Fotosíntesis

Introducción

La fotosíntesis es un proceso en el que la energía de la luz solar se transforma en energía química que se almacena en carbohidratos y otras moléculas orgánicas. Durante la fotosíntesis se retiran electrones con relativamente baja energía de un compuesto donador y se convierten en electrones de alta energía con la energía absorbida de la luz (1).Ocurre en dos fases. La primera fase es un proceso que depende de la luz (reacciones luminosas), requiere la energía directa de la luz que genera los transportadores que son utilizados en la segunda fase. La fase independiente de la luz (reacciones de oscuridad), se realiza cuando los productos de las reacciones de luz son utilizados para formar enlaces covalentes carbono-carbono (C-C), de los carbohidratos. Las reacciones oscuras pueden realizarse en la oscuridad, con la condición de que la fuente de energía (ATP) y el poder reductor (NADPH) formados en la luz se encuentren presentes. (2). La fotosíntesis en las platas y cianobacterias produce tanto ATP como NADPH mediante un proceso llamado fosforilación no cíclica. (3)

Objetivos:

• Reconocer el proceso de la fotosíntesis y sus etapas.

• Reconocer las condiciones aptas para el proceso de fotosíntesis.

• Aplicar técnicas para la separación de pigmentos.

Procedimiento experimental

1. Simulación del proceso fotosintético en plantas acuáticas, Elodea. Fue entregado un tubo de ensayo con una hoja de Elodea en su interior, con agua destilada, luego se tomó un vaso precipitado el cual se llenó con agua destilada con 100 ml., luego el tubo de ensayo fue puesto boca abajo en el vaso precipitado, se marcó la cantidad inicial en el tubo de ensayo, luego se puso bajo la luz de una ampolleta durante 60 minutos dejándolo reposar, para luego evaluar su resultado.

2. Purificación de pigmentos. Se tomaron pedazos de hoja de acelga, se colocaron en un mortero, luego se aplicaron unas gotas de metanol, y se comenzó a machacar hasta tener un poco de jugo de la acelga mesclado con etanol, este jugo se tomó con un gotario con el cual se le aplicaron 20 gotas a un rectángulo de papel filtro, se esperó 30 segundos para aplicar cada gota, siempre en el mismo punto, luego se dejó secar por dos minutos para luego ponerlo en un vaso precipitado con metanol. Se dejó reposar por 40 minutos y se esperaron los resultados.

3. Observar estomas en hojas de acelga. Se tomaron trozos de hoja de acelga, a los cuales se les saco un corte delgado de su superficie, con un bisturí y pinzas, luego se puso en un portaobjetos, sobre la muestra se agregó 1 gota de azul de metileno. Posterior a esto se cubrió con un cubreobjetos. Continuamente se realizó el mismo procedimiento pero con un corte delgado de la superficie del tallo de acelga. Cada muestra fue observada en el microscopio con la lente de 40x a excepción de la muestra con corte de la hoja de acelga que fue vista con lente de 100x.

Resultados

1. Simulación del proceso fotosintético en plantas acuáticas, Elodea

El resultado de este experimento fue: La Elodea que estaba expuesta a la luz (ampolleta), realizó fotosíntesis, nos percatamos de esto ya que el tubo de ensayo donde estaba la elodea, luego de los sesenta minutos, presentó burbujas que correspondían a oxígeno, uno de los productos de la fotosíntesis. La elodea que se mantenía en ausencia de luz, no produjo ningún cambio, luego de los sesenta minutos, esta permanecía igual.

2. Purificación de pigmentos

Cuando se sumergió el trozo de papel filtro en el vaso con metanol, este (metanol) comenzó a empapar y subir por las fibras del papel arrastrando consigo pigmentos de la acelga triturada (liquido obtenido de la mezcla de la acelga con metanol triturada), el primer color observado en orden ascendente fue el anaranjado (Carotenos), luego un verde amarillento (Clorofila B), y finalmente una coloración amarilla (Xantofilas).

3. Observar estomas en hojas de acelga

Al observar al microscopio óptico se observan claramente las estomas de la hoja de acelga, la que se observó en la muestra fue una estoma oclusiva. La muestra fue observada con el aumento mayor. En la segunda muestra del tallo de la hoja no se observan estomas, ya que estas solo están presentes en las hojas de las plantas.

Discusión

1. Simulación del proceso fotosintético en plantas acuáticas, Elodea

La fotosíntesis es un proceso que requiere de energía lumínica (proveniente de la luz), y que cumple la función de crear compuestos orgánicos a partir de dióxido de carbono (CO2), uno de los productos mas importantes de la fotosíntesis es el oxígeno atmosférico, que los organismos superiores necesitan para vivir. Es por esto que la elodea que permanecía en ausencia de luz no obtuvo resultados, ya que es indispensable para el proceso fotosintético la presencia de luz, esta energía lumínica es la que da el puntapié inicial a la fotosíntesis4.

