Universidad Nacional Autónoma de Chota ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIA “AÑO DEL DIÁLOGO Y LA RECONCILIACIÓN NACIONAL” TEMA: Los cloroplastos y la fotosintesis. CURSO: Biología. DOCENTE Quesquén Chancáfe Cristhian. FACULTAD: Ciencias agrarias. ESCUELA PROFESIONAL: Ing. Agroindustrial INTEGRANTES: Herrera Regalado Ana. Sagástegui Livaque Lizeth. CHOTA – PERÚ 2018 Dedicatória La presente monografía va dedicado a nuestros padres y hermanos por el apoyo moral, espiritual, económico durante el desarrollo de nuestra anhelada carrera y por ser fuente inagotable de nuestra superación. Al personal docente, administrativo, jerárquico y de servicio de UNACH, de manera muy especial a nuestro asesor biólogo Cristian Quesquén chancafe. A nuestros docentes de la carrera profesional de ING. Agroindustrial por brindarnos sus conocimientos de una manera desinteresada para poder culminar en forma satisfactoria con nuestra monografía. EL GRUPO pág. 2 AGRADECIMIENTO En primer lugar, agradezco a dios enseguida a mis queridos padres y hermanos por darme fuerza para realizar la presenté monografía. Biólogo Cristian Quesquén chancafe : Expresarle mi sincero agradecimiento por habernos asesorado de manera desinteresada en la presente monografía al mismo tiempo agradecerle por los conocimientos compartidos durante el desarrollo de nuestra monografía para poder desarrollarla satisfactoriamente. Mi cordial agradecimiento al “universidad nacional autónoma de chota”, en donde me estoy formando como ing. Agroindustrial durante el tiempo transcurrido, todos los profesores, quienes comparten sus experiencias, nuevos conocimientos, nuevas ideas y por exigirnos día a día a superarnos más y ser los mejores a través de su apoyo incondicional. EL GRUPO pág. 3 INDICE: I. INTRODUCION -------------------------------------------------------------- 05 II. III. OBJETIVOS ------------------------------------------------------------------ 06 MARCO TEÓRICO ---------------------------------------------------------- 06 ¿Qué son los cloroplastos? Estructura Función de los cloroplastos La fotosíntesis Función de la fotosíntesis Elementos que intervienen en la fotosíntesis IV. CONCLUSIONES ---------------------------------------------------------- 14 V. LINKOGRAFÍA ------------------------------------------------------------- 13 pág. 4 I. INTRODUCION: En esta presente trabajo vamos hablar sobre los cloroplastos, componentes y fisiología de la fotosíntesis como sabemos la fotosíntesis en las plantas verdes realizan la fotosíntesis esencialmente en sus hojas donde se encuentran los cloroplastos que son unos orgánulos presentes en sus células estos orgánulos contienen clorofila que es una sustancia verde que capta la energía luminosa del sol para realizar la fotosíntesis; esta energía se transforma en energía química que se almacena en forma de glucosa. De la fotosíntesis depende la vida de la mayoría de los seres vivos. Los cloroplastos fueron identificados como los orgánulos encargados de la fotosíntesis, en ellos se transforma la energía lumínica en energía química, que puede ser aprovechada por los vegetales. Además del núcleo y las vacuolas, los cloroplastos, constituyen los organelos más conspicuos de una célula vegetal. pág. 5 II. OBJETIVOS: Conocer la importancia y sus principales funciones de los cloroplastos. Aprender más sobre los cloroplastos. III. MARCO TEÓRICO 3.1 ¿QUÉ SON LOS CLOROPLASTOS? Los cloroplastos fueron identificados como los orgánulos encargados de la fotosíntesis, en ellos se transforma la energía lumínica en energía química, que puede ser aprovechada por los vegetales. Además del núcleo y las vacuolas, los cloroplastos, constituyen los organelos más conspicuos de una célula vegetal. Los cloroplastos están rodeados por una doble membrana, con una estructura interna constituida por un sistema de membranas, separadas por una matriz de naturaleza proteica llamada estroma, poseen DNA con una estructura similar al encontrado en células procariotas, así como ribosomas, embebidos en el estroma. Todos los plastidios se desarrollan a partir de procloroplástos, que son cuerpos pequeños encontrados en plantas que crecen tanto en la luz como en la oscuridad. Se dividen por fisión o bipartición, como lo hacen las mitocondrias y los organismos procariontes. Los plastidios incoloros se conocen como leucoplastos, contienen enzimas responsables de la síntesis del almidón. Los leucoplastos mejor conocidos son los amiloplastos, que almacenan granos de almidón, como los encontrados en la raíz de la yuca, el tubérculo de la papa, en granos de cereales, etc. Otros leucoplastos pueden almacenar