Medición de la Fotosíntesis y Factores que la afectan

Universidad de San Carlos de Guatemala

Facultad de Agronomía

Área de Ciencias Subárea de Ciencias Biológicas

Laboratorio Fisiología Vegetal

Martes/Vespertina

Aux. Camilo Wolford

Isidro Alejandro Chex Xuya

201400564

Practica 1: Medición de la Fotosíntesis y Factores que la afectan

Introducción

En el estudio de fisiología vegetal  está relacionada con la anatomía de las plantas, como es que realizan las actividades las plantas internamente, los procesos que se llevan a cabo a nivel celular y de organelos para el desarrollo de las plantas, procesos químicos y físicos asociados con la vida. Uno de los procesos que está relacionado con el conocimiento fisico de las plantas es la fotosíntesis, que realizan únicamente las plantas,  comienza por la absorción de la energía lumínica y su transformación en ATP y NADPH en las membranas internas de los cloroplastos, la mayoría de los organismo dependen de la maquinaria productora de alimentos que es la fotosíntesis, para que este proceso se realice se necesita de una planta, luz solar, agua del suelo y dióxido de carbono.

El dióxido de carbono se absorbe atreves de los estomas para su trasformación en azucares, con la participación de un gran número de enzimas, este es un facto por cual la fotosíntesis puede ser afectada dependiendo de las concentraciones que hayan como puede ser también la intensidad de la luz. Una de las metodologías para medir la fotosíntesis está relacionada con el dióxido de carbono, ya que las plantas durante el proceso fijan el dióxido de carbono y así mismo se puede realizar la cuantificación, como se muestra a continuación.

Objetivos

General

• Realizar la determinación indirecta de CO2 fijado en una planta acuática.

Específicos

• Realizar prueba cuantitativa de CO2 con elodea sp.
• Realizar prueba cualitativa de CO2 con elodea sp.
• Determinar los micromoles de CO2 consumidos en la fotosíntesis con elodea sp.

Metodología:

Prueba Cualitativa:

• Se llenaron 3 tubos de ensayo con agua de la pecera hasta un tercio del borde.
• Se agregaron 2 gotas de azul de bromotimol a cada tubo
• A 2 que ya contenían el agua y azul de bromotimol se le expiro aire por medio de una pajilla hasta que pasara de azul a amarillo.
• Se coloco en los 2 tubos anteriores una ramita de elodea, con su extremo apical. Uno de los tubos se dejo expuesto a la luz y al otro tubo se envolvió con papel aluminio y de dejo en la oscuridad.
• Se esperó aproximadamente una hora y media para que se pudiera observar los cambios en ambos tubos, como el cambio de color.
• Por último se anotaron los resultados cualitativos de los tubos.

Prueba Cuantitativa

• Se sacó una alícuota de 10 ml de agua de la pecera.
• Se agregó una gota de fenolftaleína al 0.5% y por último se tituló con NaOH (4%) contenida en la bureta.

Al finalizar la titulación se anotó los ml de NaOH gastados para llegar hasta ese punto, para realizar los cálculos. Desechando la muestra titulada

• Luego se llenaron 2 tubos de ensayo con el agua de la pecera y se agregaron a  cada uno ramillas de elodea,

Por último se dejo uno de los tubos expuestos a la luz y el otro se envolvió dejándolo en la oscuridad.

• Al cabo de 2 horas se tituló de la misma manera una alícuota del tubo en la oscuridad y el tubo expuesto a la luz.
• Se anotaron los ml gastados de base para realizar los cálculos.
• Se determinaron el número de micro moles de C.

Materiales:

• Pipeta de Pasteur.
• 6 tubos de ensayo.
• 2 breaker
• Lámpara de 150  W.
• Gradilla de tubos.
• Bureta con soporte.
• Pipetas.
• 4 ramillas de elodea.
• Papel de aluminio.
• Solución de NaOH (4%)
• Solución de fenolftaleína con gotero.
• Solución de azul de bromotimol con gotero.

