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TEXTO PARA EL ESTUDIANTE
1º
Medio
BIOLOGÍA
kMedio
Armando Martín Pino Conejeros
Luis Eduardo Ravanal Moreno
Luis Hernán Rodríguez Moreno
ESTRUCTURA DEL TEXTO
Entrada de Unidad
Se presenta una introducción y los temas del capítulo
acompañados de imágenes representativas y motivadoras. También
encontrarás los objetivos de aprendizaje del capítulo.
Ciencia en acción
A través de grupos de trabajo
colaborativo o en forma individual,
tendrás un acercamiento práctico a
los contenidos. Es importante que
seas cuidadoso y observes las
indicaciones de seguridad
presentes en cada actividad.
4
Entrada de tema
Se presentan los objetivos de aprendizaje
del tema que vas a estudiar acompañado
de un organizador gráfico y una sección de
activación de los conocimientos previos
para compartir y trabajar en equipo.
Revista científica
Aquí te encontrarás con interesantes lecturas del ámbito científico,
siempre en el contexto de los temas que se están abordando.
DESAFÍO
CIENTÍFICO
Sección de tamaño variable que te permite desarrollar y
practicar las habilidades de pensamiento y de proceso
relacionadas con el tratamiento de algunos contenidos.
MÁS
QUE BIOLOGÍA
Relaciona el contexto
histórico con el avance
de la biología en el
mundo de hoy.
¿SABÍAS QUÉ?
Revisemos lo aprendido
Al final del tema encontrarás la evaluación de los aprendizajes que
te permitirán conocer tu nivel de logro y así, reforzar en caso de
ser necesario.
En esta entretenida
sección podrás enterarte
de datos curiosos o de
las diversas conexiones
que tienen los contenidos
tratados con situaciones
de nuestra vida diaria.
CON c i e n c i a
En esta sección encontrarás
alguna relación de los
contenidos con aspectos
relacionados con el cuidado
del medio ambiente.
Síntesis
Esta página te será de gran ayuda,
pues encontrarás los conceptos
relevantes o ideas fundamentales de
los temas revisados que te
permitirán consolidar tu aprendizaje.
Ensayo
Esta sección te posibilita practicar
tus conocimientos, habilidades y
destrezas en ítems con metodología
de evaluación de pruebas nacionales
e internacionales.
CL A V E
Conceptos
Son las palabras
relevantes que
aparecen al inicio del
tema que aprenderás
una vez desarrollado.
Te recomendamos visitar la web para complementar la
información del texto.
Indica recursos didácticos disponibles en el Hipertexto, que es un
conjunto de recursos multimedia que te permitirán profundizar,
ampliar y relacionar diversos aspectos de los temas tratados, a través
de diferentes propuestas, tales como videos, archivos imprimibles,
programas interactivos, etc.
Metacognición
Pequeña sección
orientada hacia la
reflexión sobre el propio
aprendizaje para
desarrollar habilidades
metacognitivas.
5
ÍNDICE
Contenidos
Unidad 1
Energía en
autótrofos y
heterótrofos
Tema 1
Energía en
autótrofos
12 - 49
Tema 2
Energía en
heterótrofos
10 - 83
Fisiología e
intercambio de
materia y energía
Metabolismo celular. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Enzimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Respiración celular . . . . . . . . . . . . . . . . . .
¿Respiración pulmonar o respiración celular? .
Fotosíntesis y respiración . . . . . . . . . . . . . .
Relaciones de alimentación . . . . . . . . . . . . .
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53
55
61
69
72
75
50 - 83
Tema 1
Transferencia de
energía
Unidad 2
Por qué las plantas sí... y los animales no . . . . . . . . .16
Tejidos vegetales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
¿Cuál es la importancia de las plantas
en el ecosistema? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
Fotosíntesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
La fotosíntesis y como ingresa la energía en los
ecosistemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Dinámica del proceso fotosintético . . . . . . . . . . . . . .35
Relación biológica entre autótrofos y heterótrofos . . .43
86 - 113
Tema 2
Especialización
celular
La energía fluye a través de la alimentación . . . . . . 89
Flujo de energía en el ecosistema . . . . . . . . . . . . . 97
Bioacumulación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Ciclos biogeoquímicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Circulación de los contaminantes aéreos . . . . . . . . 106
Disponibilidad de los nutrientes en el ecosistema . . 108
Diferenciación celular. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Los tejidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Los órganos y los sistemas . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
114 - 149
Tema 3
La membrana celular: un límite dinámico . . . . . . . 153
Intercambio entre la ¿Cómo las sustancias atraviesan las membranas? . . 158
84 - 175 célula y su ambiente
150 - 175
Unidad 3
Estructura y
composición
química de los
seres vivos
Tema 1
Bases químicas
de la vida
178 - 211
176 - 211
Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
6
Somos polvo de estrellas.
El agua fuente de vida . .
¿De qué estamos hechos?
Hidratos de carbono . . . .
Los lípidos . . . . . . . . . .
Los ácidos nucleicos. . . .
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182
185
189
191
194
203
Ciencia en acción
Revista científica
Evaluación y síntesis
Observación de tejidos . . . . . . . . . . . . . 13
¿Cómo influye la luz en la fotosíntesis? . 23
Los productos de la fotosíntesis . . . . . . . 33
Adaptaciones de plantas en
zonas de Chile . . . . . . . . . . 46
Revisemos lo aprendido. . . 48
Autoevaluación . . . . . . . . 49
Acción enzimática . . . . . . . . . . . . . .
¿Cómo ingresan los gases a
las células de las plantas?. . . . . . . . .
Gases de la respiración . . . . . . . . . . .
¿De qué se alimentan las poblaciones?
Crítica situación de
ecosistemas del planeta . . . . 78
Revisemos lo aprendido.
Autoevaluación . . . . . .
Síntesis . . . . . . . . . . .
Ensayo . . . . . . . . . . . .
Flujo de energía . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Utilizando esquemas . . . . . . . . . . . . . . 96
La enfermedad
de Minamata . . . . . . . . . . 110
Revisemos lo aprendido . . 112
Autoevaluación . . . . . . . 113
Observando la diversidad de bacterias . . 115
Observación de tejidos . . . . . . . . . . . . 124
Comunicación permanente . . . . . . . . . . 131
Se transforman células de la
piel en células troncales
totipotenciales . . . . . . . . . 146
Revisemos lo aprendido . . 148
Autoevaluación . . . . . . . 149
Transporte a través de una membrana . . 151
¿Cómo afecta la concentración
del medio externo el interior
de la célula? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Canal proteico convierte
vibraciones en
señales eléctricas . . . . . . . 170
Revisemos lo aprendido .
Autoevaluación . . . . . .
Síntesis . . . . . . . . . . .
Ensayo . . . . . . . . . . . .
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172
173
174
175
Química de la vida . . . . . . . . . . .
La molécula de la vida . . . . . . . .
Universalidad de las
moléculas orgánicas . . . . . . . . . .
Experimentando con los
hidratos de carbono . . . . . . . . . .
Experimentando con los lípidos . .
Construyendo modelos de ADN . . .
Experimentando con las proteínas.
¿Qué son y para que
sirven los ácidos
grasos omega 3? . . . . . . . . 206
Revisemos lo aprendido .
Autoevaluación . . . . . .
Síntesis . . . . . . . . . . .
Ensayo . . . . . . . . . . . .
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208
209
210
211
. . 51
. . 59
. . 70
. . 74
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80
81
82
83
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. . . . 184
. . . . 186
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190
193
198
202
7
¿CÓMO TRABAJAR EN CIENCIAS PARA
LOGRAR UN APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO?
La metodología de aprendizaje de la ciencia por indagación es el resultado de
la búsqueda del rol protagónico del estudiante en el aula; de forma que debe
construir con la ayuda del docente su propio aprendizaje. El docente guía,
ayuda y proporciona las actividades que permitirán aprender.
Los avances científicos son el sustento para asumir un cambio conceptual,
metodológico y actitudinal; es decir, se requiere situar hoy al estudiante en un
contexto de actividad similar al que vive un científico, pero bajo la atenta
dirección del docente, que actúa como guía de la investigación. Desde esta
perspectiva, estás siendo partícipe de las innovaciones dentro de las prácticas
pedagógicas docentes.
La indagación científica hace referencia a las diversas formas en las que los
científicos estudian el mundo natural y proponen explicaciones basadas en la
evidencia que deriva de su trabajo. También tú puedes desarrollar
conocimiento y comprensión sobre las ideas científicas, y además, para
entender la forma en que los científicos estudian el mundo natural. Así, utilizas
la indagación para aprender ciencias haciendo muchas de las actividades y
procesos mentales de los científicos.
Los seres humanos utilizamos de manera innata nuestra curiosidad y la técnica
del ensayo y el error para aprender acerca del mundo que nos rodea; nos
preguntamos el qué, el porqué y el cómo, reflexionamos, analizamos la
información, comparamos los resultados y constantemente cambiamos
nuestras ideas dependiendo de lo que aprendemos. Este conjunto completo
de destrezas mentales constituye una capacidad altamente desarrollada a la
que nos referimos como indagación.
8
De acuerdo con esto, una actividad que contempla la metodología
indagatoria posee cuatro etapas dentro de un ciclo de aprendizaje:
a. Focalización: Planteamiento de preguntas o problemas y explicitación de
ideas previas.
b. Exploración: Comprobación de las ideas a través de la experimentación.
c. Reflexión: Contrastación de las predicciones realizadas inicialmente con los
resultados obtenidos en la exploración.
d. Aplicación: Aplicación de lo aprendido a situaciones nuevas.
Estas etapas permiten concretizar el proceso de indagación, como una
actividad multifacética que involucra hacer observaciones, hacer preguntas,
planteamiento de hipótesis, búsqueda de evidencias, análisis de información,
rigor y revisión constante de los propios procedimientos, examinar libros y
otras fuentes de información para ver qué es lo que ya se sabe, planear
investigaciones, revisar lo aprendido en función de la evidencia experimental,
utilizar herramientas para reunir, analizar e interpretar datos, proponer
respuestas, explicaciones y predicciones, suposiciones, el empleo del
razonamiento crítico y lógico, la consideración de explicaciones alternativas y
comunicar los resultados, constituyen estrategias de indagación.
Entre las habilidades que el estudiante desarrolla al trabajar con la
metodología de la indagación están:
• Explorar hechos y fenómenos.
• Analizar problemas.
• Observar, recoger y organizar información relevante.
• Utilizar diferentes métodos de análisis.
• Evaluar los métodos.
• Compartir los resultados.
Focalización
Observación
Preguntas de investigación
Formulación de la hipótesis
Exploración
Diseño experimental
Registro de las
observaciones
Comparación
Recopilación y
ordenamiento de datos
Análisis de datos
Aplicación
Conclusión y comunicación
de datos
Evaluación del trabajo
realizado
Las actitudes científicas son igualmente importantes y, por ello, se busca
fomentar y desarrollar en el estudiante:
• La curiosidad.
• La honestidad en la recolección de datos y su validación.
• La flexibilidad.
• La persistencia.
• La crítica y la apertura mental.
• La disponibilidad para hacer juicios.
• La disponibilidad para tolerar la incertidumbre y aceptar la naturaleza
provisional propia de la exploración científica.
• La reflexión sobre el pasado, el presente y el futuro.
• El deseo y la voluntad de valorar críticamente las consecuencias de los
descubrimientos científicos.
• La disposición para el trabajo en equipo.
9
UNIDAD 1
Introducción
Estudiarás en esta Unidad:
El que la energía mueva al mundo es una realidad
innegable. Sin embargo, es necesario focalizar que algunos
tipos de energía son de mayor valor para los seres vivos;
entre ellas, la energía química fundamental para llevar a
cabo las actividades celulares. También la energía calórica
que mantiene el equilibrio en muchos seres vivos para
favorecer una gran variedad y cantidad de reacciones
químicas, mediadas por enzimas que condicionan su
acción a la temperatura del sistema y que participan de
aquellas reacciones que utilizan o generan energía química.
Una suerte de ciclo muy complejo y altamente eficiente,
que es regulado por una serie de factores como las
hormonas, oxígeno, sales minerales, enzimas, entre otros.
Tema 1: Energía en autótrofos
• Identificación de las estructuras y funciones
de las plantas.
• Reconocimiento de los tejidos fotosintéticos.
• Explicación de la fotosíntesis y la participación
de algunas moléculas orgánicas.
• Relación biológica entre autótrofos y
heterótrofos.
La vida en la Tierra depende fundamentalmente de la
energía solar, la cual es captada mediante el proceso
fotosintético. Este es finalmente responsable de la
producción de toda la materia orgánica que conocemos.
