₂ retirado del aire, y la madera quemada o descompuesta lo devuelve. Aumenta el CO₂ atmosférico, que intensifica el calentamiento. Efecto global.
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Oxígeno: a escala planetaria el efecto en el O₂ es pequeño, porque la atmósfera tiene mucho y la selva consume casi tanto O₂ como produce al respirar y al descomponerse su materia.
Argumenta por qué la fotosíntesis es necesaria para los organismos aerobios, incluidos los seres humanos. Tu respuesta debe relacionar el oxígeno liberado, la glucosa…
Argumenta por qué la fotosíntesis es necesaria para los organismos aerobios, incluidos los seres humanos. Tu respuesta debe relacionar el oxígeno liberado, la glucosa producida y la respiración celular, y explicar cómo se enlazan la energía de la luz y el ATP que usan nuestras células.
Un informe sobre la deforestación en la Amazonía colombiana señala que al talar grandes extensiones de selva se reduce el área de organismos fotosintéticos. Analiza las…
Un informe sobre la deforestación en la Amazonía colombiana señala que al talar grandes extensiones de selva se reduce el área de organismos fotosintéticos. Analiza las consecuencias de esta pérdida sobre el flujo de energía en las cadenas tróficas, el ciclo del carbono y la disponibilidad de oxígeno. Distingue qué efectos son locales y cuáles pueden ser globales, y señala una limitación de la afirmación común de que la selva es «el pulmón del planeta».