Revisión bibliográfica:

Fotosíntesis: La fotosíntesis produce alimentos, bloques de construcción moleculares y O2 sustentando así la práctica totalidad de la vida sobre la Tierra. La fotosíntesis utiliza energía luminosa para convertir CO2 y H20 en azucares, los procesos de fotosíntesis y respiración son interdependientes, la conversión de energía solar en energía química se produce mediante reacciones luminosas. La fotosíntesis es un proceso físico-químico por el cual plantas, algas, bacterias fotosintéticas y algunos protistas como diatomeas utilizan la energía de la luz solar para sintetizar compuestos orgánicos. Se trata de un proceso fundamental para la vida sobre la tierra y tiene un profundo impacto sobre la atmósfera y el clima terrestres: cada año los organismos con capacidad fotosintética convierten en carbohidratos más del 10% del dióxido de carbono atmosférico.  (Collazo,M. 2006)

Todos los organismos con capacidad fotosintética contienen uno o más pigmentos capaces de absorber radiación visible que desencadena las reacciones fotoquímicas de la fotosíntesis. Estos pigmentos se pueden extraer de los organismos que los contienen con alcohol o con disolventes orgánicos (recordemos su naturaleza química). Pero las propiedades de los pigmentos fotosintéticos  in vivo, es decir, en los tilacoides en el caso de plantas, difieren de sus características en solución quedando este hecho reflejado en los espectros de absorción.  (Collazo,M. 2006)

Parte de la energía luminosa absorbida por clorofilas y carotenoides se almacena al final del proceso fotosintético como energía química. La mayoría de los pigmentos actúan como una antena captando la luz y transfiriendo la energía (proceso físico) al centro de reacción al que están asociados y donde se transfieren electrones desde la clorofila a una molécula aceptora de electrones (proceso químico). (Collazo,M. 2006)

Mediante la fotosíntesis, los vegetales pueden convertir el CO2 Y el H2O en azucares que conforman la base de miles de moléculas orgánicas, constituyentes de los organismos vivos. (Collazo,M. 2006)

La fotosíntesis involucra dos vías:

Las reacciones de la fase luminosa: son impulsadas por la energía de la luz. Esta vía metabólica convierte la energía luminosa en energía química en la forma de ATP y un trasportador de electrones reducido (NADPH + H+)

Las reacciones independientes de la luz: no usan la luz directamente, sino que utilizan ATP y NADPH y H+ (elaborados por las reacciones de la fase luminosa) y CO2 con lo cual se producen azucares. Tres formas diferentes de vías independientes de la luz reducen CO2; el ciclo de Calvin, la vía de la fotosíntesis C4, y el metabolismo acido de las crasuláceas. (Purves, D. 2009)

Ciclo de Calvin:

La vía metabólicas por la cual las plantas incorporan CO2, en hidratos de carbono, en el ciclo de Calvin, el CO2 y el agua del medio se combinan enzimáticamente con una molécula aceptora de cinco carbonos para generar dos moléculas de un intermediario de tres carbonos. Este intermediario (el 3-fosfoglicerato) es reducido a carbohidratos empleando el ATP y el NADPH generado fotoquimicamente. Este ciclo se completa con la regeneración del aceptor de cinco carbonos (ribulosa-1,5-bisfosfato, abreviado RuBP).

El ciclo de Calvin consta de tres etapas

1. Carboxilacion del aceptor de CO2, ribulosa-1,5-bisfosfato, para formar dos moléculas de 3-fosfoglicerato, el primer intermediario estable del ciclo de Calvin.
2. Reducción del 3-fosfoglicerato, forma gliceraldehido-3-fosfato, un carbohidrato.
3. Regeneración del aceptor de CO2, ribulosa-1,5-bisfosfato, a partir del gliceraldehido-3-fosfato.

(Taiz, L Zeiger, E. 2006)

Las reacciones independientes de la luz suelen llamarse reacciones oscuras dad que no requieren en forma directa la energía solar. Sin embargo, tanto las reacciones dependientes como las independientes de la luz solar cesan en la oscuridad porque la síntesis de ATP y la reducción de NADP+ requieren luz. Las reacciones de ambas vías tienen lugar dentro de los cloroplastos, aunque residen en diferentes partes de este orgánulo. (Campos, P. 2002)

La intensidad de la fotosíntesis varia en función de determinados factores, lo que se traduce un mayor o menor numero de nutrientes elaborados. Los mas importantes son: luz, temperatura, dióxido de carbono y agua.

Luz: la intensidad fotosintética es directamente proporcional a la intensidad de la luz, hasta un límite, relacionado con la de la cantidad de clorofila en los cloroplastos. Este control es indirecto, ya que la función de la luz es activar el gen que codifica las enzimas responsables de la síntesis de la clorofila. A veces, pueden existir otros factores capaces de modificar este límite, como por ejemplo, una concentración baja de CO2 en el aire, o la temperatura. (Campos, P. 2002)

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