Introducción
La fotosíntesis es la convención de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz. Este proceso la energía luminosa se transforma en energía química estable, siendo el adenosin trifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esa energía química. El ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad. Además, se debe de tener en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en el medio terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica partiendo de la luz y la materia inorgánica. De hecho, cada año los organismos fotosintetizadores fijan en forma de materia orgánica en torno a 100.000 millones de toneladas de carbono.
La fotosíntesis es la convención de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz. Este proceso la energía luminosa se transforma en energía química estable, siendo el adenosin trifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esa energía química. El ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad. Además, se debe de tener en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en el medio terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica partiendo de la luz y la materia inorgánica. De hecho, cada año los organismos fotosintetizadores fijan en forma de materia orgánica en torno a 100.000 millones de toneladas de carbono.
La reacción general para la fotosíntesis es la siguiente:
6 CO2 + 12 H2O + luz (absorbida por clorofila)
Da
C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Observa que el dióxido de carbono (CO2) se reduce glucosa (C6H12O6), mientras que el agua (H2O) se oxida para producir oxigeno (O2). Para cada 6 moléculas de dióxido de carbono y agua, la planta puede generar una molécula de glucosa.
Objetivos:
· Observar el proceso de la fotosíntesis mediante los efectos de la luz.
En este experimento se mide la velocidad de la fotosíntesis bajo diferentes condiciones, por medio de la velocidad de producción de oxigeno.
El tejido vegetal se coloca en una solución de NAHCO3 (bicarbonato de sodio), lo cual permite que la fotosíntesis se lleve a cabo en un ambiente rico en CO2. En agua, NaHCO3 se disocia en Na+ (ac) + HCO3-(ac). HCO3- es la fuente de dióxido de carbono. Por lo contrario del dióxido de carbono, la solubilidad de oxigeno en agua es relativamente baja, y por lo tanto su formación resultara en un aumento del volumen de la solución. Observando el cambio en el volumen de la solución, podremos medir la cantidad de oxigeno producido durante el proceso de fotosíntesis.
Materiales
Este experimento debe llevarse a cabo en grupos.
a) Materiales incluidos por grupo
- 2 jeringas de plástico (de 20 ml)
- 2 pipetas graduadas
- 2 tubos conectores
- Un tubo de ensaye (cónico) pequeño de plástico vacio (para medir la sal NaHCO3, un tubo lleno contiene 1g)
- Un vaso de plástico graduado con tapa (para preparar la solución de NaHCO3)
- Una cucharita de plástico
- Una regla
- Etiquetas para señalar las jeringas
- Papel negro
- Una caja Petri transparente (se usa para absorber el calor del sol)
b) Materiales no incluido pero necesarios
- Hojas verdes (100 agujas por grupo)
- Tijeras
c) Materiales incluidos por clase
- 1 recipiente de polvo de NaHCO3 (cada grupo debe medir y usar la cantidad requerida)
- Un pedazo de cuerda verde (cada grupo debe medir y cortar el pedazo de 30cm de largo)
- 1 hoja de aluminio (debe cortarse en pedazos, un pedazo para cada grupo)
Procedimiento
En este experimento la influencia de diferentes concentraciones de bicarbonato de sodio (la fuente de CO2) en la velocidad de la fotosíntesis. Cada grupo debe usar una solución de diferente concentración, como sigue:
Grupo 1: 0.5%
Grupo 2: 1%
Grupo 3: 1.5%
Grupo 4: 2 %
Grupo 5: 3 %
Parte A- preparación de la solución de bicarbonato de sodio.
Cada grupo debe preparar una solución con diferente concentración de bicarbonato de sodio.
1. Señala el vaso graduado con la concentración de bicarbonato apropiado (NaHCO3) asignada a tu grupo.
2. Usa el tubo de ensaye (cónico) pequeño de plástico para medir la cantidad de sal de NaHCO3, como se especifica en la siguiente tabla, y vacía su contenido en el vaso graduado:
Grupo # | Cantidad de NaHCO3 |
Grupo 1 (0.5 %) | 0.5 tubo (0.5g) |
Grupo 2 (1 %) | 1 tubo (1g) |
Grupo 3 (1.5 %) | 1.5 tubo (1.5g) |
Grupo 4 (2 %) | 2 tubo (2g) |
Grupo 5 (3 %) | 3 tubo (3g) |
3. Luego, llena el vaso de plástico con agua, hasta la mitad.
4. Usa la cucharita de plástico para revolver hasta que toda la sal se disuelva.
5. Echa agua hasta la marca de 100 ml, y revuelve nuevamente.
6. Colócale la tapa al vaso.
Parte B – preparación de las jeringas
Antes de comenzar, asegúrate de tener una superficie plana en donde colocaras la configuración final. Esto puede ser en el suelo afuera o sobre una mesa si usas una fuente de luz alternativa al sol.
B1: primero prepara la jeringa de control
1. Extiende el pedazo de papel aluminio sobre una superficie plana (o sobre el suelo). Esto se hace para usar también la luz reflejada.
2. Colócale una etiqueta a la jeringa, indicando la concentración de la solución que está usando el grupo.
3. Mide un pedazo de cuerda de plástico de 30 cm de largo.
4. Saca el embolo de la jeringa, y pon la cuerda de plástico verde de 30cm de largo dentro de la jeringa. Regresa el embolo a su lugar y empújalo hacia adentro, aplastando la cuerda cuidadosamente.
