Fotosíntesis Estructuras celulares Etapas Factores Factores internos
Presencia de estomas Pigmentos
ATP, NADPH y oxígeno
Estroma Tilacoides
Glucosa, ADP y NADP+
Factores externos
Contenido de agua
Intensidad de la luz Temperatura
Concentración de CO2
Resumen de la clase anterior
Cloroplastos
Fase Luminosa
Aprendizajes esperados
• Clasificar organismos según obtención de energía y de nutrientes.
• Definir cadena y trama alimentaria.
• Describir los niveles tróficos.
• Explicar el concepto de ciclos de la materia.
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, Admisión PSU 2011.
Pregunta oficial PSU
En el siguiente diagrama se muestran diferentes cadenas alimentarias que comienzan en el productor primario y terminan en el hombre:
¿En cuál de estas cadenas el hombre recibe del productor primario la mayor cantidad de energía?
1. Conceptos básicos
2. Relaciones tróficas
Introducción
Las moléculas orgánicas que forman los tejidos vivos contienen elevada energía de enlace (energía química). En cambio, moléculas inorgánicas como el CO2, poseen baja energía química. En esta relación entre ganancia y pérdida de energía química encontramos la dinámica de los
ecosistemas.
Los productores cumplen con la función de formar moléculas orgánicas para su organismo a partir de la materia inerte del medio. Esta conversión es posible gracias a la energía luminosa. Por su parte los consumidores toman de los productores la energía que necesitan para cumplir con sus funciones.
1. Conceptos básicos
Primera ley de la termodinámica: “La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”.
De esta manera, la energía proveniente de la luz solar es transformada en energía química en los vegetales, a través del proceso de fotosíntesis. Esta energía será utilizada por la planta como alimento y degradada en el proceso de respiración celular.
1.1 Leyes de la termodinámica
Segunda ley de la termodinámica: “Una parte de la energía que se encuentra disponible para realizar trabajo, se transforma en calor al pasar de una forma a otra. Esta energía escapa al ambiente perdiéndose.”
1.2 Componentes del ecosistema
1. Conceptos básicos
Es un sistema interactivo, constituido por los componentes físicos, químicos y biológicos
del ambiente.
Conjunto de factores abióticos o sin vida del
ambiente.
Conjunto de factores bióticos o con vida
2.1 Niveles tróficos
2. Relaciones tróficas
Los seres vivos de los ecosistemas se organizan en los llamados niveles tróficos.
El primer nivel trófico comprende a los
productores, también conocidos como
autótrofos.
La mayoría de los productores corresponden a los organismos fotosintetizadores, que permiten el ingreso de la energía al ecosistema, gracias a que transforman la energía solar en energía química.
Dentro de los organismos productores también se considera a los organismos
quimiosintetizadores.
2.1 Niveles tróficos
El grupo de los organismos autótrofos quimiosintetizadores está formado por bacterias que emplean la energía liberada por la oxidación de determinadas sustancias inorgánicas, entre las que se encuentran los compuestos de azufre, hierro, nitrógeno, y también el oxígeno. La energía obtenida de estas transformaciones químicas la utilizan para sintetizar compuestos orgánicos, a partir del CO2 y el agua que obtienen del medio en que viven.
Existen bacterias quimiosintéticas que utilizan el H2S de los humeros negros del océano, sustentando
ecosistemas que no dependen de la luz solar.
2.1 Niveles tróficos
Los demás integrantes del ecosistema se denominan consumidores o heterótrofos. Aquel que se alimenta del productor, será el consumidor primario, el que se alimenta de este último será el consumidor secundario y así sucesivamente.
El segundo nivel trófico comprende a los CONSUMIDORES
PRIMARIOS. Estos organismos obtienen la energía alimentándose de los productores. Se consideran en base a su alimentación herbívoros.