proteínas, se conocen como proteinoplastos. Los cromoplastos son organelos coloreados, especializados en sintetizar y almacenar pigmentos carotenoides (rojo, anaranjado y amarillo), estos son el origen de los colores de muchos frutos, flores y hojas, por ejemplo, la piel del tomate, la raíz de zanahoria, etc. Los cromoplastos se originan a partir de cloroplastos jóvenes o de cloroplastos maduros, por división. Los cloroplastos son plastidios que contienen los pigmentos verdes clorofila a y b, así como carotenoides de color anaranjado y xantofilas amarillas, son característicos de los seres fotoautótrofos, que poseen la maquinaria enzimática para transformar la energía solar en energía química, a través de la fotosíntesis. Los cloroplastos son característicos de las células del mesófilo foliar, poseen una doble membrana que los asemeja a las mitocondrias. Tienen una membrana externa y otra interna, el espacio delimitado por la membrana interna está ocupado por un material amorfo, parecido a un gel, rico en enzimas, denominado estroma. Contiene las enzimas que realizan la fijación o reducción del CO2 , convirtiéndolo en carbohidratos, como el almidón. La membrana interna de los cloroplastos también engloba un tercer sistema de membranas, que consta de sacos planos llamados tilacoides, en los cuales la energía luminosa se utiliza para oxidar el agua y formar ATP (compuesto rico en energía) y NADPH (poder pág. 6 reductor), usados en el estroma para convertir el CO2 en carbohidratos. En ciertas partes de los cloroplastos, los tilacoides se disponen como monedas apiladas, denominados grana, pero en el estroma permanecen aislados. Los cloroplastos tienen forma elíptica, con un diámetro de 5 a 10 mm y su número puede variar de 20 a 100 por célula vegetal. Durante la ciclosis se mueven libremente en el citoplasma. Ellos responden directamente a la energía solar, para llevar a cabo la fotosíntesis, orientándose perpendicularmente a los rayos de luz ; sin embargo sí la energía lumínica es muy fuerte , se disponen de tal forma que la radiación incida oblicuamente, recibiendo menos luz. Los cloroplastos se originan a partir de procloroplástos, reacción ésta que es disparada por la luz, que provoca la diferenciación del plastidio, apareciendo los pigmentos y la proliferación de membranas, que origina los tilacoides y grana. Así mismo, en el estroma del cloroplasto se encuentran pequeños pedazos circulares de DNA, dispuestos en doble hélice; parecidos al DNA de las mitocondrias y bacterias. El DNA del cloroplasto regula la síntesis del RNA ribosomal, del RNA de transferencia y de la Ribulosa 1,5 difosfato carboxilasaoxigenasa (RUBISCO), enzima que cataliza la fijación del CO2 en la fotosíntesis. Sin embargo, la mayoría de las proteínas del cloroplasto, son sintetizadas en el citosol y transportadas al cloroplasto. 3.2 Estructura Los cloroplastos son organelas grandes, de 5 a 10 µm de longitud. Las características de esta estructura pueden ser visualizadas bajo un microscopio óptico tradicional. Están rodeadas por una doble membrana lipídica. Además, poseen un tercer sistema de membranas internas, llamadas membranas del tilacoide. pág. 7 Este último sistema membranoso forma un conjunto de estructuras similares a un disco, conocidas como tilacoides. La unión de tilacoides en pilas se denomina “grana” y están conectados entre sí. Gracias a este triple sistema de membranas, la estructura interna del cloroplasto es compleja y se divide en tres espacios: el espacio intermembrana (entre las dos membranas externas), el estroma (encontrado en el cloroplasto y fuera de la membrana del tilacoide) y por último el lumen del tilacoide. 3.2.1Membranas externa e interna El sistema de membrana está relacionado con la generación de ATP. Al igual que las membranas de la mitocondria, es la membrana interna la que determina el paso de las moléculas al interior de la organela. La fosfaditilcolina y el fosfaditilglicerol son los lípidos más abundantes de las membranas del cloroplasto. La membrana externa contiene una serie de poros. Por estos canales pueden ingresar libremente pequeñas moléculas. La membrana interna, por su parte, no permite el transito libre de este tipo de moléculas de bajo peso. Para que las moléculas ingresen, deben hacerlo por medio de transportadores específicos anclados a la membrana. En algunos casos existe una estructura llamada retículo periférico, formada por una red de membranas, originada específicamente de la membrana interna del cloroplasto. Algunos autores las consideran únicas de plantas con metabolismo C4, aunque se han encontrado en plantas C3. La función de estos túbulos y vesículas aún no está clara. Se propone que podrían contribuir al transporte rápido de metabolitos y proteínas dentro del cloroplasto o para incrementar la superficie de la membrana interna. 