Fotosintesis Practica Lab.docx

Laboratorio N 5: fotosíntesis

Paula Lorena Buelvas Madrid 20181010052 422

Docente William Ariza Cortés

Universidad Distrital FJDC Facultad de Medio ambiente Ingeniería forestal Biología general Bogotá 23 de marzo del 2018

Introducción La fotosíntesis es un proceso mediante el cual las plantas producen sustancias orgánicas a partir de dióxido de carbono y agua en presencia de clorofila. (Definición de fotosíntesis, 2014). Este proceso es realizado por unos seres con ciertas características físico-químicos, las cuales facilitan este proceso. Sin embargo, los seres vivos que no producen su propio alimento, requieren al igual que los organismos autótrofos de una fuente de energía para realizar sus procesos vitales y esto ocurre mediante la respiración. A continuación se expondrá el proceso que se realiza en una práctica de laboratorio que se realiza en la Universidad Distrital FJDC en la materia biología general, sobre una de las temáticas más importantes de la fotosíntesis, los pigmentos fotosintéticos, para ello es importante resaltar que los pigmentos fotosintéticos son sustancias que se caracterizan por su capacidad de aprovechamiento de la luz para comenzar procesos de reacciones químicas y con tener color propio. Y la estructura estomática presente en distintos tipos de plantas. Los estomas son los orificios que atraviesan la dermis de las plantas, son conductos de comunicación con el ambiente exterior y desarrollan funciones de intercambio gaseoso. (Curtis. 2008) Objetivos Objetivo general: determinar el comportamiento del proceso fotosintético frente a la variación de la longitud de onda del espectro de luz y adicionalmente analizar los pigmentos fotosintéticos de la hoja de espinaca spinacia oleracea Objetivos específicos:   

Demostrar el concepto de absorción Caracterizar los estomas de las tres plantas según el manual de arquitectura foliar de (Hickey 1999), paginas 52-56 documento anexo Determinar cuántos estomas se observan por mm2 en las plantas manejadas

Materiales y métodos: Materiales: Extracción de pigmentos:  3 hojas grandes de espinaca  Mortero y pistilo  1 hoja de papel filtro  Colador de malla fina  Carbonato de calcio  200 ml de Etanol Caracterización de estomas:  

Hojas de tres especies vegetales diferentes Microscopio y materiales para montajes húmedos Metodología:

Extracción de pigmentos: como primer paso se lavan las hojas de espinaca y se retiran los nervios, se coloca en el mortero con etanol y carbonato de calcio, luego de triturar la mezcla hasta que el disolvente de un color verde intenso se filtra con el colador, a continuación se coloca el filtrado en una placa de Petri procurando colocar la mitad del papel filtro de manera vertical sobre la placa de Petri. Como muestra en la imagen.

Imagen 1: montaje para hallar pigmentos Caracterización de estomas: para este proceso se inicia retirando la epidermis del haz o envés de la hoja de la planta, con un área aproximada mínima de 0.7 cm2, con esto se realiza el montaje húmedo, se enfoca con menor aumento y posteriormente se detalla con un aumento mayor y se observan las células oclusivas que forman el estoma, el ostiolo y las células acompañantes que son aquellas que rodean el ostiolo, a continuación se caracterizan los estomas de las tres especies según el manual de arquitectura foliar de (Hickey 199), paginas 52-56, teniendo en cuenta el área de observación con los diferentes aumentos se determinan cuantos estomas se observan por mm2. Esto se realiza con las plantas: Diente de león (taraxacum officinale), sauco (sambucus nigra) y cartucho (zanthedeschia aethiopica) Marco teórico: La fotosíntesis es el proceso que realizan los cloroplastos, gracias a la clorofila (lo que le da el color a la planta), los tilacoides son aquellos que contienen la clorofila, en estos se da la fase lumínica (una parte de la fotosíntesis), esta ocurre en el día y empieza por la absorción de agua de las plantas por medio de las raíces de las plantas y la fotólisis, lo cual se refiere al rompimiento de la molécula por acción de la luz, donde se libera oxígeno a la atmosfera, adicionalmente se liberan dos iones de oxígeno, los cuales son excitados por la luz subiendo su nivel de energía y estos se desplazan por la moléculas provocando reacciones en las cuales estos electrones se quedan unidos a ciertas moléculas. Finalmente se genera ATP y NADPH2. (fotosíntesis. 2014). Con estos compuestos se inicia la fase oscura, la otra parte de la fotosíntesis. Adicional a esto se hace necesario tener en cuenta la importancia de: Espectro de luz visible: Rango del espectro solar que abarca longitudes de onda entre aproximadamente los 380 y los 750 nm Pigmentos: moléculas capaces de absorber longitudes de onda de la luz específicas, reflejando otras. En el proceso de la fotosíntesis tienen un papel de gran importancia los pigmentos: clorofila a, clorofila B, xantofilas, carotenoides, entre otros. Espectro de absorción: es espectro de absorción el rango de energía lumínica en el que los pigmentos vegetales logran un punto máximo para funcionar el cual se representa en gráficas comparativas con el espectro de luz o su rango de actividad (clorofilas, carotenos, xantofilas, separación de pigmentos, 2016) Resultados y discusiones:

