| Central | Complementario |
|---|---|
| 1 Describir la fotosíntesis como el proceso mediante el cual las plantas sintetizan carbohidratos a partir de materias primas utilizando energía procedente de la luz | |
| 2 Indicar la ecuación verbal de la fotosíntesis como: dióxido de carbono + agua $\rightarrow$ glucosa + oxígeno en presencia de luz y clorofila | 10 Indicar la ecuación química balanceada de la fotosíntesis como: $6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2$ |
| 3 Indicar que la clorofila es un pigmento verde presente en los cloroplastos | |
| 4 Indicar que la clorofila transfiere la energía de la luz a energía química para la síntesis de carbohidratos | |
| 5 Esquematizar el uso y almacenamiento subsiguientes de los carbohidratos producidos en la fotosíntesis, limitándose a: (a) almidón como reserva energética (b) celulosa para construir paredes celulares (c) glucosa utilizada en la respiración para proporcionar energía (d) sacarosa para el transporte en el floema (e) néctar para atraer insectos con fines de polinización | |
| 6 Explicar la importancia de: (a) los iones nitrato para la formación de aminoácidos (b) los iones magnesio para la formación de clorofila | |
| 7 Investigar la necesidad de clorofila, luz y dióxido de carbono para la fotosíntesis, utilizando controles adecuados | |
| 8 Investigar y describir los efectos de la variación de la intensidad luminosa, la concentración de dióxido de carbono y la temperatura sobre la velocidad de la fotosíntesis | |
| 9 Investigar y describir el efecto de las condiciones de luz y oscuridad sobre el intercambio gaseoso en una planta acuática utilizando solución indicadora de bicarbonato | |
| 11 Identificar y explicar los factores limitantes de la fotosíntesis en diferentes condiciones ambientales |
Nutrición vegetal
IGCSE Biología · Tema 6
7:36
Fotosíntesis
Una planta no puede cazar ni moverse. Así que construye su propio alimento a partir de casi nada: un gas del aire, agua del suelo y luz. Cada comida que…
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6.1
Fotosíntesis
Syllabus
Fuente: Plan de estudios Cambridge International
La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas fabrican carbohidratos a partir de materias primas simples, utilizando energía procedente de la luz. Es cómo las plantas se alimentan a sí mismas.
La ecuación verbal
$$\text{carbon dioxide} + \text{water} \rightarrow \text{glucose} + \text{oxygen}$$
En palabras: las plantas absorben dióxido de carbono y agua, y producen glucosa y oxígeno. Esta reacción solo puede ocurrir con luz y donde haya clorofila.
(Suplemento) La ecuación química balanceada es:
$$6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2$$
Qué hace la clorofila
La clorofila es un pigmento verde presente en los cloroplastos. Atrapa la luz y transfiere la energía lumínica a energía almacenada en productos químicos. Esa energía química se utiliza luego para construir carbohidratos.
Qué hace la planta con la glucosa
| Uso | Qué ocurre |
|---|---|
| almacenar | cambia a almidón, un almacén de energía que no se disuelve |
| construir | se convierte en celulosa para construir paredes celulares |
| liberar energía | se degrada en la respiración para liberar energía |
| transportar | cambia a sacarosa y se mueve por toda la planta a través del floema |
| atraer animales | se convierte en néctar para atraer insectos para la polinización |
Minerales del suelo
Las plantas también absorben iones minerales del suelo a través de sus raíces:
- iones nitrato — necesarios para fabricar aminoácidos (y por tanto proteínas).
- iones magnesio — necesarios para fabricar clorofila.
Una planta con deficiencia de nitrato crece mal con tallos débiles; una planta con deficiencia de magnesio tiene hojas amarillas (no puede producir suficiente clorofila).
La velocidad de la fotosíntesis
La velocidad de la fotosíntesis depende de tres cosas:
- intensidad luminosa — más luz da una mayor velocidad, hasta cierto punto.
- concentración de dióxido de carbono — más dióxido de carbono da una mayor velocidad.
- temperatura — una temperatura más cálida es más rápida, hasta que resulta tan alta que las enzimas se desnaturalizan.
(Suplemento) En cualquier momento, el factor que está en menor suministro frena la velocidad. Esto se denomina factor limitante. Por ejemplo, en un día nublado la intensidad luminosa suele ser el factor limitante; en un día soleado puede serlo la concentración de dióxido de carbono.