3.2.2 Membrana del tilacoide La cadena transportadora de electrones involucrada en los procesos fotosintéticos ocurre en este sistema de membranas. Los protones son pág. 8 bombeados a través de esta membrana, desde el estroma hacia el interior de los tilacoides. Este gradiente resulta en la síntesis de ATP, cuando los protones son dirigidos nuevamente al estroma. Este proceso es equivalente al que ocurre en la membrana interna de la mitocondria. La membrana del tilacoide está formada por cuatro tipos de lípidos: monogalactosil diacilglicerol, digalactosil diacilglicerol, sulfoquinovosil diacilglicerol y fosfatidilglicerol. Cada tipo cumple una función especial dentro de la bicapa lipídica de esta sección. 3.2.3 Tilacoides Los tilacoides son estructuras membranosas en forma de sacos o discos planos que se apilan en una “grana” (el plural de esta estructura es granum). Estos discos poseen un diámetro de 300 a 600 nm. En espacio interno del tilacoide se denomina lumen. La arquitectura del apilamiento de tilacoides aún es debatida. Se proponen dos modelos: el primero es el modelo helicoidal, en la que los tilacoides se enrollan entre las granas en forma de hélice. En contraste, el otro modelo propone una bifurcación. Esta hipótesis sugiere que las grana se encuentran formadas por bifurcaciones del estroma. 3.2.4 Estroma El estroma es el líquido gelatinoso que rodea a los tilacoides y se encuentra en la región interna del cloroplasto. Esta región corresponde al citosol de la supuesta bacteria que originó a este tipo de plastidio. En esta zona se encuentra las moléculas de ADN y gran cantidad de proteínas y enzimas. Especificamente se encuentran las enzimas que participan en el ciclo de Calvin, para la fijación del anhídrido carbónico en el proceso fotosintético. También se pueden encontrar gránulos de almidón pág. 9 En el estroma se encuentras los ribosomas de los cloroplastos, ya que estas estructuras sintetizan sus propias proteínas. 3.2.5 Genoma Una de las características más resaltantes de los cloroplastos es que poseen su propio sistema genético. El material genético de los cloroplastos consiste en moléculas circulares de ADN. Cada organela posee múltiples copias de esta molécula circular de 12 a 16 kb (kilobases). Se organizan en estructuras llamadas nucleoides y consisten en 10 a 20 copias del genoma plastidico, junto con proteínas y moléculas de ARN. El ADN del cloroplasto codifica para aproximadamente 120 a 130 genes. Estos resultan en proteínas y ARN relacionados con los procesos fotosintéticos como los componente del fotosistema I y II, la ATP sintasa y una de las subunidades de la Rubisco. La Rubisco (ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa/oxigenasa) es un complejo enzimático crucial en el ciclo de Calvin. De hecho, es considerada la proteína más abundante del planeta tierra. Los ARN de transferencia y los ribosomales son usados en la traducción de ARN mensajesos que están codificados en el genoma del cloroplasto. Incluye los ARN ribosomales 23S, 16S, 5S y 4,5S y 30 ARN de transferencia. También codifica para 20 proteínas ribosomales y ciertas subunidades de la ARN polimerasa. No obstante, ciertos elementos necesarios para el funcionamiento del cloroplasto están codificados en el genoma nuclear de la célula vegetal. 3.3 Función de los cloroplastos La principal función de los cloroplastos es la realización de la fotosíntesis, proceso en el que se obtiene hidratos de carbono a partir de la energía de la luz y el dióxido de carbono, pero también sirven como lugares de almacenamiento de almidón y de síntesis de algunas proteínas pág. 10 Tienen una función crítica en los organismos vegetales: es el lugar donde ocurren los procesos fotosintéticos, donde la luz solar es transformada en carbohidratos, teniendo como producto secundario el oxígeno. 