Esto comprende los alimentos que consumimos
diariamente tanto nosotros como los animales, los
combustibles fósiles (petróleo, gas, gasolina, carbón), así
como también la leña, la madera, la pulpa para papel,
además de la materia prima para la fabricación de fibras
sintéticas, plásticos, poliéster, etcétera.
10
Tema 2: Energía en heterótrofos
• Explicar la actividad metabólica de la célula
como un conjunto de reacciones químicas
catalizadas por enzimas.
• Diferenciar entre una actividad anabólica y
una actividad catabólica.
• Interpretar la actividad de las enzimas como
parte del metabolismo celular.
• Caracterizar la actividad enzimática.
• Describir el proceso de respiración y asociarlo
a la producción de energía.
• Establecer la relación existente entre el
proceso de fotosíntesis y el proceso de
respiración celular.
Energía en autótrofos
y heterótrofos
Al finalizar esta Unidad se espera que puedas:
• Identificar los tejidos de las plantas, determinando su participación en los procesos vitales de la planta.
• Reconocer que el funcionamiento de los tejidos y órganos de las plantas se basan en la actividad de células
especializadas que poseen una organización particular.
• Explicar la fotosíntesis como un proceso que incorpora carbono desde el mundo inorgánico al orgánico en forma
de almidón, utilizando la energía de la luz solar.
• Identificar la materia prima y los productos de la fotosíntesis como compuestos orgánicos e inorgánicos simples.
• Realizar actividades experimentales de manera autónoma y responsable.
• Asociar que el almidón producido por la planta es utilizado por ésta como nutriente.
• Valorar que la falta de un elemento perjudica el funcionamiento y equilibrio de la naturaleza.
• Comparar las relaciones de alimentación existentes entre los seres vivos.
• Analizar información relevante distinguiendo entre lecturas literales y lecturas inferenciales.
• Diferenciar entre los procesos de anabolismo y catabolismo como parte del metabolismo en autótrofos y heterótrofos.
• Relacionar el proceso de la respiración celular como una forma de obtener energía en los organismos heterótrofos.
• Comparar entre fotosíntesis y respiración celular como formas de obtener energía entre los autótrofos y heterótrofos.
• Caracterizar la actividad metabólica de la célula como un conjunto de reacciones químicas catalizadas por enzimas.
• Procesar e interpretar datos empíricos distinguiendo entre lecturas literales y lecturas inferenciales.
• Identificar problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones en investigaciones
propias, clásicas o contemporáneas.
• Desarrollar acciones orientadas hacia la preservación de la naturaleza y cuidado del medioambiente a través del
proceso de aprendizaje.
11
TEMA 1
Energía en autótrofos
Estudiarás en este tema
•
•
•
•
Identificación de las estructuras y funciones de las plantas.
Reconocimiento de los tejidos fotosintéticos.
Explicación de la fotosíntesis y la participación de algunas moléculas orgánicas.
Relación biológica entre autótrofos y heterótrofos.
El siguiente cuadro sinóptico te será de utilidad para comprender la relación entre los conceptos que se tratarán
durante este tema.
Seres vivos
Pueden dividirse según la
forma de obtener energía en
Autótrofos
Heterótrofos
realizan
Quimiosíntesis
Fotosíntesis
Tejidos
especializados
consumida
Es un proceso que requiere de
Cloroplastos
Organelos celulares que contienen
Clorofila
Energía luminosa
Pigmento que capta
Queda capturada en
Materia orgánica
producida
como
Glucosa
Para iniciar la discusión
1. En lo personal, ¿para qué son importantes las plantas?
2. Propone tres preguntas vinculadas con la forma como una planta obtiene la energía y cuáles esperamos que
sean resueltas al término del estudio de este tema.
12
TEMA 1:
Energía en autótrofos
CIENCIA
EN ACCIÓN
Observación de tejidos
Estudiaremos
Tejidos especializados en vegetales.
Introducción
Organiza un grupo de trabajo de no más de tres integrantes. Busquen una
hoja, una ramita o tallo y un trozo de raíz de un árbol o arbusto.
1.
Señale tres criterios de selección de
2.
la muestra en estudio:
3.
Paso 1: Observación
Todos los días pasas por el lado de una gran variedad de plantas; sin embargo,
difícilmente te has detenido a observar las características de ellas. ¿Qué
instrumento te permitiría una observación detallada del exterior de la ramita o
tallo, la hoja y la raíz? ¿Qué instrumento te permitiría observar los detalles
internos de un tallo, hoja o raíz?
Paso 2: Preguntas de investigación
Cada vez que realizamos una observación de algún hecho, situación o
elemento de la naturaleza surgen interrogantes, que eventualmente pueden
convertirse en nuestras preguntas de investigación, como por ejemplo:
• ¿Por qué las estructuras de las plantas son tan diferentes unas de otra?
• Sabiendo que cada estructura de las plantas cumplen una función específica,
¿cómo se logra esta especialización?
Habilidades
• Observación de material
biológico.
• Registro a través de dibujos y
esquemas.
• Predicción de resultados.
• Formulación de hipótesis.
• Planificación de diseño
experimental.
• Interpretación de resultados.
• Comunicación de resultados.
Materiales
•
•
•
•
•
•
•
•
Lupa.
Microscopio.
Cuchillo o bisturí.
Palo de fósforo.
Ramita o tallo.
Hojas de cardenal.
Raíz de cebollas.
Cuaderno de registro.
Ahora a partir de la observación del material biológico (muestra), formulen al
menos una pregunta de investigación.
Paso 3: Formulación de hipótesis
Las respuestas formuladas a las preguntas anteriores constituyen las hipótesis
de trabajo que serán expuestas a comprobación mediante la práctica
experimental que ustedes diseñarán a partir de una guía de diseño
experimental que les presentamos a continuación. Es importante considerar
que las hipótesis serán más robustas en la medida en que su marco teórico sea
más rico. Inicialmente podemos plantear una hipótesis que surge del sentido
común, pero esta debe evolucionar y concebirla como una posible explicación
biológica al fenómeno u hecho en discusión.
Paso 4: Diseño experimental
El diseño experimental debe permitir aceptar o rechazar la(s) hipótesis
planteada(s). Para ello, podemos proponer un diseño o protocolo experimental
que permita poner a prueba la(s) hipótesis. En esta ocasión y para comenzar
considera como referencia el que proponemos a continuación:
13
UNIDAD 1: Energía en
autótrofos y heterótrofos
1. Observen bajo la lupa las estructuras de la planta.
2. Con mucho cuidado, utilicen un cuchillo fino o bisturí para realizar un corte
transversal a la ramita o tallo, hoja y raíz.
3. Observen bajo el microscopio, y en cada una de las estructuras
identifiquen tejidos diferentes.
Paso 5: Registro de observaciones
El registro de observaciones permite a los científicos establecer asociaciones e
identificar hechos relevantes para comparar las hipótesis y evaluarlas. Les
proponemos tener presente para sus registros las siguientes recomendaciones:
1. Dibujen cada observación en un cuaderno de registro.
2. Bajo cada uno de sus dibujos, propongan una descripción de lo observado,
poniendo énfasis en aquellos aspectos que distingan cada estructura
observada.
Paso 6: Recopilación y ordenamiento de datos
Ordenar los datos recopilados es una tarea prioritaria al interpretar la
información. A continuación les proponemos una forma de hacerlo,
completando la siguiente ficha de registro.
Dibujo 1
Dibujo 2
Dibujo 3
Descripción 1
Descripción 1
Descripción 1
Paso 7: Análisis de datos
Los datos obtenidos nos permiten analizar la información recogida con el
propósito de responder a las preguntas de investigación como para testear
la(s) hipótesis. Un análisis demanda una serie de procesos, como contrastar,
comparar, seleccionar información, proponer categorías de análisis, entre otras.
Para comenzar proponemos las siguientes acciones que pueden ayudar a
generar un buen análisis:
1. Comparen cada uno de los dibujos y descripciones realizadas durante la
actividad.
2. Realicen una discusión de lo observado y lleguen a acuerdos sobre las
descripciones hechas para obtener una descripción final que satisfaga a
cada integrante. Para ello, ayúdense de las siguientes preguntas:
a. ¿Qué diferencia hay entre la observación bajo la lupa y el microscopio?
b. ¿Los tejidos observados en cada estructura presentaron diferencias? Si es
así, ¿a qué se deben dichas diferencias?
14
TEMA 1:
Energía en autótrofos
c. A pesar de la especialización celular observada en distintos tejidos, ¿qué
elementos son comunes a todas las células?
Paso 8: Conclusión y comunicación de datos
Uno de los objetivos de la ciencia es comunicar sus resultados con el propósito
de aportar con antecedentes teóricos y metodológicos que orienten el trabajo
científico de otros investigadores.
En esta oportunidad les proponemos entregar a su profesor o profesora un
informe científico.
Para ello les sugerimos atender las siguientes indicaciones:
1. Página titular: con el título de tu proyecto centralizado. Escoge un título
corto y descriptivo, que vaya a lo central del tema.
2. Tabla de contenidos o índice.
3. Introducción: describe el problema de tu investigación, indica el propósito,
la hipótesis y brevemente menciona los métodos que usarás.
4. Metodología: describe detalladamente tu diseño experimental, el material
y equipo que usaste, el procedimiento que empleaste.
5. Resultados: presenta los datos que encontraste en forma clara, usando
tablas y gráficas.
6. Discusión de resultados: muestra los resultados más importantes e indica
cómo confirman (o refutan) tu hipótesis.
7. Conclusión: en esta sección, escribe los resultados de tu investigación.
Menciona lo que aprendiste, los hallazgos tanto teóricos como
metodológicos que se desprenden de tu investigación.
8. Bibliografía: haz un listado de los libros y revistas que usaste para buscar y
seleccionar información.
9. Apéndices: aquí se incluye información adicional en forma de gráficos,
fotos, dibujos, etcétera.
Paso 9: Evaluación del trabajo realizado
En forma individual responde la siguiente autoevaluación. Una vez
completada, realiza una discusión en forma grupal para mejorar aquellos
aspectos que lo necesitan.
Aspectos a evaluar
Siempre Ocasionalmente
Tuve muchas
dificultades para ello
Propuse ideas que ayudaron a la
planificación del trabajo.
Cooperé activamente con bibliografía
pertinente, en el diseño experimental,
en los registros y toma de datos como
en el análisis de la información.
Participé en la edición del informe de
investigación.
15
UNIDAD 1: Energía en
autótrofos y heterótrofos
POR QUÉ LAS PLANTAS SÍ…
Y LOS ANIMALES NO
Conceptos
CL A V E
• Autótrofos.
• Heterótrofos.
• Pluricelular.
Los seres vivos pueden ser clasificados según varios criterios. Uno de
ellos es la forma de obtener la energía y, desde ese criterio de
clasificación, tenemos que existen seres vivos autótrofos y heterótrofos.
Los seres vivos autótrofos utilizan el CO2 para construir las moléculas
orgánicas. De ellos los que utilizan la energía radiante del Sol se
denominan fotosintetizadores, mientras que los que obtienen la energía
de oxidaciones exotérmicas son nominados quimiosintetizadores. Por otra
parte, los heterótrofos son aquellos seres vivos que obtienen la energía
de otros seres vivos.
Entre los organismos autótrofos encontramos las plantas, algas, protozoos
y bacterias.
La base del ecosistema se sustenta gracias a los organismos autótrofos
que hacen posible la transformación de la energía del Sol en energía
química utilizable por otros seres vivos, a través de estructuras
especializadas que iremos conociendo a medida que avanzamos en este
texto.
Iniciaremos este tema con el estudio de los seres vivos autótrofos
terrestres pluricelulares: las plantas. Por lo tanto, es necesario saber
cómo se organizan sus células, razón por la cual iniciamos el tema
conociendo a estos organismos.
Reino plantas
¿SABÍAS QUÉ?
A este reino pertenecen las plantas que agrupan a un gran número de
organismos que tienen en común el ser organismos pluricelulares, sésiles,
autótrofos, gracias a la presencia de células que poseen cloroplastos,
organelos que tienen clorofila, lo que les permite realizar fotosíntesis;
además, sus células eucariontes presentan una pared celular de celulosa.
El reino plantas viene a representar el más importante eslabón dentro de
toda cadena alimenticia. La mayor parte de ellos pueden almacenar la
energía que proviene del Sol y sintetizar sustancias alimenticias. Se
incluyen a las siguientes especies: Briófitos (los musgos), Pteridofitas
(los helechos), Gimnospermas (las coníferas) y Angiospermas (las plantas
con flores).
