Fotosintesis

Estudio sobre la fotosíntesis

Objetivos:

1.- Realizar una descripción y clasificación de varios tipos de hojas.

2.- Cuantificar el porcentaje de actividad fotosintética medida en términos de liberación de

oxígeno.

3.- Observar la forma, cantidad y propiedades de los cloroplastos en Elodea sp

Introducción:

Originalmente la energía de casi todas las moléculas de alimento proviene del sol. Las plantas, las algas y algunas bacterias son capaces de producir alimento. Los organismos que son capaces de fabricar su propio alimento se conocen como Autótrofos.

Ahora bien el proceso por el cual los autótrofos usan la luz para producir hidratos de carbono altos en energía que pueden usarse como alimento se conoce como fotosíntesis. En las plantas la fotosíntesis convierte la energía de la luz solar en energía química que se almacena en los enlaces de hidratos de carbono.

Muchos pasos están implicados en el proceso de fotosíntesis, la fotosíntesis usa la energía de la luz solar para convertir agua y dióxido de carbono (reactantes) en azúcares de alta energía y oxígeno (productos).

Existen 2 especies de fases en la fotosíntesis, la primera se conoce como reacciones dependientes de la luz porque requieren la participación directa de la luz y de los pigmentos que la absorban. Los organismos fotosintéticos capturan la energía de la luz solar con pigmentos, el principal pigmento de las plantas es la clorofila. Las reacciones dependientes de la luz usan energía de la luz solar para producir compuestos ricos en energía como el ATP. Estas reacciones tienen lugar dentro de las membranas del tilacoide. Los cloroplastos contienen una abundancia de membranas fotosintéticas en forma de saco llamadas tilacoides. En estas reacciones se requiere agua como fuente de electrones e iones de hidrógeno. El oxígeno se libera como un producto secundario.

La segunda fase es conocida como reacciones independientes de la luz; las plantas absorben dióxido de carbono de la atmósfera y completan el proceso de la fotosíntesis produciendo azúcares que contienen carbono y otros hidratos de carbono. Durante estas reacciones las moléculas de ATP y NADPH producidas en las reacciones dependientes a la luz se usan para producir azúcares de alta energía del dióxido de carbono, no necesitan luz y se llevan a cabo en el estroma el cual es la porción líquida del cloroplasto sin contar a los tilacoides. Este proceso es conocido como Ciclo de Calvin.

Los tilacoides tienen grupos de clorofila y proteínas conocidos como fotosistemas. Los fotosistemas, que están rodeados por pigmentos accesorios, son esenciales para las reacciones dependientes de la luz. Absorben la luz solar y generan electrones de alta energía que luego pasan a una serie de portadores de electrones incrustados en la membrana tilacoide. Las reacciones dependientes de la luz, comienzan cuando los pigmentos del fotosistema II absorben luz.

La enzima RuBisCO (ribulosa-1,5-difosfato carboxilasa-oxigenasa) cataliza una reacción clave en la fotosíntesis: la asimilación y fijación del CO2 en la vía de síntesis de materia orgánica.

La actividad de la enzima rubisco es la variable interna de mayor influencia sobre la fijación de CO2. Se han encontrado diferencias importantes en la actividad de esta enzima entre plantas con alta o baja tasa fotosintética. Pero, esta enzima también cataliza un proceso opuesto al anterior: la fotorrespiración. Si la concentración de CO2 es baja, funciona como oxidasa, y en lugar de ayudar a la fijación de CO2 se produce la oxidación de glúcidos hasta CO2 y H2O, y al proceso se le conoce como fotorrespiración

La Rubisco es la enzima más abundante de la biosfera y constituye alrededor del 50% de la proteína soluble de las hojas de las plantas. La estructura de la rubisco en eucariotas y algunos procariotas consiste en 8 subunidades grandes y 8 subunidades pequeñas. El sitio activo se encuentra en las subunidad grande. De modo que existen ocho sitios activos por molécula de Rubisco.

Metodología:

Morfología externa de diferentes tipos de hojas.

Son cuatro los criterios más comunes para clasificar a las hojas; estos son: por la forma de la hoja, por su nervadura, por su implantación en el tallo y por la forma del borde.

Se tomaron distintos tipos de hoja al azar, después se observaron sus características y se procedió a realizar una clasificación de cada una de las hojas tomando como base el manual de experimentación.

Una vez concluida la clasificación se realizaron los dibujos de cada una de las hojas para ilustrar la clasificación.

Observación de cloroplastos en el microscopio.

Se tomo una sola hoja de la planta Elodea, se coloco en un portaobjetos y se agregó una gota de agua, posteriormente se llevo al microscopio donde estuvo expuesta a la luz directa del microscopio aproximadamente durante 7 min.

Los cloroplastos tienen forma elíptica, con un diámetro de 5 a 10 mm y su número puede variar de 20 a 100 por célula vegetal, se mueven libremente en el citoplasma. Ellos responden directamente a la energía solar, para llevar a cabo la fotosíntesis, Después de 7 minutos de estar en contacto con la luz, se procedió a observar la hoja y se puedo detectar un ligero movimiento en los cloroplastos llamados Ameboideas y Contráctiles ya que están regidos por el grado de luminosidad.

Producción de oxígeno durante la fotosíntesis.

Sumerge las Elodeas en el vaso de precipitado con agua y colócalas algunos minutos bajo la luz solar brillante u otra fuente de luz. Observa como las burbujas de O2 ascienden por el agua. Retira de la luz el vaso con las Elodeas y observa si las burbujas siguen ascendiendo. De nuevo bajo una fuente de luz, coloca el extremo

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