Extracción de pigmentos: luego de hora y media aproximadamente se observan varias tonalidades como se muestra en la figura:

xantofila Clorofila b Clorofila a Imagen 2: pigmentos espinaca Discusión: a este proceso de separación de pigmentos se le llama cromatografía, los barridos espectrales muestran la cantidad de nm de frecuencia de absorción de luz, que indican que el pigmento con mayor absorbencia de luz es la clorofila a, seguido de la clorofila b. se podría decir que el espectro de absorción es muy parecido a un espectro de acción ya que dependiendo de la cantidad de luz visible absorbida y la energía que estas longitudes posean, se puede determinar su porcentaje fotosintético. Adicionalmente se puede analizar que la clorofila a y b por ser los pigmentos primarios presentaran una absorbancia superior a los demás pigmentos presentando una absorbancia entre los 400 y 450 nm y otro entre los 630 a 700 nm. Las xantofilas por ser pigmentos accesorios presentan una absorbancia más baja, estos pigmentos accesorios no tienen una participación muy importante en el proceso de fotosíntesis, pero si son vitales en la protección de las clorofilas por tener una mayor resistencia a la fotoxidación. (clorofilas, carotenos, xantofilas, separación de pigmentos, 2016) Caracterización de estomas: Es necesario mencionar que para los resultados obtenidos es importante saber que el tipo de estoma presente en las células depende de las condiciones ambientales a la que está expuesta la planta y la adaptación de la misma a este, con esto se refiere a los factores como la luz, la concentración de dióxido de carbono o la disponibilidad de agua. El tamaño del estoma depende del tipo que sea, sin embargo oscila entre 0.6-3.5 micrómetros. El tipo de estoma es un carácter de valor taxonómico cuando se quiere averiguar el parentesco de un taxón al nivel de esa categoría taxonómica. 

Diente de león y sauco: los estomas encontrados según el manual de arquitectura ya mencionado fueron los anomocítico (anomocityc)

Figura 3: anomocityc Discusión: el anomocítico es un tipo de estoma en que las células que rodean a las células estomáticas son indefinidas en número y no se diferencian de las otras células epidérmicas (anomocítico estoma, 2017), este es el más frecuente en dicotiledóneas y también el más antiguo en monocotiledóneas 

Cartucho: se encontraron estomas tipo brachyparacytic como se muestra en la figura