Ejemplo resuelto. En un gráfico de velocidad frente a intensidad luminosa, la línea sube bruscamente al principio y luego se nivela. ¿Qué factor es limitante en cada parte? En la parte de subida, añadir luz eleva la velocidad, por lo que la intensidad luminosa es el factor limitante allí. En la parte plana, añadir más luz no cambia nada, por lo que la luz ya no es limitante: algo más lo es, normalmente la concentración de dióxido de carbono o la temperatura. La prueba siempre es la misma: si añadir más de un factor acelera la reacción, ese factor era el que la frenaba.
Investigación de la fotosíntesis
Para demostrar que una planta necesita luz, clorofila y dióxido de carbono, se prueba una hoja en busca de almidón después de eliminar uno de ellos. Un control mantiene todas las demás condiciones iguales, para que la prueba sea justa. (Primero dejar la planta en la oscuridad para consumir su almidón.) Una hoja con partes verdes y blancas muestra almidón solo en las partes verdes, que tienen clorofila.
También puedes observar el intercambio gaseoso en una planta acuática usando un indicador de bicarbonato, que cambia de color a medida que cambia el nivel de dióxido de carbono. Con luz, la planta absorbe dióxido de carbono para la fotosíntesis; en la oscuridad libera dióxido de carbono procedente de la respiración.
Explorar
Qué limita la fotosíntesis
Cambie la luz y el CO₂. El factor más lento — el factor limitante — determina la velocidad.
Vocabulario
Entrenar
| Inglés | Chino | Pinyin |
|---|---|---|
| photosynthesis/ˌfəʊtəʊˈsɪnθəsɪs/ | 光合作用 | guāng hé zuò yòng |
| carbohydrates/ˌkɑːbəʊˈhaɪdreɪts/ | 碳水化合物 | tàn shuǐ huà hé wù |
| raw materials/rɔː məˈtɪərɪəlz/ | 原料 | yuán liào |
| energy/ˈenədʒi/ | 能量 | néng liàng |
| carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ | 二氧化碳 | èr yǎng huà tàn |
| glucose/ˈɡluːkəʊs/ | 葡萄糖 | pú táo táng |
| oxygen/ˈɒksɪdʒn/ | 氧气 | yǎng qì |
| chlorophyll/ˌklɔːrəʊˈfɪl/ | 叶绿素 | yè lǜ sù |
| pigment/ˈpɪɡmənt/ | 色素 | sè sù |
| chloroplasts/ˈklɔːrəʊplæsts/ | 叶绿体 | yè lǜ tǐ |
| starch/stɑːtʃ/ | 淀粉 | diàn fěn |
| cellulose/ˈseljuːləʊs/ | 纤维素 | xiān wéi sù |
| cell walls/sel wɔːlz/ | 细胞壁 | xì bāo bì |
| respiration/ˌrespɪˈreɪʃn/ | 呼吸作用 | hū xī zuò yòng |
| sucrose/ˈsuːkrəʊs/ | 蔗糖 | zhè táng |
| phloem/ˈfləʊɪm/ | 韧皮部 | rèn pí bù |
| nectar/ˈnektə/ | 花蜜 | huā mì |
| insects/ˈɪnsekts/ | 昆虫 | kūn chóng |
| pollination/ˌpɒlɪˈneɪʃn/ | 传粉 | chuán fěn |
| ions/ˈaɪɒnz/ | 离子 | lí zi |
| nitrate ions/ˈnaɪtreɪt ˈaɪɒnz/ | 硝酸根离子 | xiāo suān gēn lí zi |
| amino acids/əˈmiːnəʊ ˈæsɪdz/ | 氨基酸 | ān jī suān |
| magnesium ions/mæɡˈniːzɪəm ˈaɪɒnz/ | 镁离子 | měi lí zi |
| rate/reɪt/ | 速率 | sù lǜ |
| light intensity/laɪt ɪnˈtensɪti/ | 光照强度 | guāng zhào qiáng dù |
| concentration/ˌkɒnsənˈtreɪʃn/ | 浓度 | nóng dù |
| temperature/ˈtemprɪtʃə/ | 温度 | wēn dù |
| limiting factor/ˈlɪmɪtɪŋ ˈfæktə/ | 限制因素 | xiàn zhì yīn sù |
| control/kənˈtrəʊl/ | 对照 | duì zhào |
| gas exchange/ɡæs eksˈtʃeɪndʒ/ | 气体交换 | qì tǐ jiāo huàn |
| indicator/ˈɪndɪkeɪtə/ | 指示剂 | zhǐ shì jì |
| adapted/əˈdæptɪd/ | 适应 | shì yìng |
| surface area/ˈsɜːfɪs ˈeərɪə/ | 表面积 | biǎo miàn jī |
| cuticle/ˈkjuːtɪkl/ | 角质层 | jiǎo zhì céng |
6.2
Estructura de la hoja
Syllabus
| Núcleo | Complementario |
|---|---|
| 1 Indicar que la mayoría de las hojas tienen una gran superficie y son delgadas, y explicar cómo estas características son adaptaciones para la fotosíntesis | |
| 2 Identificar en diagramas e imágenes las siguientes estructuras en la hoja de una planta dicotiledónea: cloroplastos, cutícula, células guardantes y estomas, epidermis superior e inferior, mesofilo empalizada, parénquima esponjoso, espacios aéreos, haces vasculares, xilema y floema | |
| 3 Explicar cómo las estructuras enumeradas en 6.2.2 adaptan las hojas para la fotosíntesis |
Fuente: Plan de estudios Cambridge International
Una hoja está bien adaptada para la fotosíntesis. La mayoría de las hojas son anchas, con una gran superficie para captar mucha luz, y finas, para que los gases y la luz lleguen rápidamente a todas las células.
