La fotosíntesis y la “respiración inversa” de las plantas:

¿Un problema de secuenciación de los contenidos?

Las plantas:

De día: Consumen CO2 y liberan O2.De noche: Consumen O2 y liberan CO2.De día: Consumen CO2 y liberan O2.De noche: Consumen O2 y liberan CO2.

Fotosíntesis vs. Respiración

¿Qué es? ¿Qué es?

“Serie de reacciones en las que se produce la síntesis de

ATP por reacciones energizadas por la luz, y la

fijación de CO2, dando como resultado material celular.”

“Serie de reacciones en las que se produce la síntesis de

ATP por reacciones energizadas por la luz, y la

fijación de CO2, dando como resultado material celular.”

“[Aerobia]: Proceso en el que un compuesto es oxidado con O2, que funciona como aceptor terminal de electrones, y que normalmente se acompaña de

la producción de ATP por fosforilación oxidativa.”

“[Aerobia]: Proceso en el que un compuesto es oxidado con O2, que funciona como aceptor terminal de electrones, y que normalmente se acompaña de

la producción de ATP por fosforilación oxidativa.”

Brock, Biología de los microorganismos – M. Madigan.

Fotosíntesis:

CO2 + H2O + Energía lumínica C6H12O6 + O2

CO2 + H2O + Energía lumínica C6H12O6 + O2

• Fase dependiente de la luz:

- Fotólisis del agua: Descomposición de la molécula de H2O en H y O2, mediante energía lumínica. Liberación de O2 al exterior.

• Fase independiente de la luz:

-Ingreso de CO2 a las células vegetales.

- Producción de ATP mediante fotofosforilación.

- Síntesis de carbohidratos a partir del CO2 (Ciclo de Calvin-Benson).

Forma de obtención de los reactivos:

Dióxido de carbono:

Agua:

Luz:

Difusión por medio de los estomas.

Captada por los complejos antena (clorofila+ proteínas) anclados a los tilacoides.

Absorción por medio de las raíces y conducción mediante los tejidos vasculares.

Respiración:

C6H12O6 + O2 CO2 + H2O + ATP

C6H12O6 + O2 CO2 + H2O + ATP

Tanto la entrada de O2 como la salida del CO2 resultante se realiza mediante los estomas.

De cuestion is:

¿En qué momento del día se produce la fotosíntesis?

¿En qué momento del día se produce la respiración?

O SEA:

¿En qué momento del día la planta libera O2 y consume CO2?

Y al revés: ¿Cuándo consume O2 y libera CO2?

Concepto de “respiración inversa”:

Durante el día, las plantas respiran al revés que los animales (toman CO2 del ambiente y liberan O2), mientras que en la noche respiran igual a los animales (toman O2 del ambiente y liberan CO2).

Aparece en los últimos años de primaria y se vuelve predominante en secundaria, llegando incluso a persistir durante la educación terciaria.

Durante los primeros años de primaria:

Dos posibles ideas

Las plantas no respiran.

Las plantas respiran igual que los animales.

- Ausencia de movimientos ventilatorios.

- Aplicación a las plantas de conocimientos y experiencias acerca de su propio cuerpo o de animales domésticos.

Ser vivopuede ser

necesita

Vegetal

Animal

puede ser

Luz solar

Funciones vitales

realiza

Reproducción

Respiración

Alimentación

= nutrición

concebida como

Intercambio gaseoso

Movimientos

ventilatorios

se manifiesta por

Aire u oxígeno Asfixia Muerte

concebido como toma y expulsión de

su falta produce produce

¿Cómo germinan estas ideas?

Deben darse las siguientes condiciones:

• Enseñanza primaria centrada en aspectos teóricos. Si hay prácticos, se centran en la anatomía vegetal (forma de hojas y flores, etc.). Los prácticos relacionados a la fisiología suelen tratar la absorción de agua en las raíces o la germinación de semillas.

• Concepciones antropomórficas: Analizan a las plantas desde sus conocimientos sobre los animales. Encuentran “rarezas”: Ausencia de movimiento, anatomía, coloración, etc. La respiración inversa encajaría como otra “rareza” que las plantas podrían presentar.

IMPORTANTE: Respiración = “absorción y expulsión de gases” (ventilación).

Primaria tardía – Secundaria: Surge el concepto de “respiración inversa”:

• No es una idea que se desarrolle espontáneamente en los estudiantes.

• Debe darse:

1) La llegada de información potencialmente generadora de esta idea previa.

2) Que el sistema conceptual receptor (el del estudiante) tenga, en ese momento, las características necesarias para que la idea se desarrolle.

• Usando lo adquirido durante la educación primaria:

La nutrición de las plantas se presenta como un proceso bastante similar a la de los animales.

“Toman comida del suelo”.

Transporte de savia por “unos tubos hasta las hojas, y la transformación de la misma en savia elaborada, así como su distribución posterior”.

Raíces = Boca.

Xilema y floema = Tubo digestivo.

Papel de la luz: “Imprescindible para que la planta esté sana, fuerte y con buen color.”

• Todo comienza cuando los docentes tratan de incorporar el concepto de fotosíntesis a los estudiantes.

“Proceso de síntesis de sustancias orgánicas, que serán los verdaderos alimentos de las plantas, a partir de sustancias inorgánicas”

Se añade: - Función de la clorofila. - Combinación del CO2 de la atmósfera y el H2O tomado por las raíces. - Utilización de luz solar. - Desprendimiento de O2.

Se marca la diferencia en que durante la fotosíntesis se toma CO2 y se libera O2, mientras que en la respiración sucede lo contrario.

Hasta acá venimos bastante bien, pero…

El problema surge al querer detallar lo que ocurre durante el día y la noche, por la presencia y ausencia de luz, dando la idea de que durante el día la planta fotosintetiza y durante la noche respira.

Día = Fotosíntesis = Respiración inversa.Noche = Respiración “normal”.

Trabajar con conceptos demasiado complejos para la edad: Reacción química, energía luminosa, elemento y compuesto químico, sustancias orgánicas e inorgánicas, etc.

¿Qué hacemos

mal?

Concepto de nutrición autótrofa: Para ellos nutrición es igual a alimentación. Es complicado construir la idea de que el alimento, en este caso, no es lo que la planta toma del medio sino lo que elabora durante la fotosíntesis.

Darle demasiada importancia al intercambio gaseoso durante la fotosíntesis. Además, insistir en comparar el proceso fotosintético con el respiratorio.

El “eclipse de las sales minerales”: Durante la primaria se subraya la importancia de las sales minerales, pero se las omite al explicar la fotosíntesis.

Ni siquiera aparecen en la ecuación más común.

¿Hay

soluciones?Es necesario trabajar los siguientes conceptos:

Distinción entre el nivel de organización del organismo y el celular. Relación con la ventilación y la verdadera respiración (que es celular).

Respirar implica proveer a la célula de energía para sus funciones vitales. No todo intercambio gaseoso es respiración.

Modelo corporal de las plantas: Permite apreciar parecidos y diferencias con los animales.

Nutrición: Extender el concepto a un flujo de energía y materia entre un ser vivo y el exterior.

Hipótesis de progresión conceptual:

Materia/

átomo

EnergíaSustancia

orgánica/inorgánica

Gas/aire

Luz/clorofila

Suelo Ser vivo

Animal

Vegetal verde Semilla/

germinaciónRespiración

Alimento Nutriente Alimentación

Nutrición Crecimiento

FIN.