5. Destapa el vaso que contiene la solución de bicarbonato de sodio de tu grupo.
6. Sumerge la punta de la jeringa en la solución del vaso.
7. Para extraer solución de bicarbonato de sodio con la jeringa, jala el embolo totalmente hacia afuera hasta sentir resistencia.
8. Voltea la jeringa, de manera que la punta quede hacia arriba. El aire atrapado en la jeringa se moverá hacia la punta. Sosteniendo la jeringa en esta posición, introduce el embolo para expulsar el aire, hasta que veas caer por la punta unas gotas de la solución de bicarbonato de sodio.
9. Si es necesario, vuelve a sumergir la jeringa en la solución, y extrae mas solución ajustando el embolo de la jeringa en la marca de 20ml.
10. Tapa el vaso de plástico con la solución de bicarbonato de sodio.
11. Une firmemente el tubo conector a la pipeta graduada.
12. Cuidadosamente une le otro lado del tubo conector a la punta de la jeringa.
13. Presiona el embolo suavemente, para que la solución entre en la pipeta, y llegue a la marca de 0.7 ml en la escala de la pipeta.
14. Coloca la jeringa con los aditamentos sobre el papel aluminio y cúbrela con la hoja de papel negro.
15. Espera 5 minutos, para permitirle a la configuración que se estabilice, y asegúrate de que la solución se mantiene en la marca de 0.7 ml de la pipeta.
B2: Preparación de una muestra experimental.
16. Ahora, prepara la configuración que contiene las agujas de hojas.
17. Cuenta 100 (conífera) agujas de hojas.
18. Luego, corta las agujas de hojas en pedazos de 2cm de largo.
19. Quita el embolo de la segunda jeringa. Introduce todos los pedazos de hojas en la jeringa y regresa el embolo a su lugar. Empuja el embolo hacia adentro, con cuidado de no aplastar las hojas en la jeringa.
20. Repita los pasos 5-15 también para esta jeringa.
En este momento, ambas muestras, la experimental y la de control, están listas.
Parte C- fotosíntesis
1. Llena la caja petri con agua y colócala sobre las jeringas. Esto se hace para evitar que el calor del sol llegue a las jeringas.
2. Durante los próximos 45 minutos registra el nivel de la solución en la pipeta en la tabla No.2, cada 15 minutos.
Tabla no.2: Cambios de volumen en función del tiempo durante la fotosíntesis.
NaHCO3 3 % Exposición directa a la luz | ||||
Solución con hojas de plantas | Solución con cuerda verde | |||
Tiempo (minutos) | Lectura de la pipeta en ml | Volumen adicional calculando en ml | Lectura de la pipeta en ml | Volumen adicional calculando en ml |
0 | 1.8 | 1.8 | ||
15 | 1.2 | 1.8 | ||
30 | .6 | 1.8 | ||
45 | 0 | 1.8 | ||
Experimento 2 – espectro de la luz y fotosíntesis
Materiales
Este experimento se lleva a cabo en grupos.
Se usan los mismos materiales del expeimento1, más lo siguiente:
- Papel celofán rojo y azul
- Ligas
- 200 agujas de hojas por grupo
Cada grupo debe recibir papel celofán de diferente color:
Grupo 1: azul
Grupo 2: azul
Grupo 3: rojo
Grupo 4: azul
Grupo 5: rojo
Procedimiento
Preparación de las jeringas
1. Repita la preparación de la configuración como en el experimento 1, poniendo hojas en ambas jeringas.
2. Cubre una jeringa con el papel celofán de color que recibió tu grupo, manteniéndolo en su lugar por medio de las ligas.
Fotosíntesis a través de filtros
1. Las configuraciones deben colocarse en un lugar alumbrado ya sea por la luz solar o bajo una lámpara incandescente de por lo menos 100 vatios.
2. Cubre las jeringas con papel negro.
3. Llena la caja petri con agua, y colócala cuidadosamente sobre la jeringas.
4. Espera 5 minutos a que la configuración se estabilice.
5. Quita la caja petri y el papel negro y regresa la caja petri llena de agua.
6. Registra las lecturas de la pipeta en las filas de tiempo cero.
7. Durante los próximos 30 minutos se registra el nivel de la solución en la pipeta en la tabla No.3, cada 15 minutos.
Tabla no. 3: comparación del cambio de volumen en función del tiempo con y sin un filtro de celofán
NaHCO3 3 % | ||||
Solución con hojas de plantas cubiertas por un filtro de celofán, color azul | Solución solo con hojas de plantas | |||
Tiempo (minutos) | Lectura de la pipeta en ml | Volumen adicional calculando en ml | Lectura de la pipeta en ml | Volumen adicional calculando en ml |
0 | 0 | 1.8 | ||
15 | 0 | 1.8 | ||
30 | 0 | 1.8 | ||
Conclusión:
En este experimento se pudo observar que las plantas verdes y algunos otros organismos transforman la energía luminosa en energía química. El oxigeno producido por disociación del agua, es liberado a la atmósfera y constituye la mayor parte de oxigeno que respiramos.
Vídeo de la fotosíntesis