El reino plantas contiene
más de 300.000 tipos de
especies diferentes.
16
Aunque existe una gran diversidad de formas vegetales, centraremos
nuestra visión en las llamadas plantas superiores, poseen una estructura
fundamental de tres órganos: el tallo, las raíces y las hojas. Estos órganos
están formados por tejidos característicos que revisaremos a continuación.
TEMA 1:
Energía en autótrofos
TEJIDOS VEGETALES
Cuando las células se especializan para realizar una determinada función
cambian de forma, pierden algunos de sus componentes y adquieren o
refuerzan otros. El resultado de esta especialización son grupos de células
iguales y “expertas” en una actividad, agrupación denominada tejidos.
Conceptos
CL A V E
• Tejido vegetal.
• Meristemo.
• Parénquima.
Los organismos vegetales producen varios tipos de tejidos. Según su
función, los principales tejidos se clasifican en: embrionarios, secretores,
fundamentales, de sostén, protectores y conductores.
Tejidos embrionarios o meristemos
Estos tejidos están formados por pequeñas células poliédricas. Cada célula
posee un gran núcleo central, finas membranas, abundante citoplasma y no
presentan vacuolas. Dichas células están en continua división celular con el
fin de originar los diversos tejidos y asegurar el crecimiento y el desarrollo
de órganos vegetales. Los dos tejidos embrionarios son el apical y el lateral.
Se localizan en las semillas, en los ápices de las raíces y los tallos, en las
yemas y también en el interior del tallo o tronco. Frecuentemente, cuando
se observa al microscopio, se puede ver que algunas (o muchas) de sus
células se encuentran en división.
MÁS
QUE BIOLOGÍA
Figura 1. La sección longitudinal de la raíz revela la presencia del meristemo apical; en esta
zona, las células se dividen rápidamente y son las responsables del crecimiento longitudinal
de la raíz.
Tejidos secretores o glandular
La función del tejido glandular es la secreción de sustancias. La clave de
este tejido son las células secretoras, capaces de producir algunas
sustancias o concentrar y almacenar otras. Las secreciones pueden ser
expulsadas al exterior o al interior de la planta.
Hay varios tipos de órganos glandulares en las plantas: algunos son pelos,
otros son tubos que contienen látex, etcétera. Entre las sustancias que
producen están entre otras: aceites, bálsamos, gomas, resinas, cristales, sales.
El látex es el jugo propio
de muchos vegetales. Es
producido por las células
secretoras del floema. Se
utiliza para la fabricación
de preservativos y
chupetes.
17
UNIDAD 1: Energía en
autótrofos y heterótrofos
Tejidos fundamentales
Los tejidos fundamentales constituyen la masa de tejido más grande de la
planta. Están formados por células vivas poco especializadas que cumplen
la función de almacenamiento; por ello, sus células son con frecuencia
grandes y redondeadas, y sus paredes son delgadas.
Una variedad importante de este tejido son los parénquimas. Las células
de estos poseen paredes delgadas y contienen muchos plastidios. Son los
responsables de la elaboración de alimentos. Los parénquimas se
presentan en cuatro tipos: clorofílico, de reserva, acuífero y aerífero.
A
B
C
D
¿SABÍAS QUÉ?
Figura 2. Corte transversal de un tallo que muestra la epidermis en A, colénquima en B, el
xilema en C y el parénquima de reserva en D.
• El parénquima clorofílico: sus células se caracterizan por poseer muchos
cloroplastos. Los cloroplastos son los responsables de la fotosíntesis. El
parénquima clorofílico se sitúa en las hojas y tallos verdes. Este tejido da
el color verde a las plantas.
• El parénquima de reserva: se caracteriza por poseer numerosos
leucoplastos (plastidios que almacenan sustancias de reservas) y
vacuolas grandes y por acumular sustancias de reserva como almidón y
proteínas. Se ubica en bulbos, raíces, tubérculos, semillas y frutos.
El parénquima aerífero de
la hoja y el tallo de una
espadaña (Typha
domingensis) poseen
células de este tejido que
dejan grandes espacios
intercelulares que
permiten la conducción
de gases.
18
• El parénquima acuífero: se caracteriza por la capacidad de retener grandes
cantidades de agua. Son propios de las plantas que crecen en zonas
desérticas, como las xerófitas (plantas de ambientes secos como el cactus).
• El parénquima aerífero: se sitúa en plantas acuáticas. La forma
irregular o estrellada de sus células permite la circulación y
almacenamiento del aire.
TEMA 1:
Energía en autótrofos
Tejidos de sostén
La característica de rigidez en las plantas se debe a la presencia de
células cuyas paredes son gruesas. Los principales tejidos de sostén son:
el colénquima y el esclerénquima.
El colénquima: está formado por células vivas de formas alargadas y
poligonales que, por lo general, no pueden dividirse. Aunque son fuertes,
las paredes celulares del colénquima son flexibles. Presenta una
membrana desigualmente engrosada.
Conceptos
•
•
•
•
CL A V E
Colénquima.
Esclerénquima.
Epidermis.
Súber.
El esclerénquima: proporciona resistencia contra fuerzas de flexión.
Ambas presentan una membrana lignificada gruesa.
Tejidos protectores
Los tejidos protectores presentan paredes celulares gruesas. Dichos tejidos
son los responsables de proteger a la planta contra la sequedad del medio
externo y de las lesiones de agentes externos. Se sitúan en la superficie
de raíces, tallos y hojas. Los principales tejidos son: epidermis y súber.
Tejidos conductores
Transportan agua y savia orgánica a toda la planta. Existen dos tipos de
tejidos conductores: el xilema y el floema.
El xilema o vaso leñoso: transporta agua y nutrientes desde las raíces a
los brotes de las hojas.
Conceptos
CL A V E
• Xilema.
• Floema.
MÁS
QUE BIOLOGÍA
Figura 3. Los tejidos conductores xilema (localizado bajo la corteza) y floema (en el centro).
El floema transporta agua con sustancias alimenticias disueltas desde las
hojas hasta los diferentes órganos de la planta. Está formado por células
vivas alargadas y situadas unas a continuación de otras.
La parte interna de un
árbol se denomina leño y
corresponde a células
muertas, que no se
descomponen por la
presencia de una
sustancia llamada lignina.
De esta zona se obtiene
la madera.
Encuentra más información acerca de este tema y otros relacionados en
la dirección Web: http://www.etsmre.upv.es/varios/biologia/
Temas/tema_3.htm#El%20Colénquima.%20Características%20Generales
19
UNIDAD 1: Energía en
autótrofos y heterótrofos
Tejido fotosintético
Conceptos
• Mesófilo.
• Clorofilas.
• Cloroplasto.
CL A V E
El tejido fotosintético más activo en las plantas superiores es el mesófilo de
las hojas. Las células del mesófilo tienen un gran número de cloroplastos,
que contienen los pigmentos verdes especializados en la absorción de luz: las
clorofilas. Algunos tallos verdes también cumplen esta función fotosintética.
Las clorofilas son pigmentos que tienen como función la absorción de
energía luminosa; es decir, la absorción de fotones de luz con la
consiguiente excitación de un electrón. Ese electrón excitado cede su
energía, volviendo al estado normal, a algún pigmento auxiliar (a veces
otras clorofilas), donde se repite el fenómeno. Al final el electrón
excitado facilita la reducción de una molécula, quedando completada la
conversión de una pequeña cantidad de energía luminosa en energía
química, una de las funciones esenciales de la fotosíntesis.
Cloroplasto
Son estructuras especiales que contienen en su interior un pigmento verde
llamado clorofila, gracias al cual la célula puede realizar la fotosíntesis. Una
célula vegetal común puede tener entre 20 a 100 cloroplastos, pero algunas
otras pueden llegar a tener hasta 500 (como ocurre en las espinacas).
Los cloroplastos son organelos que se encuentran en las células de plantas
y algas, pero no en las de animales y hongos. Están protegidos por dos
membranas de la envoltura, tienen numerosos sacos internos formados por
una membrana que encierran el pigmento verde llamado clorofila. Desde el
punto de vista de la vida terrestre, los cloroplastos desempeñan una
función esencial, ya que en ellos ocurre la fotosíntesis. Esta función
consiste en utilizar la energía de la luz solar para activar la síntesis de
moléculas orgánicas ricas en energía y de esta reacción se desprende el
oxígeno que es utilizado en la respiración.
Figura 4. Una hoja de una planta con el detalle de los cloroplastos.
20
TEMA 1:
Energía en autótrofos
La célula vegetal
Todas las plantas están formadas por células que se organizan formando
los diferentes tejidos y órganos vegetales que hemos conocido y
estudiado. Aunque existe una gran diversidad de formas celulares, el
modelo de célula vegetal es poliédrico, con pared celular de celulosa, que
posee un núcleo característico habitualmente desplazado por una gran
vacuola. Tiene los organelos característicos de una célula eucariota,
mitocondrias, retículo endoplásmico liso y rugoso, aparato de Golgi y un
organelo propio de este tipo de células: el cloroplasto.
Los cloroplastos, la gran vacuola y la pared celular que protege la
membrana celular son las características que diferencian una célula vegetal
de una animal. La pared celular de las células vegetales es rígida, lo que
determina las formas geométricas que encontramos en los tejidos vegetales,
como el hexagonal observado en las células de la cubierta de las cebollas.
¿SABÍAS QUÉ?
Una célula vegetal puede
tener entre 20 a 100
cloroplastos y en algunos
casos llegar hasta 500; es
decir, un milímetro
cuadrado puede tener
medio millón de
cloroplastos. Por otro
lado, algunas células de
algas pueden tener un
solo cloroplasto gigante.
Célula
epidérmica
Figura 5. Célula epidérmica del catáfilo de cebolla y esquema de una célula vegetal.
21
UNIDAD 1: Energía en
autótrofos y heterótrofos
¿CUÁL ES LA IMPORTANCIA DE
LAS PLANTAS EN EL ECOSISTEMA?
Conceptos
•
•
•
•
CL A V E
Materia orgánica.
Respiración.
Oxígeno.
Dióxido de carbono.
Existen más de 250.000 especies de plantas que han conquistados los
más variados ambientes, desde su aparición en nuestro planeta hace unos
400 millones de años. Ellas han transformado el planeta, ya que por una
parte producen el oxigeno que es utilizado en la respiración, absorben el
CO2 de la atmósfera, con lo que contribuyen a disminuir el efecto
invernadero y aportan la materia orgánica que sirve como fuente de
alimento a los organismos heterótrofos.
Pensemos en los vegetales que consumimos de manera directa como maíz,
papas y verduras como acelgas, lechugas y las frutas que comemos, todos
alimentos ricos en vitaminas y minerales, y de manera indirecta a través
de productos obtenidos de su elaboración como azúcar de caña, harina.
La madera para la construcción y la calefacción, y los innumerables
productos químicos.
Todos los beneficios obtenidos de las plantas son posibles gracias a la
fotosíntesis, proceso que usando la energía solar, logra incorporar
carbono presente en la atmósfera como CO2 a moléculas orgánicas.
MÁS
O2
QUE BIOLOGÍA
Las algas pertenecen al
reino Protista, ya que sus
células no forman tejidos;
es decir, no están
especializadas en alguna
función. No obstante,
fotosintetizan como las
plantas.
O=O
Flor
Tallo
Haz
Nervios Yema
Peciolo
Envés
Hoja
Raíz principal
Pelos absorbentes
Figura 6. Muchos son los productos que se obtienen de los vegetales. ¿Puedes identificar la
parte del vegetal del cual se produce?
22
CIENCIA
EN ACCIÓN
¿Cómo influye la luz en la
fotosíntesis?
Paso 1: Formulación de hipótesis
Escriban su hipótesis considerando sus conocimientos sobre la influencia de la
luz en la fotosíntesis.
Paso 2: Diseño experimental
1. Pongan un poco de algodón en cada uno de los cinco vasos plásticos y
dispongan en ellos unas semillas de lenteja.
2. Dejen germinar hasta obtener las plántulas, dejando que salga la raíz y el
tallo y asomen las primeras hojas.
3. Luego envuelvan completamente cada plántula de lenteja en papel celofán
de un color distinto cada vaso y colóquenlas en un lugar donde les llegue el
sol de la mañana.
Paso 3: Registro de observaciones
Organicen su grupo para el cuidado de la planta, recuerden mantener el
algodón húmedo teniendo la precaución de mantener la planta bajo el celofán.
Registren previamente el tamaño de la planta, y otras características que
evidencien el crecimiento del vegetal.
