ECOLOGÍA

MARLENE BOCAZ

¿Qué es la Ecología?

-Todos los seres vivos tienen una manera de vivir que depende de su estructura y fisiología y del tipo de ambiente en que viven.

- La ecología se ocupa del estudio científico de las interacciones entre sus organismos y sus ambientes ( factores físicos y biológicos que influyen en estas relaciones, las que son resultado de la selección natural, por lo tanto todos los fenómenos ecológicos tienen una explicación evolutiva)

¿Qué significa la palabra ecología?

• El prefijo “ECO”, deriva la voz griega “OIKOS”, que significa casa o lugar para vivir.

• LOGIA = LOGOS, literalmente significa el estudio de los organismos en su hogar.

• El término fue propuesto por el biólogo Alemán Ernst Haeckel, en 1869.

Niveles de organización ecológica

¿Quién estudia la ecología y qué aspectos de ella?

• El ecólogo, estudia problemas de la ecología como.-Quién vive a la sombra de quién.-Quién devora a quién.-Quién desempeña un papel en la propagación y

dispersión de quién.-Como fluye la energía de un individuo al siguiente, en

una cadena alimentaria.Además analiza y define características de las

poblaciones y factores que determinan la agrupación de las poblaciones en comunidades.

Circulación de la materia y flujo de energía en el ecosistema.

• Todo flujo de energía y circulación de la materia comienza con la incorporación de moléculas inorgánicas al ecosistema.

• ¿Quién inicia este flujo?Los organismos autótrofos: Organismos capaces de

elaborar y sintetizar sus propios nutrientes, a partir de la fotosíntesis o quimiosíntesis.

¿Qué es la Fotosíntesis?

• Proceso mediante el cual las plantas producen sustancias orgánicas a partir de dióxido de carbono y agua.

¿Dónde ocurre?

¿Qué es un Cloroplasto?• Son orgánulos presentes en células vegetales

se encuentran mayormente en el reino plantae y en algunas en el reino protista(elodea) son los plastidios mas importantes encontrados en células vegetales

• Este organelo lleva a cabo la fotosíntesis, debido a que cuenta con un pigmento denominado clorofila ( transforma la energía luminosa en energía química).

¿Qué es la Clorofila?

• La clorofila es un pigmento, que constituye a los cloroplastos, además le otorga la coloración característico a las plantas.

• La clorofila es un compuesto orgánico, formado por moléculas que contienen CHONMg.

• Existen dos tipos de clorofila ( a y b)

Pigmentos accesorios

• Los pigmentos de plantas y algas absorben luz a distintas longitudes, todos son fotosintéticos, sin embargo la mayor cantidad en plantas terrestres corresponde a la clorofila.

Pigmentos accesorios

• Ficocianinas: pigmento en algas azul-verde.

• Ficoeritrinas: pigmento rojo en cianobacterias y algas rojas (en hongos también junto con ficocianinas).

• Caroteno y xantofilas: color amarillo y café en vegetales.

¿Cómo está formado?

• Esta rodeado por dos membranas que son externa e interna.

• Poseen ribosomas.

• Su propio material genético (DNA plastidial)

• Su interior estroma y tilacoides.

¿Qué organismos hacen fotosíntesis?

• Organismos autótrofos como:

plantas, las algas y algunas bacterias.

¿En qué consiste?

• Consiste en 2 fases:

Reacciones Luminosas

Reacciones no luminosas o “Oscuras”

TILACOIDES

¿Cómo ocurre?

• En las membrana de los tilacoides, las moléculas pigmentarias están agrupadas en unidades llamadas fotosistemas.

Las evidencias actuales señalan que existen dos fotosistemas:

a) Fotosistema I: Contiene clorofila a, denominada P700 porque la luz que mejor absorbe tiene una longitud de onda de 700 nanómetros.

b) El fotosistema II: Contiene un tipo de clorofila b conocida como P680, pues absorbe mayoritariamente esta longitud de onda (680 nm)

Pasos de la fotosíntesis

• Activación del fotosistema II

• Activación del fotosistema I

• Ciclo de Calvin

Dependientes de Luz

No dependiente de Luz

• El fotosistema II es activado por un fotón, la energía lumínica absorbida por los pigmentos antenas ( todos los pigmentos de las plantas) es transferida al centro de la reacción. Aquí la clorofila P680 reacciona e impulsa dos electrones a una molécula aceptora de electrones. Al perder estos electrones, P680 queda positiva y ejerce una fuerte atracción sobre los electrones de agua, causando su ruptura ( fotólisis de agua).

H2O

O2

Se libera a la atmosfera

• Los electrones adquiridos por el aceptor primario del fotosistema II pasan de inmediato, a una cadena transportadora de electrones, ganándose así moléculas de ATP que son necesarias para las reacciones siguientes.

• La cadena de electrones provenientes de P680, termina en el centro de reacción del fotosistema I.