2.1 Niveles tróficos
El tercer nivel trófico comprende a los CONSUMIDORES SECUNDARIOS. Estos organismos obtienen la energía alimentándose de los consumidores primarios. Se consideran en base a su alimentación
carnívoros.
El cuarto nivel trófico comprende a los CONSUMIDORES
TERCIARIOS, que se alimentan de los consumidores secundarios. También son carnívoros.
2.1 Niveles tróficos
Los organismos descomponedores son los que se sustentan en despojos o desechos que no son utilizados por los animales; permiten que algunos elementos químicos de la materia orgánica vuelvan al ecosistema.
Pueden actuar en cualquier nivel trófico.
Comprenden a hongos y
bacterias.
2.1 Niveles tróficos
Los organismos detritívoros (también llamados saprófagos) son organismos que se alimentan de los desechos o detritos, de una comunidad (hojas, ramas y troncos de árboles muertos, heces fecales, exoesqueletos, etc.) incluyen a animales como buitres, el cóndor, los cangrejos, las lombrices de tierra, cochinillas de tierra, etc.
Se pueden considerar consumidores que utilizan presas muertas en lugar de vivas.
2.1 Niveles tróficos
Una cadena alimentaria (o cadena trófica) corresponde a la corriente de energía y nutrientes que se establece entre las distintas especies de un ecosistema en relación con su nutrición.
2.2 Cadenas alimentarias
Las cadenas tróficas no tienen más de 4 o 5 niveles tróficos debido a que un alto porcentaje de la energía que reciben los organismos se emplea en los procesos vitales y solo un 10% de la energía, aproximadamente, es transferida a los siguientes niveles (regla del 10%).
2.2 Cadenas alimentarias
En la naturaleza no existen cadenas tróficas como tal, en su concepto lineal.
Existen conjuntos de cadenas superpuestas que interactúan entre sí, las llamadas tramas o redes alimentarias (o tróficas).
2.3 Redes alimentarias
La pirámide ecológica es otra forma de representar las relaciones tróficas que se establecen en un ecosistema. Existen distintos tipos de pirámides.
2.4 Pirámides ecológicas
2. Relaciones tróficas
La pirámide de número representa la cantidad de individuos que es de cada nivel trófico de un ecosistema.
Estas pirámides pueden adoptar una forma invertida cuando los productores son de gran tamaño (por ejemplo, los árboles de un bosque).
2.4 Pirámides ecológicas
La pirámide de biomasa
representa la cantidad de materia viva que presenta un ecosistema.
Generalmente, esta se calcula en gramos por metro cuadrado y considera solo el peso seco de los seres vivos.
Esta pirámide se puede invertir, lo cual ocurre cuando los productores se reproducen a gran velocidad (por ejemplo, en el caso del fitoplancton en los ecosistemas marinos).
2.4 Pirámides ecológicas
La pirámide de energía representa como fluye esta en los ecosistemas (siempre lo hace desde los productores hacia los consumidores).
No tiene la posibilidad de invertirse, pues responde a la primera y segunda ley de la termodinámica.
2.4 Pirámides ecológicas
Proceso por el cual los organismos que viven en un medio, que contiene una concentración relativamente baja de una sustancia química, pueden llegar a aumentarla en sus tejidos, alcanzando concentraciones considerablemente más altas que las existentes en el medio, debido a que dicho contaminante es poco susceptible a ser metabolizado y, además es liposoluble, lo que ocasiona efectos negativos sobre su salud.
2.5 Amplificación biológica
2. Relaciones tróficas
Los ciclos biogeoquímicos presentan reservas en las que almacenan los elementos. Estas reservas son generalmente, factores abióticos, por lo que se clasifican en:
3.1 Clasificación
3. Ciclos biogeoquímicos
•Ciclo gaseoso: Los elementos circulan principalmente, entre la atmósfera y los organismos, a través de grandes extensiones de superficie, por lo que presentan alta velocidad de reciclaje.
Ej. oxígeno.