Luego de una semana realicen la medición final siguiendo las instrucciones
dadas previamente.
Paso 4: Recopilación y ordenamiento de datos
Establezcan una forma para ordenar la información recopilada. A continuación
tienen un ejemplo de ello:
Día
TEMA 1:
Energía en autótrofos
Habilidades
• Manipulación del material
biológico.
• Identificación y control de
variables.
• Comunicación datos a través de
gráficos.
• Elaboración de conclusiones de
los datos experimentales.
Materiales
• Plántulas de lentejas.
• Cinco vasos plásticos
transparentes.
• Un poco de algodón.
• Papel celofán: azul, verde, rojo,
amarillo y transparente.
• Huincha de medir.
Tamaño de las plántulas de lenteja de los vasos con papel celofán de color:
azul
verde
rojo
amarillo
transparente
1
2
...
7
Paso 5: Análisis de datos
Analicen los resultados de esta actividad considerando las siguientes interrogantes:
1. ¿Cuál es la variable independiente?
2. ¿Cuál es la variable dependiente?
3. ¿Qué otras variables pueden alterar los resultados de esta experiencia?
4. ¿Existe en esta actividad un control? ¿Cuál es la importancia de tener un control?
5. ¿Cuál es la función de los distintos papeles de colores?
6. ¿Qué puedes decir del tamaño de las plántulas según el color del papel celofán?
7. ¿Cuál es la influencia de la luz en el crecimiento de las plántulas de lentejas?
Paso 6: Conclusión y comunicación de datos
Emitan un informe final considerando las instrucciones de su elaboración
según el primer “Ciencia en acción” de este tema.
23
UNIDAD 1: Energía en
autótrofos y heterótrofos
FOTOSÍNTESIS
Conceptos
•
•
•
•
•
Fotosíntesis.
Reactantes.
Productos.
Procariontes.
Eucariontes.
CL A V E
El que los animales se alimenten nos parece evidente, pero con las
plantas nos resulta diferente. Ellas adquieren las sustancias que utilizan
como alimento por medio de un proceso llamado fotosíntesis. La palabra
fotosíntesis quiere decir literalmente “unir o construir por medio de la
luz” (del griego
(foto) = luz y
(síntesis) = unión).A
través de este proceso las plantas sintetizan compuestos orgánicos a
partir de sustancias inorgánicas en presencia de luz.
¿Cómo se llegó a conocer este proceso? La historia es larga y comienza
en la primera mitad del siglo XVII. Hasta ese entonces se aceptaba que
todos los seres vivos “ingerían” alimentos y en el caso de las plantas
ellas lo asimilaban del suelo, cuando el médico flamenco J.B. van
Helmont cultivo un sauce en un cubo de tierra a la que sólo suministraba
agua de lluvia. Luego de cinco años el árbol había crecido
considerablemente, aumentando su masa en varios kilogramos a pesar de
que la masa de la tierra no había disminuido significativamente.
Agua de lluvia
Maceta con tierra Planta joven de
90 kg (peso seco) sauce: 2,25 kg
Tapa
Regó la planta durante
5 años con agua de lluvia
5 años
Las hojas que cayeron
durante los cuatro otoños
se retiraron y no se pesaron
Peso de la
maceta: 89,9 kg
Peso de la planta (tronco,
raíces y ramas): 76,1 kg
Figura 7. Ilustración infográfica de la experiencia de Jan Baptista van Helmont.
Basándose en estos resultados, Van Helmont concluyó que toda la
sustancia de la planta se originaba del agua y no del suelo. Este
experimento es de interés general para aquellos que sienten curiosidad
por conocer la historia de la ciencia, porque es uno de los primeros
experimentos biológicos diseñados cuidadosamente. Sin embargo, las
conclusiones de Van Helmont eran demasiado amplias.
24
TEMA 1:
Energía en autótrofos
Entre 1771 y 1777, el químico inglés Joseph Priestley, uno de los
descubridores del oxígeno, puso bajo una campana de vidrio una vela
encendida. Luego de un momento el aire encerrado no podía mantener la
combustión en ese aire residual, ni tampoco permitía la vida de un ratón.
Sin embargo, una rama de menta sí se mantuvo con vida bajo la campana
de vidrio y, en estas condiciones, una vela podía arder y un ratón podía
respirar; a ese aire que él llamó “reactivado”.
Figura 8. Ilustración del experimento de Joseph Priestley.
Unos años más tarde el médico holandés Jan Ingenhousz descubrió que
las plantas liberan oxígeno únicamente si estaban expuestas a la luz solar
y que sólo las partes verdes de la planta realizan dicho proceso.
Figura 9. Ilustración del experimento de Jan Ingenhousz donde coloca bajo una campana
de vidrio raíces y cortezas, hojas y tallos de forma independiente.
En 1817, dos químicos franceses, Petellier y Caventou, aislaron una
sustancia verde de las hojas y la llamaron clorofila, mientras que hacia
1845, el médico alemán Robert Mayer enunció que las plantas
transformaban la energía de la luz en energía química.
Hasta ahora se continúa conociendo detalles químicos y metabólicos de
este importante proceso. El secreto de la eficiencia del proceso de la
fotosíntesis, clave para muchas formas de vida, podría hallarse en un
mecanismo cuántico que, por primera vez en la historia, ha podido
observarse en laboratorio gracias a una técnica denominada de
espectroscopia electrónica de dos dimensiones realizada por
investigadores norteamericanos.
Observa un pequeño vídeo de la fotosíntesis y responde algunas preguntas
en http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1ESO/reino_vegetal/
activ_video.htm
25
UNIDAD 1: Energía en
autótrofos y heterótrofos
¿Quiénes realizan este proceso de fotosíntesis?
Para la realización de la fotosíntesis se requiere de un pigmento llamado
clorofila, pigmento que permite captar la energía lumínica proveniente
del Sol y convertirla en energía química. Todo organismo que posea
pigmentos activos capaces de captar la energía que proviene del Sol y
genera su propio alimento se dice que es autótrofo, en oposición a
aquellos organismos que dependen de otro como fuente de alimento,
conocidos como heterótrofo; por ejemplo, el hombre.
Dentro de la gran diversidad biológica podemos citar como organismos
fotosintetizadores los siguientes:
Procariontes
Cianófitas (algas verde-azules)
Bacterias verde
Bacterias purpúreas del azufre
Eucariontes
Algas unicelulares
Algas pluricelulares
Plantas
¿En qué consiste el proceso de fotosíntesis?
La fotosíntesis es un proceso anabólico en que los reactantes son
moléculas pobres en energía, que se unen gracias a la energía lumínica y
se transforman en moléculas ricas en energía, con liberación de oxígeno.
Este proceso se resume en la siguiente ecuación general:
luz
6H2O + 6 CO2
C6H1206 + 602
clorofila
El Sol, una fuente de poder
¿SABÍAS QUÉ?
Al pasar la luz solar a
través de un prisma se
descompone en los
colores del arcoíris.
26
El Sol emite radiaciones de diferentes longitudes de onda; entre estas, las
que forman parte del espectro visible por el ojo humano que van desde
los 400 nm a los 700 nm. Hace más de 300 años, el físico inglés Isaac
Newton (1642-1727) dispersó la luz visible en un espectro de colores.
Esto es lo que sucede en la formación de un arcoíris.
En 1900, Max Planck enunció la teoría por la que la transferencia de
energía radiante de un objeto a otro es por medio de unidades de energía
a las que llamo cuantos o fotones; de esta forma es como la radiación
luminosa llega a la Tierra. Los cuantos o fotones tienen una energía que
es inversamente proporcional a su longitud de onda. Los organismos
fotosintetizadores captan la energía de la luz mediante diversos
pigmentos fotosensibles, entre los que destacan por su abundancia las
clorofilas y carotenos. Al absorber los pigmentos la energía de la luz, los
electrones de sus moléculas adquieren niveles energéticos superiores y se
dice que están excitados. Estos pueden permanecer por periodos cortos en
este estado, luego la energía puede ser liberada y de esta forma ser
utilizada en el proceso de fotosíntesis.
TEMA 1:
Energía en autótrofos
LA FOTOSÍNTESIS Y CÓMO INGRESA
LA ENERGÍA EN LOS ECOSISTEMAS
En un ecosistema, los productores primarios son los únicos organismos capaces
de fijar la energía radiante del Sol y transformarla en energía química almacenada
en moléculas orgánicas altamente energéticas como la glucosa. A este proceso se
lo conoce como fotosíntesis y es fundamental para el sustento y funcionamiento
de un ecosistema. De hecho, es tan importante que resulta ser una variable clave
a la hora de explicar los componentes que puede soportar un ecosistema.
Conceptos
CL A V E
• Ecosistema.
• Moléculas orgánicas.
• Agua.
Los organismos productores o autótrofos están representados por las
plantas, algas y bacterias en los ecosistemas terrestres; mientras que en
los ecosistemas oceánicos es el fitoplancton el que cumple esta función.
El proceso fotosintético tiene por finalidad obtener compuestos orgánicos
complejos de alto contenido energético a partir de compuestos
inorgánicos simples de bajo contenido energético, como el CO2 y el H2O .
La fuente última de energía para esta síntesis es la luz del Sol, absorbida
y convertida en energía química en los cloroplastos.
El agua y el dióxido de carbono son compuestos químicos de bajo contenido
energético necesarios para que ocurra el proceso fotosintético. Las plantas
pueden obtener estos reactantes fácilmente desde el suelo y el aire.
Tiempo (millones
de años)
% en la atmósfera
El producto resultante de la fotosíntesis es un hidrato de carbono, una molécula
orgánica que almacena grandes cantidades de energía en sus enlaces y
constituye la principal fuente de energía metabólica para las plantas. El oxígeno
es otro producto de la reacción: el 20% del oxígeno presente en el aire proviene
de este proceso. Su liberación progresiva, desde hace unos 2000 millones de
años, ha generado grandes cambios en la composición química de la atmósfera,
pasando de una atmósfera reductora a una oxidativa. Esta situación trajo
consigo cambios progresivos en las formas de vida y la necesidad de desarrollar
nuevas vías metabólicas para enfrentar esta primera “crisis ecológica”.
¿SABÍAS QUÉ?
La presencia de las
primeras células
fotosintéticas implicó
también la aparición de
organelos celulares
metabólicamente más
eficientes en la
utilización de los
recursos como los
cloroplastos, en donde
ocurre la fotosíntesis.
30
CO2
20
10
Actualidad
O2
4.600
3.600
Formación oceános Primeras
y continentes
células
Formación de
la Tierra
2.600
Inicio de la
producción de O2
Primeras células
fotosintéticas
1.600
Origen de eucariontes
fotosintéticos
Aumento masivo de
organismos aeróbicos
600
Primeros
vertebrados
Primeros organismos multicelulares
(plantas y animales)
Figura 10. Representación gráfica que muestra que hacen unos 2500 m.a. las cantidades de oxígeno eran muy bajas. Con la
aparición de los primeros organismos fotosintéticos se evidencia un aumento progresivo en el porcentaje de oxígeno en la
atmósfera y como consecuencia una disminución en el mismo grado del porcentaje de CO2 .
Fuente: www.mineduc.cl, planes y programas científico humanista. Plan diferenciado de biología tercero medio.
27
UNIDAD 1: Energía en
autótrofos y heterótrofos
Los cloroplastos: el centro de
reacciones de la fotosíntesis
Conceptos
• Tilacoides.
• Grana.
• Estroma.
CL A V E
Estos orgánulos celulares están formados por una membrana externa que los
separa del citoplasma y una membrana interna que se pliega en su interior
formando una serie de sacos membranosos aplanados llamados tilacoides. Al
conjunto de tilacoides se le llama grana. Dentro de un cloroplasto puede
haber muchas granas, todas ellas bañadas de un líquido llamado estroma.
El arreglo de los tilacoides en sacos membranosos resulta ser un aspecto
ventajoso, ya que en el lumen de los tilacoides se constituye un
compartimento en donde se puede almacenar un pequeño número de
iones H+, que resulta ser una buena cantidad para activar a muchas
moléculas transportadoras de electrones. Por otro lado, el estroma, que es
la parte líquida entre la membrana de los tilacoides y la membrana
interna de un cloroplasto, contiene enzimas necesarias para fijar el CO2
del ambiente y formar carbohidratos.
Numerosos estudios han indicado que las membranas de los tilacoides se
ubican tres componentes básicos para que ocurra el proceso fotosintético:
(a) pigmentos fotosintéticos, (b) cadena transportadora de electrones y
(c) partículas con la enzima ATP-asa.