El centro de la hoja, el mesófilo, es donde ocurre la mayor parte de la fotosíntesis. Estas son las partes principales de una hoja:
| Estructura | Función / cómo ayuda a la fotosíntesis |
|---|---|
| cutícula | una capa cerosa transparente en la parte superior; reduce la pérdida de agua pero aún permite el paso de la luz |
| epidermis superior | una capa transparente de células sin cloroplastos; permite que la luz pase a las células inferiores |
| mesófilo en palisada | células altas, en forma de columna, repletas de cloroplastos, cerca de la parte superior; realizan la mayor parte de la fotosíntesis |
| mesófilo esponjoso | células redondeadas con espacios aéreos entre ellas, para que los gases puedan moverse fácilmente |
| estomas | pequeños orificios, principalmente en la superficie inferior, que permiten la entrada de dióxido de carbono y la salida de oxígeno |
| células guardias | un par de células alrededor de cada estoma; lo abren y cierran |
| epidermis inferior | una capa fina que contiene los estomas |
| ** haces vasculares** | contienen xilema (lleva agua a la hoja) y floema (transporta azúcares) |
Explorar
Dentro de una hoja
Toca cada capa de una sección transversal de la hoja para ver cómo su estructura está adaptada para la fotosíntesis y el intercambio gaseoso.
Vocabulario
Entrenar
| Inglés | Chino | Pinyin |
|---|---|---|
| epidermis/ˌepɪˈdɜːmɪs/ | 表皮 | biǎo pí |
| mesophyll/ˈmesəfɪl/ | 叶肉 | yè ròu |
| palisade mesophyll/ˈpælɪseɪd ˈmesəfɪl/ | 栅栏叶肉 | zhà lán yè ròu |
| spongy mesophyll/ˈspʌndʒi ˈmesəfɪl/ | 海绵叶肉 | hǎi mián yè ròu |
| air spaces/eə ˈspeɪsɪz/ | 气腔 | qì qiāng |
| stomata/ˈstəʊmətə/ | 气孔 | qì kǒng |
| guard cells/ɡɑːd selz/ | 保卫细胞 | bǎo wèi xì bāo |
| vascular bundles/ˈvæskjʊlə ˈbʌndlz/ | 维管束 | wéi guǎn shù |
| xylem/ˈzaɪləm/ | 木质部 | mù zhì bù |
6.2
Consejos para el examen
- Aprender la ecuación verbal exactamente: dióxido de carbono + agua → glucosa + oxígeno (con luz, con clorofila).
- La clorofila está en los cloroplastos; no se consume: transfiere energía lumínica.
- Relacionar cada factor con la velocidad: más luz, más dióxido de carbono, más calor (pero no demasiado) → más rápido, hasta que un factor limitante detenga el aumento adicional.
- Para la estructura de la hoja, relacionar siempre la parte con su función: ancha y fina para captar luz; células de palisada llenas de cloroplastos; estomas y espacios aéreos para el intercambio gaseoso.
- Iones nitrato → aminoácidos; iones magnesio → clorofila.
Lecciones interactivas sobre este tema
Trátalo paso a paso, con ejercicios de verificación instantánea.