3.4 LA FOTOSÍNTESIS La Fotosíntesis es un proceso mediante el cual las plantas producen sustancias orgánicas a partir de dióxido de carbono y agua en presencia de clorofila (captadora de la energía solar). El proceso de fotosíntesis como tal, lo descubrieron los científicos hace más de 200 años. Joseph Priestly (químico, físico y teólogo británico) publicó en 1772 un trabajo donde hace referencia al papel depurador de la vegetación en la naturaleza: “Por estos descubrimientos estamos seguros de que los vegetales no crecen en vano sino que limpian y purifican nuestra atmósfera”. La fotosíntesis se realiza en las hojas y tallos verdes de la planta, en unas estructuras especiales de las células vegetales: Los cloroplastos. Estos organelos contienen la clorofila, un pigmento verde que es sensible a la energía luminosa y la usa de manera eficiente para poner en marcha la fotosíntesis. Para que se realice la fotosíntesis es necesario la disponibilidad de luz y presencia de clorofila. El proceso ocurre mientras la planta recibe luz, bien sea natural o proveniente de una fuente artificial, existen dos tipos de fases en dicho proceso: la fase luminosa y fase oscura. La fase luminosa recibe este nombre porque todas las reacciones que ocurren durante ella dependen de la presencia de la luz. Ésta es captada por la clorofila permitiendo que se realice la fotólisis, reacción en la cual el agua desdobla en hidrógeno y oxígeno. Como resultado de esta reacción, el oxígeno es liberado al ambiente y el hidrogeno es utilizado en otras reacciones que ocurren dentro del mismo proceso. La fase oscura recibe este nombre porque las reacciones que ocurren en ella no dependen directamente de la luz, pero esto no significa que ocurre durante la noche. Esta fase requiere de compuestos formados durante la fase luminosa, además del dióxido de carbono que es tomado del ambiente. Éste último se combina con el hidrogeno liberado en la fotólisis y otros compuestos para formar glucosa, un carbohidrato sencillo. Cabe señalar que la actividad fotosintética o velocidad del proceso fotosintético es influenciada por diversos factores, tales como concentración de dióxido de carbono en la atmósfera, la temperatura, y la disponibilidad de agua y luz. 3.5 Función de la fotosíntesis La importancia de la fotosíntesis para la supervivencia de todos los seres vivos se advierte en la capacidad de este proceso para convertir una fuente de energía renovable y limpia, como la luz, en energía química útil para los pág. 11 mecanismos biológicos de todas las formas de vida. La fotosíntesis sólo es efectuada por un reducido grupo de organismos, entre los que sobresalen las plantas superiores. Sin embargo, se ha informado que muchas bacterias, algunos hongos y ciertos microorganismos del reino de las Móneras tienen la maquinaria bioquímica necesaria para dar lugar a este proceso. La función primaria de la fotosíntesis es convertir la energía del sol en energía química por comida. Con la excepción de ciertas plantas que utilizan la quimiosíntesis, todas las plantas y los animales en el ecosistema de la Tierra son en última instancia dependientes de los azúcares e hidratos de carbono producidos por las plantas mediante la fotosíntesis. Un subproducto del proceso de fotosíntesis es que libera oxígeno en la atmósfera. Como el filtro del aire de la naturaleza, la fotosíntesis toma el dañino dióxido de carbono, un subproducto de la respiración animal, y produce oxígeno que puede entonces ser usado para esta. La respiración es una función de nutrición por la cual la planta absorbe oxigeno del ambiente y exhala anhídrido carbónico, con producción de energía y agua. La realizan todas sus células. También intervienen enzimas que facilitan las reacciones químicas. 3.6 Elementos Que Intervienen En La Fotosíntesis 1) La luz: Las plantas realizan la fotosíntesis en relación a la cantidad de luz que reciben. 2) La temperatura: La temperatura debe oscilar entre los 10º y 35º C. de lo contario, las enzimas se podrían destruir. 3) Pigmentos fotosintéticos: la clorofila es la molécula que permite la captación de energía luminosa en el proceso de fotosíntesis. 4) Dióxido de carbono: La fotosíntesis crece al aumentar al aumentar la cantidad de CO2, hasta llegar a un límite a partir del cual el rendimiento se estabiliza. 5) Agua: Si es escasa: Los estomas de cierran e impiden el intercambio de gases entre las hojas y la atmósfera. 6) Minerales: La carencia de Calcio, Nitrógeno y Magnesio afecta al desarrollo de las plantas. pág. 12 III. CONCLUSIONES: La fotosíntesis contribuye con gran notoriedad al ciclo de la vida. Es uno de los procesos en los que tenemos oportunidad de poder respirar, estar sanos y, lo más importante, la oportunidad de estar vivos. Con ella, las plantas pueden alimentarse, y al mismo tiempo darnos a nosotros lo que necesitamos para tener una buena oxigenación. No solo a los humanos sino, a todo ser vivo. pág. 13 IV. Linkografía Brainly.lat - https://brainly.lat/tarea/61787#readmore https://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Cloroplasto.svg https://www.asturnatura.com/articulos/.../cloroplastos-estructura composicion.php https://www.asturnatura.com/articulos/organulosenergeticos/cloroplastos -estructura-composicion.php pág. 14