Cutícula
Parénquima en
empalizada
Parénquima esponjoso
Haz conductor
Estroma
Pelos simples
{
Mesófilo
Epidermis superior
Epidermis inferior
Cutícula
Núcleo
Membrana
externa
Membrana
interna
Espacio
intermembranal
Citoplasma
Cloroplasto
Estroma
Tilacoide
Vacuola
Cloroplasto
Grana (pilas
de tilacoides)
Figura 11. Todas las células que realizan fotosíntesis en una planta presentan cloroplastos.
Cada uno de ellos está formado por sacos más pequeños llamados tilacoides. En la membrana
de ellos se ubican los pigmentos fotosintéticos que permiten captar la energía radiante del Sol.
Fuente: http://www.educa.aragob.es/iescarin/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion
%202/2%20-%20Capitulo%209.htm
28
TEMA 1:
Energía en autótrofos
Los pigmentos capaces de atrapar la energía de la luz solar son el
fundamento del proceso fotosintético, al convertirla en energía química
utilizable por los organismos vivos como las plantas.
El trabajo realizado por G. Engelmann, en 1883, entregó las primeras
evidencias del rol de los pigmentos fotosintéticos. En su estudio utilizó
un alga verde Spirogyra y las puso al microscopio junto con bacterias
aeróbicas e hizo incidir en ellos, mediante un prisma, el espectro de
colores de la luz.
Sus observaciones indicaron que las bacterias se desplazaban a los lugares
donde había una mayor concentración de oxígeno. Esto le permitió concluir
que como el oxígeno es un producto de la fotosíntesis, entonces en los
lugares donde hay más oxígeno hay también mayor actividad fotosintética.
Al graficar el número de bacterias versus la longitud de onda del
espectro, concluye que las bacterias se agrupan preferentemente en zonas
de violeta, azul, naranja y rojo del espectro.
Número
de
bacterias
Bacterias aeróbicas
Longitud de
onda del
espectro de
luz visible en
nm.
Filamento de alga verde
del género Spirogyra
380
450
550
650
750
Figura 12. Representación gráfica del experimento de Engelmann.
Hoy se sabe de la existencia de una gran variedad de pigmentos
fotosintéticos que se pueden clasificar en dos grupos:
a. Clorofilas A y B: le dan el color verde tan uniformemente presente en
los vegetales. Se encuentran prácticamente en todas las plantas con
semilla, helechos, musgos y algas. Pueden formarse en las raíces,
tallos, hojas y frutos, con la condición de que estos órganos estén
situados por encima del suelo y queden expuestos a la luz.
b. Pigmentos accesorios: se encuentran dos clases de pigmentos amarillos
y amarillo-anaranjados que son los xantofilas y carotenides.
Ambos grupos de pigmentos son capaces de absorber longitudes de onda
entre los 400 nm (azul) hasta los 700 nm (rojo) de longitud de onda.
29
UNIDAD 1: Energía en
autótrofos y heterótrofos
La clorofila
Conceptos
• Clorofila A.
• Clorofila B.
• Betacarotenos.
CL A V E
Cuando una sustancia tiene la capacidad de absorber la luz se dice que es
un pigmento. El color de dicho pigmento tiene relación con la longitud de
onda reflejada (no absorbida). La clorofila es un pigmento verde presente
en todas las células fotosintéticas. Este pigmento absorbe muchas
longitudes de onda, excepto el verde que es reflejado y percibido por
nuestros ojos.
CH=CH2
C
H3C=C
I
C
C
N
N
C--- C2H3
II
C
CH
N
N
C
C
C
IV
H
C
CH2
C
CH2
HC
COOC20H39
HC=O en clorofila B
C
Mg
C
H
H
C
C
HC
H3C
CH3
C
C=CH3
III
C
C=O
COOCH3
Figura 13. Estructura de la molécula de clorofila A o B.
Eficiencia en la absorción
La clorofila es una molécula compleja, formada por cuatro anillos
pirrólicos, un átomo de magnesio y una cadena de fitol larga (C20H39OH).
Existen varios tipos de clorofila: la clorofila A es la más común, ya que se
encuentra en todos los organismos fotosintéticos, pero seguramente has
notado que existen plantas que no son verdes: ¿qué sucede?, ¿tendrán
clorofila? Pues sí, lo que sucede es que además de la clorofila, tienen otros
pigmentos, llamados pigmentos accesorios. Estos absorben energía que la
clorofila es incapaz de absorber, traspasando la energía a la clorofila.
400
500
600
Longitud de onda nm
700
Figura 14. Espectro de absorción de las clorofilas A y B. Existe una zona donde la absorción
es muy baja, y es la zona de mayor absorción de los pigmentos accesorios.
30
TEMA 1:
Energía en autótrofos
Pero, ¿qué tiene de especial esta molécula que puede atrapar la luz solar?
La respuesta está en el ión Mg que constituye el centro de reacción, ya
que los electrones que componen al ión son alterados por fotones de luz
azul, violeta y rojo. Cuando esto ocurre, un par de electrones se energiza,
pasando a un estado de mayor excitación. Si logramos que estos
electrones (con su energía almacenada) sean atrapados por moléculas
aceptores de electrones, se atrapa la energía de la luz solar. Hoy se sabe
que en la membrana de los tilacoides se ubica un grupo de moléculas
llamadas aceptores de electrones que atrapan estos electrones. Si estas
moléculas no existieran, la energía de los electrones se perdería como luz
(fluorescencia) y calor.
Figura 15. Parénquima clorofílico presente en plantas de color verde y en algas o árboles de
hojas rojizas, moradas o amarillentas pardo que contienen pigmentos como los carotenos y
xantófilas.
Si se considera la clorofila como único pigmento fotosintético, la cantidad
de luz atrapada sería muy escasa para abastecer las necesidades
metabólicas de las propias plantas y como consecuencia de las
comunidades componentes de un ecosistema.
Se sabe que existen pigmentos accesorios, como los carotenos, que
absorben longitudes de onda comprendidas entre los 400 y 500 nm que
no son absorbidas por la clorofila. Esto permite aumentar el rango de
absorción de la luz. La luz atrapada por estos pigmentos accesorios es
enviada a un centro de reacción llamado fotosistema, que está formado
por una agregación de unos 200 a 300 pigmentos. De ellos se han
identificado dos: el fotosistema I o P 700, que absorbe longitudes de
onda de 700 nm, y el fotosistema II o P 680, que absorbe longitudes de
onda de 680 nm.
Ambos fotosistemas actúan conjuntamente o de forma individual, de este
modo se puede mantener un flujo continuo de electrones que mantiene el
ciclo de la vida.
31
UNIDAD 1: Energía en
autótrofos y heterótrofos
Las clorofilas, los carotenos y las xantofilas aumentan el rango de absorción
de la luz solar, haciendo más eficiente el proceso de la fotosíntesis.
Espectro de acción de la fotosíntesis
Clorofila A
100
Clorofila B
Absorción
Tasa relativa de fotosíntesis
B-carotenos
80
60
40
20
0
400
500
600
700
Longitud de onda (nm)
Figura 16. Representación gráfica del rango de absorción de luz que aumenta con la
presencia de tres tipos (clorofila A, clorofila B y B-carotenos) de pigmentos y con ello,
también aumenta la tasa relativa de fotosíntesis.
DESAFÍO
CIENTÍFICO
Habilidades
• Descripción.
• Interpretación.
• Aplicación.
A partir de la experiencia
de Engelmann
1. Respecto a los experimentos de Engelmann realizados con el alga Spirogyra
resuelve:
a. ¿Qué problema intenta resolver el experimento?
b. ¿Qué tipo de relación puedes establecer entre el alga y las bacterias
aeróbicas?
2. ¿Qué rol cumplen los pigmentos llamados carotenos en la fotosíntesis?
3. ¿Por qué el espectro de acción de la tasa fotosintética no coincide con el
espectro de absorción de la clorofila a, sabiendo que este pigmento es el
centro de la reacción y es el único que se excita frente a un fotón de luz?
4. Se sabe que el proceso de la fotosíntesis ocurre en la membrana de los
tilacoides de un cloroplasto. ¿Qué importancia tiene la membrana de estos
organelos celulares?, ¿podrían ocurrir todas las etapas de la fotosíntesis en el
estroma de un cloroplasto? ¿Por qué?
32
CIENCIA
EN ACCIÓN
TEMA 1:
Energía en autótrofos
Los productos de la fotosíntesis
Introducción
En esta actividad es importante el orden y el cuidado de cada etapa. Organicen
un grupo de trabajo con tus compañeras y compañeros. Lleguen a acuerdos para
que uno de ustedes sea el encargado de tomar apuntes de lo que se realiza, otros
manipulen los materiales, entre otras cosas. Un trabajo bien realizado parte con el
respeto y colaboración entre todos los integrantes del grupo. No olviden que la
responsabilidad individual es la clave para el éxito grupal.
En esta oportunidad realizaremos dos actividades:
ACTIVIDAD 1
Paso 1: Preguntas de investigación
a. ¿Qué piensan que pasará si las plantas vivieran en zonas sin oxígeno?
b. ¿Qué notan acerca de aquellas plantas que viven en zonas con alta
contaminación atmosférica?
c. ¿Qué les gustaría saber acerca de la participación del oxígeno en la
fotosíntesis?
d. ¿Cómo explicarían la presencia de oxígeno en la naturaleza?
Paso 2: Formulación de hipótesis
A partir de estas preguntas, formulen una hipótesis para luego ser validada o
rechazada con el siguiente diseño experimental.
Paso 3: Diseño experimental
El procedimiento que les proponemos realizar es el siguiente:
1. El vaso de precipitado contiene una solución de bicarbonato de sodio
preparada de la siguiente manera: 100 ml de agua, más 25 g de bicarbonato
de sodio y un retoño de elodea.
2. Realicen el montaje de la actividad según la figura.
3. En la punta de la jeringa sin émbolo y que está invertida, coloquen una
pequeña manguera transparente sellada herméticamente con una pinza
“sujetapapeles” o un clip fuerte.
4. Es importante que marquen el nivel del agua de la jeringa.
5. Dejen el montaje expuesto a la luz por lo menos 10 horas.
Habilidades
• Formulación de hipótesis.
• Planeamiento y conducción de
una investigación.
• Registro de las observaciones.
• Interpretación de evidencias.
• Elaboración de conclusiones.
• Comunicación de los resultados.
Materiales
• Una lámpara con una ampolleta
de 100 W.
• Una jeringa plástica.
• Una astilla de madera (varilla de
escoba).
• 25 g de bicarbonato de sodio.
• Un vaso de precipitado de boca
ancha.
• Un embudo transparente.
• Retoños de elodea (algas de
acuario).
• Agua.
• Manguera transparente.
Paso 4: Registro de datos
Transcurrido el tiempo observen y registren el nivel del agua en la jeringa.
Paso 5: Análisis de datos
Con los resultados obtenidos, respondan las siguientes interrogantes:
1. ¿Se observa algún cambio en el nivel del agua?
2. ¿Cómo explican la diferencia?
3. Pongan atención en los retoños de elodea. ¿Qué son esas burbujas que se
observan en su superficie?
4. ¿Qué sucede si acercan una astilla de madera o pajuela incandescente a la
abertura de la manguera? Planteen una hipótesis.
33
UNIDAD 1: Energía en
autótrofos y heterótrofos
5. ¿Cómo explicarían el fenómeno observado en el punto 4?
6. ¿Qué gas libera la planta?
7. ¿Cuál es la finalidad de la solución del bicarbonato de sodio?
8. ¿Qué relación existe entre la solución de bicarbonato de sodio y la
producción de oxígeno?
9. ¿Qué factores pueden modificarse para aumentar la cantidad de oxígeno?
10.¿Qué importancia tienen las plantas en nuestro ecosistema?
ACTIVIDAD 2
Paso 1: Observación
Es probable que con anterioridad a esta actividad, ya sepan que la luz tiene
una importancia vital para las plantas, y por otro lado, podremos saber al
realizar esta actividad, si eso se cumple o no. Ya hemos comprobado que las
plantas tienen tejidos especializados, ahora sabremos porqué son
importantes.
Paso 2: Preguntas de investigación
1. ¿Qué piensan que pasará si las hojas son aisladas de la luz?
2. ¿Qué notan acerca de las plantas que no se exponen a la luz?
3. ¿Qué les gustaría saber acerca de cómo almacenan su alimento las plantas?
4. ¿Cómo explicarían la acción y efecto de la luz en las plantas?