Imagen 4: brachyparacytic Discusión: este tipo de estoma se caracteriza por tener 2 células flaqueando los lados de las celdas de protección pero sin encerrarlas por completo, pueden o no ser alargadas, paralelas al eje longitudinal de las celdas de protección. Cuestionario: De acuerdo al primer procedimiento: a. ¿observo variación en el peso del “saquito”? explique su respuesta Rt// se observó aumento en el peso del saquito, su peso inicial fue 31.2 y su peso final fue 31.5 por el proceso de transporte pasivo b. ¿Existió variación en la composición química de la solución externa que rodeaba la membrana artificial? Rt// No hubo variación c. ¿Qué fenómeno se cumplió en ese experimento? ¿Qué relación tiene ese proceso con la célula? Rt// Tiene que ver todo con la célula, ya que fue una representación de la membrana celular, entonces se comprobó lo que sucede realmente en una célula, el fenómeno que se cumplió fue el de la existencia de un transporte pasivo, pues no se necesitó energía para que se atravesara la membrana (papel celofán) de una zona de mayor concentración a una de menor concentración d. ¿Qué factores determinan el paso de sustancias a través de la membrana selectiva? Rt// El tamaño de estas, la carga, la polaridad, la temperatura y la presión De acuerdo al segundo procedimiento: a. ¿Qué es difusión espontánea y como se relaciona con la temperatura? Rt// Es el movimiento neto de sustancia de un área de alta concentración a una de baja concentración, esto ocurre sin aporte externo de energía, solo ocurre por la energía cinética. Se relaciona con la temperatura ya que, la temperatura describe la velocidad del movimiento de los átomos de la sustancia, entonces como este es un proceso de reacción se relaciona porque toda reacción depende del movimiento de los átomos, por esto a una mayor temperatura, la velocidad de difusión es mayor también, es proporcional. b. ¿Qué diferencias observó en los tres beakers? Rt// Además de la temperatura se evidencia que con menor temperatura se dificulta el proceso para ser una mezcla homogénea, con la temperatura media aumenta la facilidad para que esta sea una mezcla homogénea, y en el beaker con una temperatura mayor se ve que rápidamente la sustancia se difunde en el agua y se vuelven una sustancia homogénea rápidamente. c. ¿En cuál de los vasos la difusión fue mayor? ¿Cómo se explica? Rt// En el de mayor temperatura, ya que la difusión depende del movimiento de átomos y si se aumenta la temperatura, este movimiento será más rápido y se alcanza un proceso de difusión mayor

d. ¿Qué relación tiene la temperatura con la velocidad de difusión (directa o inversamente proporcional)? Rt// es directamente proporcional De acuerdo con el tercer procedimiento: a. Explique el fenómeno de plasmólisis y crenación en las células Rt// la plasmólisis se produce ya que las condiciones del medio extracelular son hipertónicas; debido a esto, el agua que hay dentro de la vacuola sale al medio hipertónico (osmosis) y la célula se deshidrata ya que pierde el agua que la llenaba. Finalmente se puede observar como la membrana celular se separa de la pares (la célula se plasmoliza). Si este fenómeno ocurre, la planta corre el riesgo de una muerte segura. Al menos hasta que consiga agua que llena la vacuola, volviéndose la célula turgente nuevamente y que se recupere. La crenacion es el fenómeno de destrucción de la célula animal cuando es sometida a una solución hipertónica. Al estar en una solución con gran cantidad e soluto, tiende a liberar agua, por lo que se contrae y pierde agua liberándola hacia la solución. La destrucción de la célula es por deshidratación. (sin fecha, la célula: Unidad fundamental). b. Mencione ejemplos en los que se evidencien dichos fenómenos Rt// Plasmólisis: las hojas de lechuga se ponen turgentes cuando se dejan en agua y luego al añadirles sal se arrugan. Crenación: La bomba de sodio potasio: intercambiador de iones presente en todas las membranas celulares de todos los seres vivos. Su función es imprescindible, pasa iones de sodio aun lado de la membrana y mueve iones de potasio en dirección contraria. Es por lo tanto un transportador transmembrana antiporte. Para ello se vale de la energía producida por la degradación de ATP. Conclusiones:    

Cuando las plantas no son regadas con agua, se resecan y por lo explicado es que se arrugan y pueden llegar a deshidratarse y morirse por esto El atravesar la membrana celular no depende únicamente de un factor de las sustancias La temperatura es importante en una reacción química ya que esto significa movimiento de átomos y de esto dependen las reacciones El intercambio de gases en branquias y pulmones es consecuencia de fenómenos de difusión

Bibliografía       

Membranas celulares, 2011, http://membranascelulares.blogspot.com.co/2011/04/permeabilidad.html Mi libro de biología, 2013, https://milibrodebiologia.wordpress.com/tag/difusion/ Transporte a través de la membrana, 2013, https://www.youtube.com/watch?v=FqJ8rRrOkIY Biologia, 2011, https://www.infobiologia.net/p/osmosis.html Biología, 2011, http://bio-stefanyduran.blogspot.com.co/2011/10/plasmolisis.html Qué es la turgencia, sin fecha, https://www.lifeder.com/turgencia/ La célula: Unidad fundamental, sin fecha, https://sites.google.com/site/lacelulaunidadfundamental/osmosis