• Al finalizar este proceso dependiente de luz se genera ATP, NADPH que se utilizará en las reacciones no dependientes de Luz

RESUMEN FASE LUMINOSA

• Fase dependiente de luz

• Lugar donde se realiza: membranas tilacoidales• Reactantes: H

2O, ADP y NADP+

• Productos: O2, ATP y NADPH

• Resumen del proceso:• Fotólisis del agua• Foto-fosforilación de ATP• Foto-oxidación de los fotopigmentos• Fotorreducción del NADP+

REACCIONES INDEPENDIENTES DE LA LUZ

• Estas reacciones se pueden realizar durante el día y en presencia de luz, se llaman así ya que no necesitan de esta para producirse

Reacciones “oscuras”

• Ocurren en el estroma del

cloroplastos y consta de una serie de reacciones redox, en los cuales los ATP generados por las reacciones luminosas, son utilizados para reducir el CO

2 a

hidratos de carbonos.

Al conjunto de reacciones se les denomina Ciclo de Calvin.

Melvin Calvin1911-1997

PASOS DEL CICLO DE CALVIN

• 1- Carboxilación de la ribulosa 1,5 bifosfato (RuBP) para producir dos moléculas de 3-fosfoglicerato. Esta reacción catalizada por la ribulosa 1,5 bifosfato carboxilasa/oxigenasa (Rubisco)

• 2- Reducción del 3- fosfoglicerato a una triosa fosfato con gasto de ATP y NADPH.

3- Regeneración del aceptor primario, RuBP, en que 5 moléculas de 3 carbonos (triosas y fosfatos) son reacomodadas para formar 3 moléculas de 5 carbonos (pentosas fosfato) y la liberación de las moléculas de 3 carbonos para posterior formación de azúcares como a glucosa (6 carbonos). Un ATP más es necesario para convertir una pentosa fosfato en RuBP. Entonces 3 ATP y 2 NADPH son requeridos para cada molécula de dióxido de carbono fijada.4- A cada 3 vueltas en el ciclo, una molécula de triosa fosfato es regenerada a partir de 3 moléculas de CO

2. La

triosa fosfato puede ser utilizada tanto para la síntesis de almidón por ejemplo, cuanto para formar más aceptor primario (RuBP) entrando nuevamente en el ciclo de Calvin.

Relación con la respiración celular

En el proceso de fotosíntesis, a partir de CO

2 y H

2O las

plantas obtienen moléculas orgánicas, especialmente glucosa; en el proceso se libera O

2.La glucosa y el O

2 son

utilizados por la célula en la respiración celular para obtener energía en forma de ATP, que será utilizado en funciones celulares, liberándose como desechos el CO

2 y H

2O.

FACTORES QUE AFECTAN LA FOTOSÍNTESIS

Factores internos

Son aquellos propios de las plantas y que hacen variar la tasa fotosintética:

• Presencia de estomas• Pigmentos• Contenido de agua

Estoma

H2O

CO2

Factores externos

Temperatura: en términos generales, la temperatura entre 10 y 35 ºC es la óptima para la mayoría de las plantas. La tasa fotosintética cae notablemente en temperaturas cercanas a los 60ºC.A TEMPERATURAS ALTAS OCURRE DESNATURALIZACIÓN

Intensidad de la luz: las plantas que reciben menos luz, realizan menos fotosíntesis que las que están a la luz. Sin embargo, la relación no es directamente proporcional, ya que si la planta se encuentra a pleno sol, la tasa fotosintética decae muchísimo, porque la alta cantidad de energía solar y la elevada temperatura dañan su desarrollo.

Factores externos

Concentración de CO2: el CO

2 es la molécula utilizada por las plantas para producir

diversas moléculas orgánicas. La falta de él disminuye la productividad y en exceso el proceso de fotosíntesis se satura, ya que depende de la acción de enzimas.

Años

El aumento en la concentración de CO2 a nivel planetario, está asociado a un aumento de la temperatura.

Factores externos

Variable dependiente es aquella que no es controlada por el investigador, para este ejemplo corresponde a la __________________.

Variable independiente es aquella manipulada por el investigador, para este ejemplo corresponde a la _____________.

tasa fotosintética

temperatura

Factores externos

¿Cuál es la importancia biologica de la fotosíntesis?

• Por medio de este proceso la energía es ingresada a los ecosistemas.

• Todas los organismos fotosintéticos son los productores primarios, todos los seres heterotrofos comemos organismos autotrofos o comemos animales que se alimentaron plantas o algas.

Vegetales y cianobacterias

aprovechan…

a través de…

implica…Aprovechamiento de la energía solar, que queda retenida como un compuesto orgánico.

ocurre en fases…

Energía luminosa Sin participación de la luz

utiliza…

produce… produce…

utiliza…

La energía solar

La fotosíntesis

Fase clara Fase oscura

Agua, NADP+ y ADP

O2, NADPH y ATP

CO2, NADPH y ATP

Glucosa, NADP+ y ADP

Síntesis de la clase