Paso 3: Formulación de hipótesis
A partir de estas preguntas formulen una hipótesis para luego ser validada o
rechazada con el siguiente diseño experimental.
Materiales
• Una planta con varias hojas
(cardenal o geranio u otra).
• Papel de aluminio.
Paso 4: Diseño experimental
1. Envuelvan durante unos 5 días unas dos hojas de una planta con papel
aluminio.
2. Rieguen la planta como siempre. Al cabo del tiempo indicado, retiren el
papel de aluminio y observen la hoja, comparándola con el resto de la
planta. Más adelante, podrán detectar experimentalmente la presencia de
almidón en las hojas cubiertas.
Paso 5: Registro y ordenamiento de datos
En un cuaderno de registro, anoten y dibujen las observaciones realizadas
durante el desarrollo experimental.
Paso 6: Análisis de datos
A partir de las siguientes preguntas, analicen sus resultados y establezcan el
grado de validez de la hipótesis planteada.
1. ¿Se detectaron diferencias entre las hojas cubiertas y las demás hojas de la
planta?
2. ¿En qué tipo de hoja se comprobó la presencia de almidón?
3. ¿La luz tiene un efecto sobre la producción de almidón?
Paso 7: Conclusión y comunicación de los datos
Elaboren una conclusión con los datos y las respuestas obtenidas de las
interrogantes del análisis en ambas actividades confeccionando un afiche con
los datos relevantes.
34
TEMA 1:
Energía en autótrofos
DINÁMICA DEL PROCESO FOTOSINTÉTICO
El proceso de la fotosíntesis puede ser estudiado básicamente en cuatro
etapas, cada una de ellas ubicados en sitios específicos del cloroplasto. Todos
ellos están orientados y controlados por la producción de carbohidratos
necesarios para la planta. Los tres primeros eventos ocurren necesariamente
en presencia de la luz, mientras que el cuarto es independiente de la luz:
(1) Reacciones fotoquímicas, (2) Cadena transportadora de electrones,
(3) Síntesis de ATP y (4) Fijación del carbono (conocida como etapa oscura).
Conceptos
CL A V E
• Reacciones fotoquímicas.
• Cadena transportadora
de electrones.
• Síntesis de ATP.
• Fijación del carbono.
Un fotón de luz solar puede incidir al mismo tiempo en el fotosistema I
(P 700) y en el fotosistema II (P 680), excitando dos electrones de la
molécula de clorofila en cada fotosistema hasta cuando son expulsados de
la molécula (etapa 1).
Membrana fotosintética (membrana tilacoidal)
Para que la energía contenida en los electrones no se pierda como calor y luz,
un grupo de moléculas llamadas aceptores de electrones ubicadas en las
membranas de los tilacoides, atrapan los electrones y los transfieren mediante
mecanismos de oxido-reducción. Debe quedar claro que estas moléculas
transportan iones H+ y no solamente electrones. En el caso del fotosistema I,
los electrones son atrapados y transferidos hasta el último aceptor llamado
NADP+, que al recibir los dos electrones forma una molécula de mayor energía:
el NAPH o poder reductor, mientras que los hidrógenos provienen de la
disociación del agua del estroma. La situación anterior deja al fotosistema I
inactivo a menos que se le suministren los electrones que perdió. Estos
electrones son repuestos por el fotosistema II (P 680), que al ser excitado por
un fotón de luz, libera un par de electrones que son aceptados en la cadena
transportadora de electrones junto a iones de H+. En su recorrido pierden
energía formando ATP. La cadena termina llevando los electrones hasta el
fotosistema I (P 700), reponiendo los que faltaban (etapa 2).
H+
H2O
H+ O2
Ciclo de Calvin
Lumen
ADP
H+
Fotosistema II
Estroma
Luz
NADP+
+2H+
NADPH+H+
PGA
PGAL
fosfogliceraldehído
ATP
NADP
ADP + P
ATP
NADPH
H
+
CO2
ATP
Fotosistema
I
H+
Ribulosa
1,5 difosfato
ATP
ADP
Reacción oscura del ciclo de Calvin
Figura 17. La fotosíntesis ocurre en la membrana de los tilacoides. El flujo de electrones a través de
la cadena transportadora genera una acumulación de iones de hidrógeno en el espacio tilacoidal
que luego son bombeados por una enzima ATP-asa sintetasa, generándose ATP y NADPH que
finalmente se usará para fijar el CO2 en ciclo de Calvin ubicado en el estroma del cloroplasto.
35
UNIDAD 1: Energía en
autótrofos y heterótrofos
El recorrido de los iones de H+ y electrones a través de la cadena
transportadora permite la acumulación de protones de Hidrógeno (H+) en
el lumen de los tilacoides. Esto genera una diferencia de concentraciones
de iones de hidrógeno, haciendo que los H+ acumulados en el lumen
tiendan a salir moviéndose hacia el estroma; pero como la membrana
tilocoidal es impermeable a los iones que necesitan acoplarse a un
complejo de membrana llamado F1. En este complejo existe la enzima
ATP-asa que por cada dos electrones que pasen hacia fuera se produce un
ATP a partir de ADP + Pi (etapa 3).
La falta de electrones en el fotosistema II (P 680) es compensada cuando
la luz solar incide sobre las moléculas de agua rompiéndola en electrones,
protones (H) y oxígeno (fotólisis del agua). Los electrones pasan a
completar el fotosistema II, los protones son transferidos al NADP y el
oxígeno es liberado al ambiente.
H2O
2e- + 2H+ + 1/2O2
Al P680
Espacio
tilacoide
Liberado al
ambiente
Las siguientes reacciones ocurren en el estroma de un cloroplasto y pueden
suceder durante el día o la noche. El NADPH y el ATP producidos en las
reacciones dependientes de la luz deben ser usados inmediatamente debido a
su inestabilidad energética. Esta energía debe ser prontamente almacenada
en moléculas orgánicas más estables como la glucosa (etapa 4).
¿SABÍAS QUÉ?
O2
CO2
Luz
ATP
NADPH
ADP
H2O
Cloroplasto
Fase oscura
C3
(estroma)
NADP+
Glucosa
La fotosíntesis se realiza
en los cloroplastos donde
ocurre la fase
fotoquímica en los
tilacoides y la fase
bioquímica en el estroma.
Para sintetizar glucosa la planta deben absorber CO2 a través de sus
estomas y fijarlo en el cloroplasto, luego incorporarlo a una serie de
reacciones cíclicas llamada ciclo de Calvin. Para que se forme un
carbohidrato de seis carbonos es necesario fijar seis moléculas de CO2 .
Para ello, la enzima llamada RuBP (ribulosa bifosfato carboxilasa) incorpora
el CO2 a un compuesto de cinco carbonos llamado ribulosa bifosfato (RBP).
Esta unión permite la formación de un azúcar de seis carbonos que se rompe
para formar dos moléculas de ácido fosfoglicérido (PGA) de tres carbonos
cada una. Luego por la acción del NADPH y el ATP se convierten en moléculas
de fosfogliceraldehído-3-fosfato (PGAL), que es una molécula bastante
energética y versátil. Del total de las moléculas de PGAL formadas en el ciclo
de Calvin, dos de ellas son usadas por las plantas para formar glucosa,
mientras que las restantes son empleadas para formar nuevamente Ribulosa
bifosfato (RBP). A las plantas que utilizan esta vía metabólica de fijación del
carbono son llamadas plantas C3 que habitan en lugares templados como por
ejemplo, la soya.
La molécula de glucosa resultante tiene un alto contenido energético y una
fracción de ella puede ser usada por las propias plantas para su crecimiento y
desarrollo, mientras que otra fracción puede ser almacenada en sus tejidos.
Por lo tanto, esta fracción almacenada queda disponible como fuente
energética para el siguiente nivel trófico en las cadenas y redes alimentarias.
36
TEMA 1:
Energía en autótrofos
Productos de la fotosíntesis
La fotosíntesis genera dos productos fácilmente identificables: el oxígeno que
es liberado a la atmósfera y un hidrato de carbono –la glucosa–, que es usado
por la planta o almacenado en paquetes de glucosa que forman el almidón.
La glucosa generada puede ser utilizada de diversas formas como se
resumen en el siguiente esquema:
•
•
•
•
CL A V E
Glucosa.
Almidón.
Proteínas.
Lípidos
La glucosa es usada por la planta para
la producción de energía por medio de
la respiración celular, especialmente
durante la noche.
La glucosa se une para formar
celulosa que forma la pared de las
células vegetales.
La glucosa puede ser utilizada para
la formación de otros compuestos
orgánicos como las proteínas que
tienen un rol funcional y estructural
importante y lípidos, principalmente
aceites.
Conceptos
Glucosa
Fotosíntesis
La glucosa puede ser almacenada
como almidón en semillas (como el
maíz), tubérculos (papa) o raíces
(zanahoria).
Figura 18. Diagrama que muestra los posibles usos de la glucosa en una planta.
Adaptaciones de las plantas para fijar el CO2
Las plantas verdes han colonizado diferentes tipos de hábitat en donde
las condiciones ambientales son muy distintas y por lo tanto, la eficiencia
fotosintética también se ve alterada. Para solucionar este problema las
plantas han tenido que adaptarse a las condiciones ambientales,
modificando el tejido de las hojas y algunas rutas metabólicas
relacionadas con la captura de la molécula de CO2 . Según lo anterior, se
han identificado las siguientes adaptaciones:
Conceptos
•
•
•
•
•
CL A V E
Plantas C3.
Plantas C4.
Plantas CAM.
Estomas.
Ciclo de Calvin.
a. Plantas C4. En este caso los tejidos de la hoja se modifican en dos
compartimentos; en uno se fija el CO2 , mientras que en el otro, se
sintetiza la glucosa a través del ciclo de Calvin.
Ácido
Oxaloacético
Fosfoenol
piruvato (PEP)
NADPH + H
NADP
Ácido
Málico
CO2
Ácido
Pirúvico
Ácido
Málico
NADP
CO2
NADPH + H
AMP + 2P Célula del
ATP
mesófilo
RuBP
Ácido
Pirúvico
Ciclo
de
Calvin
PGA
Hidrato de
carbono
(hexosa)
Célula de
la vaina
Figura 19. Diagrama que muestra el ingreso de CO2 por los estomas para ser fijado y
utilizado en el ciclo de Calvin en las plantas C4.
37
UNIDAD 1: Energía en
autótrofos y heterótrofos
El CO2 entra por los estomas y en el citoplasma de las células del mesófilo
se une a una molécula de tres carbonos, fosfoenolpiruvato (PEP), formando
un compuesto de cuatro carbonos llamado Oxaloacetato. Este compuesto
reacciona con el NADPH y genera el compuesto Malato de cuatro carbonos.
De esta forma el malato ingresa al estroma del cloroplasto de las células
de la vaina donde libera un carbono en forma de CO2 y convirtiéndose
nuevamente en Piruvato para ser reutilizado en forma de PEP.
Esta adaptación de las plantas para vivir en climas secos y calurosos
permite separar espacialmente las vías dependientes de las independientes
de la luz. Por ejemplo, en condiciones de altas temperaturas y presiones de
oxígeno elevadas, la enzima Rubisco disminuye su eficiencia uniéndose al
oxígeno, por lo que la planta fotorrespira en vez de hacer fotosíntesis.
Sin embargo, las plantas C4 no disminuyen su tasa fotosintética, ya que
las altas cantidades de oxígeno no afectan la función de la Rubisco
ubicada en un espacio más interno.
Cantidad de CO2 consumido/unidad
de energía de luz absorbida
Por otro lado, son capaces de almacenar CO2 en las células vasculares y
por lo tanto, pueden continuar su fotosíntesis cuando las presiones
parciales de CO2 son bajas, incluso cuando los estomas están cerrados
para no perder agua por transpiración. Dentro de este grupo de plantas
destacan las hierbas, caña de azúcar y el maíz.
C3
C4
10
20
30
Temperatura de la hoja, ºC
40
Figura 20. Representación gráfica de una planta de maíz y soya y la cantidad de CO2
consumido por unidad de energía de luz absorbida.
b. Plantas CAM. Son plantas que tienen las hojas gruesas y esponjosas
por acumulación de agua; por ejemplo, las orquídeas, los cactus, piñas
y plantas suculentas. El mecanismo de fijación del CO2 es idéntico al
de las plantas C4; solo que el malato se acumula en las células que lo
producen. Como sus vías metabólicas están adaptadas a hábitat de
clima seco, solo abren sus estomas durante la noche para acumular y
fijar el CO2 y los cierran en el día. Durante el día el malato transfiere
el carbono al ciclo de Calvin.
c. Plantas C3. Todas las plantas fijan el carbono a través de un ciclo
fotosintético que involucra sobre todo intermediarios que contienen
tres átomos de carbono. Entre ellas se encuentran: las cianobacterias,
algas verdes y la mayoría de las plantas vasculares.