•Ciclo sedimentario: Los elementos circulan entre la litósfera, la hidrósfera y los seres vivos, con una muy lenta velocidad de reciclaje.
Ej. fósforo.
El agua está en constante circulación en la naturaleza. De la superficie de lagos, ríos y mares se , a causa de la energía calórica. Con las bajas temperaturas en las alturas, el vapor de agua se , formando las nubes, desde las cuales el agua en forma de lluvia, granizo o nieve. Los seres vivos la ocupan para sus
y la regresan a través de la transpiración, sudor, orina y vapor de agua. Por , llega libre a ríos, lagos, o mares, donde se (percolación) a través del suelo formando agua subterránea.
3.2 Ciclo del agua
3. Ciclos biogeoquímicos
Agua en la Tierra:
95% océanos y mares.
2% agua dulce en lagos, ríos y agua subterránea.
3% agua dulce en hielo, cordilleras, casquetes polares, glaciares.
Las moléculas orgánicas tienen el carbono como elemento estructural básico, por esto es que incorporarlo a los seres vivos es de vital importancia.
3.3 Ciclo del carbono y del oxígeno
3. Ciclos biogeoquímicos
Así mismo, el oxígenos es parte de las moléculas orgánicas y es la base de la respiración celular aeróbica.
Desde la , para
incorporar el CO2 a la materia orgánica, para ser degradada
con la en
presencia de oxígeno, hasta la de la materia orgánica y liberar CO2 a la atmósfera. También a través de
la de los
combustibles fósiles.
fotosíntesis
respiración celular
descomposición
El nitrógeno es esencial para la formación de las proteínas y del material genético de los seres vivos.
3.4 Ciclo del nitrógeno
3. Ciclos biogeoquímicos
•Nitrificación: Bacterias nitrificantes, que transforman el amoníaco (NH3) en nitrito (NO2-) y luego en nitrato (NO
3-).
•Amonificación: Bacterias amonificantes o descomponedoras que transforman urea y ácido úrico en amoníaco (NH3).
•Asimilación: Los nitratos son absorbidos por los vegetales través de las raíces, desde el suelo. La planta lo transforma en amonio y sus células pueden sintetizar aminoácidos.
•Fijación: Bacterias aeróbicas y anaeróbicas transforman el nitrógeno gaseoso en ion amonio (NH4+), ion nitrito (NO
2-) o en ion
nitrato (NO3-).
•Desnitrificación: Las bacterias desnitrificantes del suelo, transforman el nitrato (NO3-) en nitrógeno
El fósforo forma parte de los ácidos nucleicos, de las proteínas, de las moléculas que almacenan energía en las células y de fosfolípidos que forman sus membranas.
3.5 Ciclo del fósforo
3. Ciclos biogeoquímicos
•Las rocas que contienen fósforo en forma de fosfato inorgánico, lo liberan por erosión, el que es captado por los productores, para formar moléculas orgánicas.
•Los consumidores incorporan
fosfatos orgánicos desde los productores por la cadena trófica.
•Los descomponedores regresan los
fosfatos orgánicos al suelo como
En el siguiente diagrama se muestran diferentes cadenas alimentarias que comienzan en el productor primario y terminan en el hombre:
¿En cuál de estas cadenas el hombre recibe del productor primario la mayor cantidad de energía?
A) En la cadena 5. B) En la cadena 4. C) En la cadena 3. D) En la cadena 2. E) En la cadena 1.
Pregunta oficial PSU
ALTERNATIVA CORRECTA
A
Síntesis de la clase
organizados en… ECOSISTEMA formado por… •Productores •Consumidores •Descomponedores depende del aporte de… Energía se comporta según las… Materia se comporta… CíclicamenteLa energía no se crea ni se
destruye, solo se
transforma
En cada traspaso
energético parte de la
energía se pierde como
calor Cadenas
y tramas
alimentarias
Leyes de la
termodinámica
Pirámides ecológicas
• de número
• de energía
• de biomasa