2. Purificación de pigmentos

Para que la energía lumínica sea utilizada por los seres vivos, primero debe ser absorbida. La absorción de la luz la realiza una sustancia llamada pigmento, algunos pigmentos absorben la luz en todas las longitudes de onda y por lo tanto poseen un color negro, hay otras en cambio que solo absorben ciertas longitudes de onda, y reflejan o transmiten las que no absorben. Un ejemplo de esto es la clorofila, que es el pigmento que hace a la hoja verde, esta absorbe a la luz en el espectro violeta, azul y rojo, esto significa que el color verde no es absorbido por la clorofila, por eso se refleja en el color de las hojas. Estos pigmentos son insolubles en agua, pero solubles en solventes orgánicos (metanol). Es por esto que al tomar contacto los pigmentos de la acelga con el metanol, que es un solvente orgánico, se disociaron y se vieron por separado en el papel filtro5.

3. Observar estomas en hojas de acelga.

Los estomas son pequeñas aberturas de la epidermis de las hojas, rodeada por dos células oclusivas que pueden cambiar su forma para efectuar la apertura o el cierre de los poros. Los estomas se encuentran presentes principalmente y en mayor cantidad en las hojas, pero también se presentan en escasa cantidad en los tallos jóvenes. El cierre de los estomas de la planta no solo proviene de la transpiración de esta sino que también de la entrada de CO2. Estos dan el paso al Dióxido de carbono para que ingrese a la planta, para luego de finalizados los procesos de la fotosíntesis, libere el oxígeno atmosférico. La hoja de la que extrajeron las muestras de epidermis de la acelga eran de una planta vieja, es por eso que no fue posible observar estomas en el tallo6.

Conclusiones

Con el primer experimento se concluye que las plantas requieren de la luz del sol para realizar fotosíntesis, pues la energía luminosa desencadena todas las reacciones que se producen en este proceso, si la planta no recibe luz se suspende la fotosíntesis, por esto es que al poner la luz de la ampolleta se produjo un proceso de fotosíntesis ya que la luz de la ampolleta reemplazo la luz solar cuando el foco este más cercano a la Elodea va a producir más burbujas (oxígeno) dado a la intensidad de luz. Y el dióxido de carbono acelerara el proceso. Con el segundo experimento es posible deducir que los cloroplastos poseen una mezcla de pigmentos con diferentes colores y en diferentes proporciones, todas las sustancias de este tienen un grado diferente de solubilidad en disolventes apolares, lo que permite su separación cuando una solución de la misma desciende sobre un papel filtro de un disolvente orgánico. La técnica utilizada fue cromatografía. De tal manera que al introducir una tira de papel en esa mezcla el disolvente arrastra con distinta velocidad a los pigmentos según la solubilidad que tengan y los separa, permitiendo identificarlos perfectamente según su color. Finalmente con el tercer experimento se determinó que solo se pudo observar el estoma en las hojas ya que el tallo observado no era lo suficientemente joven, los estomas se encuentran presentes en las hojas en mayor numero que en el tallo (solo en tallos jóvenes), a su vez el tallo no cumple la función para lo que están dispuestos los estomas, este solo cumple funciones de soporte y transporte.

Referencias

1. Karp, G. (2005).la fotosíntesis y el cloroplasto. En “Biología celular y molecular” (pp. 215, 216) Santiago: MC Graw Hill.

2. Rubén Hernández Gil, PhD. (N.D) Libro botánica online. http://www.forest.ula.ve/~rubenhg/fotosintesis/

3. Alberts, B. (2004). Capítulo 14, Conversion energética: mitocondria y cloroplastos. En “Biología molecular de la célula” (pp. 852). Barcelona: Omega S.A.

4. Jan Koolman, Klaus-Heinrich Röhm, 2004, Metabolismo energético, En “Bioquímica: texto y atlas” 3° edición (pp. 128), editorial medica panamericana, Madrid España.

5. Francisco José García Breijo, Josefa Roselló Caselles, Pilar Santamarina Siurana, 2006. capitulo 1 fotosíntesis. En “Introducción al funcionamiento de las plantas” (pp. 11) Editorial universidad politécnica de valencia.

6. Peter H. Raven, Ray F. Evert, Susan E. Eichhorn, 1992. Capítulo 27, El movimiento del agua y los solutos en las plantas. En “Biología de las plantas, volumen 2”. (pp. 548) Barcelona, Editorial Reverté S.A.

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