38
TEMA 1:
Energía en autótrofos
Factores que regulan la eficiencia
de la fotosíntesis
La eficiencia con que los organismos fotosintéticos almacenan la energía
y la ponen a disposición de otros organismos en un periodo, resulta ser
un factor crítico para la mantención de los ecosistemas, ya que podría
limitar la cantidad de especies que puede soportar.
Conceptos
•
•
•
•
CL A V E
Intensidad de la luz.
Tasa fotosintética.
Tasa de fijación del CO2.
Eficiencia fotosintética.
La fotosíntesis puede ser más eficiente bajo algunas condiciones que en
otras. Como el proceso fotosintético consta de reacciones fotoquímicas y
bioquímicas de la luz y el calor, resultan ser variables importantes para
explicar la eficiencia fotosintética. Algunos estudios han demostrado que
cuando la intensidad de la luz se incrementa, la tasa fotosintética
también aumenta hasta que las cantidades de ATP y NADPH son muy
elevadas, que impiden la fijación del CO2 y la curva disminuye.
La tasa fotosintética también ocurre más lentamente a temperaturas bajas
que a temperaturas moderadas. A muy bajas temperaturas, la probabilidad
que las reacciones ocurran son bajas, mientras que a muy altas temperaturas
las proteínas se desnaturalizan y las reacciones químicas se detienen. Por
otro lado, cuando la temperatura es baja y la intensidad de la luz es alta, la
tasa de fijación del CO2 es incapaz de utilizar los productos generados por
las reacciones fotoquímicas a la misma velocidad con que son producidos.
Tas
a lí
mit
ed
e lu
z
Tasa de fotosíntesis
Tasa límite de temperatura
¿SABÍAS QUÉ?
Temperatura alta
Temperatura baja
Intensidad de luz
Figura 21. Gráfico que muestra la tasa
fotosintética en distintas condiciones de
intensidad de luz y temperatura.
Por lo general, la mayoría de las plantas realizan eficientemente la fotosíntesis
en un rango de 10 a 35° C. Sin embargo, si las cantidades de CO2 se mantienen
controladas, la tasa fotosintética experimenta un aumento entre los 25 y 35 °C,
luego de este rango de temperatura, la tasa fotosintética disminuye.
Nuestro planeta Tierra
recibe una gran cantidad
de radiación solar, del
cual solo el dos por
ciento es utilizado por
las plantas para la
fotosíntesis, lo que
permite producir 120.000
millones de toneladas de
materia orgánica anual.
¡Increíble!
Se ha demostrado que las plantas que crecen a la luz aumentan su tasa
fotosintéticas, mientras que aquellas que crecen a la sombra mantienen una
tasa fotosintética muy baja. Sin embargo, las plantas que crecen a la sombra
son mucho más eficientes en utilizar intensidades de luz baja. También se
sabe que las variaciones en la concentración de reactantes y productos
influyen en la eficiencia fotosintética. Por ejemplo, las concentraciones de
CO2 frecuentemente limitan la reacción. Se ha observado que a medida que
aumenta la concentración de CO2 en la tasa fotosintética, también aumenta
hasta un punto crítico en donde por más que aumente la cantidad de CO2 ,
la tasa fotosintética se mantiene constante.
39
UNIDAD 1: Energía en
autótrofos y heterótrofos
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
123 klux
0,5 % O2
21,9 klux
Asimilación del CO2 (mol/l)
Planta de sol
Planta de sombra
Desprendimiento de O2
(mm3/hora)
Intensidad fotosintética
Se ha probado que cuando la presión parcial de oxígeno ambiental es
elevada, la enzima Rubisco se une al oxígeno y no al CO2 , inhibiendo la
tasa fotosintética. Esto trae como consecuencia un aumento en la tasa de
respiración y una disminución en la tasa fotosintética.
6,31 klux
0
5
Intensidad luminosa
10
15 20 25
20 % O2
80
60
40
20
30
Concentración de CO2 (mol/l)
10
20
30
40
Figura 22. Variación de la tasa fotosintética en plantas expuestas a la sombra y a la luz ,
(a) variación de la tasa fotosintética a distintas intensidades luminosas según las
concentraciones de CO2 , y (b) variaciones de la tasa fotosintética en presencia de
concentraciones de oxígeno distintas (c).
Hasta ahora se ha estudiado como las plantas (organismos autótrofos) son
las únicas capaces de capturar la energía radiante del Sol y convertirla en
energía química contenida en los enlaces covalentes de moléculas de azúcar
como la glucosa.
H2O
+
CO2
Energía
¿Cómo se realiza la
fotolisis del agua?
Luz absorbida
por pigmentos
Clorofila
Cloroplasto
O2
Fase fotoquímica
(tilacoides)
ATP y
NADPH+H+
Fijación
ADP
Ciclo de Calvin
NADP
Utilización de la energía
y su ciclo
+
C6H12O6
Fase bioquímica
(estroma)
Figura 23. Representación esquemática del proceso de la fotosíntesis.
Sin embargo, en los ecosistemas naturales las plantas no viven solas, sino
que establecen una serie de dependencias tróficas con otros organismos y
con el ambiente. A las especies componentes de un ecosistema que
dependen tróficamente de las plantas se llaman heterótrofos. Cuando estos
organismos depredan sobre las plantas, al mismo tiempo están consumiendo
indirectamente una fracción de la energía fijada por las plantas. La visión
anterior nos entrega las primeras evidencias de un ecosistema estructurado y
por lo tanto, factible de ser estudiado.
40
TEMA 1:
Energía en autótrofos
Intensidad de fotosíntesis neta (mg
de CO2 fijado/m2 de hoja/segundo)
DESAFÍO
CIENTÍFICO
1,5
Comparación de la intensidad
fotosintética del maíz y la betarraga
Habilidades
Maíz
1,0
0,5
Betarraga
0
100
200
300
400
500
Concentración de CO2 atmosférico (ppm)
• Interpretación de datos en un
gráfico.
• Predicción a partir de los datos
de un gráfico.
• Aplicación de lo aprendido.
1. Interprete los resultados ilustrados en el gráfico en base a sus
conocimientos sobre la fotosíntesis.
2. ¿Qué efectos tiene la concentración de CO2 en la eficiencia fotosintética?
3. Si se coloca una de la planta de maíz en una atmósfera libre de CO2 y con
luz brillante ¿continuarán las reacciones luminosas generando ATP y NADPH
indefinidamente? Explique.
4. Se sabe que el proceso de fotosíntesis captura eficientemente alrededor de
un 1% de la luz visible en forma de moléculas orgánicas en cada una de sus
hojas. ¿Qué sucede con el resto de la energía?
5. Indica en qué lugar del cloroplasto se encuentran las siguientes estructuras
o componentes:
a. Cadena transportadora de electrones
b. Fotosistema I y II
c. Enzimas fijadoras de CO2
d. Protones de hidrógenos
6. Explica la función que cumple la molécula de agua en el proceso
fotosintético.
7. ¿Por qué frecuentemente se dice que la tasa de producción de oxígeno es
una buena medida de la tasa fotosintética experimental?
8. ¿Qué utilidad tienen el ATP y el NADPH en el ciclo de Calvin?
9. Si la producción de oxígeno es el resultado del transporte de electrones en
la membrana fotosintética, ¿por qué entonces los niveles de la tasa de
emisión de oxígeno limita la tasa de producción fotosintética?
10.Utilice el siguiente esquema para representar las etapas de la fotosíntesis:
Fase ligera de fotosíntesis
Fase oscura de la fotosíntesis
Tilacoides
Estroma
Agua
NADPH
Dióxido de Carbono
Oxígeno
Glucosa
41
UNIDAD 1: Energía en
autótrofos y heterótrofos
No olvidemos a las algas
Chile con su larga costa presenta una gran cantidad de especies de algas;
sin embargo, no les damos la importancia que tienen, convirtiéndose en
una fuente de alimentación poco valorada por la mayoría de los chilenos.
La mayor parte de las especies de algas viven en el mar o en lagos y charcos,
pero muy pocas son capaces de sobrevivir sobre la tierra en lugares húmedos.
Las algas se clasifican en algas verdes, pardas y rojas, aunque, todas ellas
poseen pigmentos fotosintéticos que les permite utilizar la luz como
fuente de energía.
MÁS
QUE BIOLOGÍA
De las algas se extrae el
agar, la algina y el
carrageno. El agar se
utiliza en la preparación
de medios de cultivo de
microorganismos, se usa
para endurecer pescados
y carnes enlatadas, en la
manufactura de quesos,
mayonesa, cremas y
budines. También se usa
como laxante, en la
cubierta de cápsulas
medicinales y preparación
de lociones y ungüentos.
El carrageno se utiliza en
la preparación de salsas,
bebidas de chocolate, y
para estabilizar pinturas y
cosméticos. La algina se
usa en la manufactura de
mantecados, gomas de
comer y en dulces de
repostería.
Las algas verdes (clorofíceas) contienen clorofila, el principal pigmento de la
fotosíntesis entre los vegetales terrestres. Estas algas viven cerca de la
superficie del agua. Por su parte, las algas pardas (feofíceas, por ejemplo, el
cochayuyo), además de clorofila, contienen un pigmento pardo, que posee la
propiedad de captar la luz que llega a lugares más profundos. Finalmente las
algas rojas (rodofíceas, Ej.: coralina) contienen pigmentos de color rojo.
Estos son capaces de captar rayos solares que alcanzan una profundidad de
varios metros. De ese modo, la posición de uno u otro pigmento guarda
relación con la distribución en profundidad de los principales grupos de
algas. No hay que olvidar que las algas por su gran número (tres cuartas
partes del planeta está cubierta por agua) son la principal fuente de
nutrientes y oxígeno del planeta debido a su alta tasa fotosintética.
Figura 24. Las algas son organismos fotosintetizadores de organización sencilla que viven
en el agua o en ambientes muy húmedos. Pertenecen al reino protista y son autótrofos.
Todas las algas pigmentadas contienen clorofila, beta caroteno y
pigmentos accesorios. Encontramos algas en tierra, agua no salada y en el
mar, sobre piedras, en la corteza de árboles, en fuentes termales y
regiones polares. Algunas son epífitas (crecen sobre plantas) y otras son
endófitas (viven dentro de otras plantas).
Dentro de este grupo de organismos encontramos el fitoplancton, que son
algas microscópicas que viven dispersas en las aguas y son fuente
importante de alimento en el ambiente donde estén presentes.
42
TEMA 1:
Energía en autótrofos
RELACIÓN BIOLÓGICA ENTRE
AUTÓTROFOS Y HETERÓTROFOS
Las relaciones que se establecen entre los diferentes organismos vivos
aseguran un flujo constante de materia y energía, lo que permite la vida
en el planeta.
Conceptos
CL A V E
• Productores.
• Consumidores.
• Descomponedores.
Se llaman relaciones alimenticias o tróficas a aquellas basadas en la
transferencia de materia y energía de unos organismos a otros, a través
de la alimentación.
La cadena alimentaria es una representación en la cual los organismos
establecen una relación de alimentación en donde los primeros individuos
sirven de alimento a otros y así sucesivamente. La materia y energía
circula de un eslabón de la cadena a otro.
Una cadena alimentaria está integrada por tres niveles tróficos fundamentales:
Consumidores
(Heterótrofos)
Productores
(Autótrofos)
Descomponedores
Figura 25. Relaciones simples de los niveles tróficos.
Los diferentes niveles tróficos de una cadena alimenticia se conectan entre
sí por medio de flechas, siempre señalando de productores a consumidores.
¿Qué son los productores?
Son organismos autótrofos; es decir, transforman la luz solar en energía
química a través del proceso de fotosíntesis. Los productores introducen la
energía en una cadena alimenticia, por lo tanto siempre ocupan el primer
lugar en una cadena alimenticia. Sin productores no hay cadena alimenticia.
Pertenecen a este nivel trófico plantas, algas y el fitoplancton.
¿SABÍAS QUÉ?
El plancton está
constituido por pequeños
organismos microscópicos
que viven en el mar. Se
distinguen dos grandes
grupos: fitoplancton,
organismos
fotosintetizadores
microscópicos, y,
zooplancton, organismos
no fotosintetizadores que
se alimentan del
fitoplancton.
Figura 26. Los seres vivos que utilizan la energía del Sol para fabricar su propio alimento
son los organismos autótrofos.
43
UNIDAD 1: Energía en
autótrofos y heterótrofos
¿Qué son los consumidores?
Son organismos heterótrofos; es decir, se alimentan de otros seres vivos
para obtener materia y energía. Existen varias clases de consumidores:
a. Consumidores primarios: son aquellos que se alimentan directamente de
los productores (herbívoros).
b. Consumidores secundarios: son predadores que se alimentan de herbívoros.
Dependiendo el tipo y extensión de la cadena trófica pueden encontrarse
otros eslabones; por ejemplo, consumidores terciarios y cuaternarios.
Figura 27. Los depredadores son organismos que se alimentan de otros seres vivos.
¿Qué son los descomponedores?
¿SABÍAS QUÉ?
Los detritus son el
resultado de la
descomposición de la
materia orgánica. Hay
varios organismos que se
alimentan de ella.
Particularmente el fondo
marino posee mucho
detritus, que es la base
alimenticia de muchas
especies marinas. Por lo
tanto, este tipo de
especie forman parte de
cadenas alimenticias
llamadas cadenas tróficas
de detritus, las cuales no
se inician con el
productor, sino que
pueden surgir de los
detritus.
Son organismos que obtienen materia y energía mediante la
descomposición de cadáveres y restos orgánicos. Actúan sobre cualquier
nivel y pertenecen a este grupo hongos y bacterias.
Figura 28. Los hongos y las bacterias ayudan al aprovechamiento de la materia en el
ecosistema; es decir, segregan enzimas digestivas sobre el material muerto o de desecho y
luego los absorben para ser incorporados nuevamente al ecosistema.
Los descomponedores transforman la materia orgánica en inorgánica. Esto
permite que se cierre el ciclo. La materia inorgánica que está disuelta en
el agua puede ser absorbida a través de las raíces, de forma de volver a
ser utilizada por las plantas.
44
TEMA 1:
Energía en autótrofos
Flujo de materia y energía en un ecosistema
Se distinguen varias etapas del flujo de materia y energía:
1. La incorporación de energía y compuestos inorgánicos (CO2 y agua).
2. Formación de materia orgánica a partir de los compuestos inorgánicos.
3. El consumo de la materia orgánica por los herbívoros y carnívoros.
4. La desintegración de la materia orgánica.
Por lo tanto en un ecosistema la materia es utilizada una y otra vez en
forma cíclica; por el contrario, la energía es empleada una vez y se va
perdiendo a lo largo de las etapas en forma de calor o trabajo, y no
puede volver a ser utilizada.
Luz
Plantas
Compuestos
inorgánicos
Herbívoros
Carnívoros
Descomponedores
Figura 29. Representación simplificada del flujo de materia y energía.
La materia orgánica sintetizada por los autótrofos es transferida a los
organismos heterótrofos que forman parte del ecosistema. Las cadenas tróficas
o de los alimentos son el resultado de los procesos de transferencia de materia
orgánica o energía alimenticia, desde su origen en los seres autótrofos o restos
orgánicos, a través de los demás organismos del sistema. Algunos organismos
consumen a los autótrofos y son a su vez consumidos por otros organismos,
dando lugar a la cadena del pasto. Por otra parte, la cadena del detritus se
inicia con los restos orgánicos (deyecciones, hojas y ramas muertas, cadáveres,
etcétera) consumidos por organismos saprófagos. Ambas cadenas se encuentran
entrelazadas. La trama trófica o red trófica es la compleja interconexión que
existe entre las cadenas tróficas dentro de un ecosistema.
1. Las plantas absorben
dióxido de carbono
6. Los procesos industriales y las erupciones
volcánicas también incorporan
compuestos de carbono a la atmósfera
2. Las plantas producen
compuestos de carbono
3. Las plantas liberan
el oxígeno que se
usa en la respiración
4. Al comer plantas, los
animales absorben
compuestos de carbono
5. Los descomponedores forman
dióxido de carbono
Figura 30. Flujo de la materia y energía dentro del ecosistema.
Dentro del ecosistema, la materia se aprovecha de forma continua. En
cambio, la energía se emplea una sola vez, perdiéndose progresivamente
a lo largo del proceso en forma de calor y de trabajo; por lo tanto, es
necesario incorporarla al sistema en forma continua.
45
sta científica
Revista científica
Revista científica
Revista científica
Adaptaciones de plantas
en zonas de Chile
Las características del medio ambiente son determinantes para el
tipo y variedad de seres vivos y estas son los factores climáticos,
factores del suelo, condiciones de luz, ubicación geográfica,
etcétera.
Zona Norte
MÁS
QUE BIOLOGÍA
Las raíces de una higuera
silvestre han llegado a
penetrar 120 metros de
profundidad.
El mayor cactus del
mundo es una especie
mexicana llamada
saguaro. Puede alcanzar
sobre los 15 metros de
altura.
Principalmente, los seres vivos deben
adaptarse a la escasez de agua, gran
intensidad de radiación solar, altas
temperaturas durante el día y muy
bajas durante la noche.
La vegetación es del tipo xerofítica; es
decir, adaptadas a lugares secos:
herbáceas, arbustos espinosos y de
hojas duras, cactus y solo en lugares
con disponibilidad de agua se
desarrollan árboles. Grandes
extensiones del área carecen
absolutamente de vegetación, en
tanto otras solo presentan una
cubierta vegetal efímera después de
muy escasas lluvias. Es el caso del
“desierto florido”.
CON c i e n c i a
Recuerda que el equilibrio
natural puede verse
afectado por la desmedida
actividad humana.
Cuidemos lo que ha
requerido de millones de
años para desarrollarse.
Solo tenemos un planeta
donde vivir.
Cactus
46
En vegetales podemos destacar dos
formas de adaptación representadas en:
• Cactus; presentan hojas modificadas
en forma de espinas para disminuir
la pérdida de agua por transpiración.
Por ejemplo, el cactus candelabro
(Browningia candelaris).
• Tamarugo; en pequeños oasis
podemos encontrar agrupaciones de
tamarugos (Prosopis tamaruro),
algarrobos (Prosopis chilensis),
chañares (Geoffroea decorticans),
todas especies arbóreas que miden
sobre los cinco metros de altura. Sus
hojas son pequeñas, tienen
numerosas espinas, largas y
profundas raíces adaptadas para
captar aguas de profundas napas
subterráneas.
Tamarugo
Rev
vista científica
Revista científica
Revista científica
Revista científica
Zona Central
Corresponde a una zona de clima templado, con
estacionalidad muy marcada; lluvias invernales y
prolongada estación seca en verano. La vegetación
frecuente la constituyen los matorrales y bosque de
hojas siempre verde, como por ejemplo, grandes
extensiones de espinos (Acacia cavens), arbustos
Espino
Litre
Peumo
como el litre (Litraea caustica), bosque esclerófilo;
es decir, de hojas duras (para evitar la predación
por parte de insectos), como por ejemplo, de
peumos (Criptocarya alba) y bellotos (Beylschniedia
miersii) y asociaciones de palmas chilenas (Jubaea
chilensis).
Belloto
Palma chilena
Zona Sur
Corresponde a una zona de clima frío y húmedo,
con gran cantidad de lluvias todo el año,
posibilitando el desarrollo de grandes bosques. Las
selvas valdivianas y chilotas constituyen dos
importantes ejemplos.
Los árboles son de gran tamaño, destacándose los
alerces (Fitzroya cupressoides), de más de cuarenta
metros y de gran longevidad (más de 300 años de
edad); la araucaria (Araucari araucana), crece hasta
50 metros de alto y vive hasta 1.000 años, y sus
semillas (piñones) son usadas en alimentación; el
Alerces
Araucaria
Canelo
canelo (Drimys vinteri), árbol sagrado del pueblo
mapuche, puede alcanzar hasta 25 metros de
altura; arbustos adaptados a la escasa luz y
excesiva humedad, al crecer bajo el bosque, de
hojas de gran tamaño para facilitar la eliminación
del exceso de agua por transpiración. Existen
numerosas especies epífitas (crecen sobre otros
vegetales). Gran cantidad de helechos y musgos.
En los ambientes naturales, aquellas especies mejor
adaptadas a las condiciones ambientales serán las
más abundantes.
Helecho
Musgo
47
Re
UNIDAD 1: Energía en
autótrofos y heterótrofos
TEMA
1
REVISEMOS LO APRENDIDO
I. Anota una V por verdadero o una F por falso delante de cada enunciado. Fundamenta aquellas
que consideres falsas.
• ____ Las plantas verdes sólo realizan fotosíntesis y
respiración.
• ____ Al aumentar la temperatura ambiente
disminuye el rendimiento fotosintético.
• ____ El agua es un reactante en el proceso de
• ____ Ingenhausz concluye que sólo las partes
fotosíntesis.
• ____ El oxígeno producido en la fotosíntesis
proviene de la ruptura de la molécula de CO2.
verdes de la planta producen oxígeno.
• ____ Según Van Helmont las plantas obtienen su
masa a partir del agua de riego.
II. Analizando gráficos. Interpreta los siguientes gráficos:
1. Luz y fotosíntesis
2. CO2 y fotosíntesis
100
80
Intensidad de la fotosíntesis
Intensidad de la fotosíntesis
100
60
40
20
0
50
100
150
Intensidad luminosa
a. ¿Qué ocurre con la tasa de la fotosíntesis en la
primera etapa y en la segunda?
b. ¿Por qué se produce un quiebre?
c. ¿Cómo influye la intensidad luminosa en la
fotosíntesis?
y
75
50
25
x
0,05 0,10 0,15 0,20
Concentración de dióxido de carbono (% en volumen)
0
a. ¿Cómo se explica el nivel fotosintético?
b. ¿Qué habría que hacer para que ocurra lo
señalado en la línea punteada?
c. ¿Qué pasa con la fotosíntesis al aumentar
drásticamente la concentración de CO2?
III. Marca la respuesta correcta:
1. Los tejidos se caracterizan por:
2. La fotosíntesis es un proceso biológico importante
a. ser un conjunto de células dispersas en el organismo;
porque:
b. manifestarse solo en el estado embrionario de
a. permite la reducción del CO2 de la atmósfera;
b. renueva el aire atmosférico liberando O2 ;
un organismo;
c. ser un conjunto de células especializadas;
c. produce la formación de materia orgánica;
d. la poca diferenciación celular que presentan;
d. hace posible la vida de las plantas;
e. tener una constitución genética distinta a las
e. todas las anteriores.
otras células.
48
TEMA 1:
Energía en autótrofos
IV. Anales de información relevante.
Lee el siguiente texto.
La actividad de fotosíntesis es un hecho importante para la vida en el planeta. Es realizada
fundamentalmente por las plantas y algas porque las células de ellas, principalmente en
hojas y tallos, contienen pigmentos, uno de ellos llamado clorofila. Estos pigmentos son los
que captan la energía del Sol.
En la fotosíntesis se produce oxígeno, vital para el proceso respiratorio de los seres vivos; y
materia orgánica, como el almidón, la que servirá de alimento para los organismos
heterótrofos.
El almidón es el componente principal de muchas clases de alimentos. Es un importante
material alimenticio y representa más del 70 por ciento del abastecimiento de alimento del
mundo, se consume bajo la forma de papas, arroz, trigo, y otros cereales.
a. Completa este resumen con aquellas ideas que te
parezcan importantes agregar.
b. Intercambia tu resumen con un compañero o
compañera y evalúense mutuamente.
AUTOEVALUACIÓN
Como parte del proceso de aprendizaje es muy importante que reflexiones sobre el nivel de logro que observas
en ti. El resultado te permitirá revisar aquellos aspectos que consideres que no han sido plenamente logrados.
Marca con una X el casillero que corresponda, de acuerdo a la siguiente categorización:
Nivel inicial: aún no logras el aprendizaje, debes trabajar y esforzarte aun más.
Nivel intermedio: has logrado parcialmente el aprendizaje. Debes trabajar algunos aspectos.
Nivel avanzado: has logrado plenamente el aprendizaje.
Indicadores
Nivel inicial
Nivel intermedio Nivel avanzado
Reconozco la actividad de células especializadas en el funcionamiento de
tejidos y órganos vegetales.
Explico la fotosíntesis y la participación de algunas moléculas orgánicas
en ellas.
Establezco la relación biológica entre autótrofos y heterótrofos por medio
de las cadenas alimentarias.
Puedo explicar el origen del oxígeno atmosférico y el almidón en las
plantas.
Valoro la importancia de las plantas en el equilibrio del ecosistema.
Soy responsable de mi proceso de aprendizaje.
49