practica_4_-_fotosintesis_y_respiracion

Manual de prácticas y talleres en Biología General - Universidad del Valle – Departamento de Biología F. Castro, C. Rosero, F. Rondón , Enero 2006

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PRACTICA 4.

RELACION ENTRE LA FOTOSÍNTESIS Y LA RESPIRACION

INTRODUCCIÓN La supervivencia de un organismo está ligada a la presencia y disponibilidad de ciertos factores o elementos abióticos como: agua, temperatura, luz, gases, minerales y sustancias orgánicas e inorgánicas entre otros. Algunos de estos materiales pasan del medio abiótico a los seres vivos y a su vez, de un organismo a otro, a lo largo de las cadenas alimenticias o mediante la captura y uso de energía, procesos denominados en los sistemas vivientes por la fotosíntesis y respiración.

Pensadores como Aristóteles (384-322 a.c.) y Theophrastus de Eresus (371-285 a.c) (considerado el padre de la Botánica) entre otros, trabajaron, en tratar de entender el mecanismo biológico de las plantas; fue hasta 1772 cuando el inglés Joseph Priestly (1733-1804) reporta el resultado de un importante experimento, él encontró que una planta de menta no moría al colocarla al aire que había sido consumido al encender una vela dentro de una campana. Al contrario, en tal aire la planta podía crecer y, para su asombro, el aire mantenía la llama de la vela. Priestly infirió que la planta podía “purificar” el aire que liberaba la combustión. Su conclusión fue que “la vegetación en la tierra constantemente restaura el aire que los seres vivos utilizamos en nuestra respiración”.

Aunque esta no fue la conclusión final al proceso que se conoce hoy en día; fue un gran descubrimiento que ayudo a dar sentido a ese proceso bioquímico que representa la fotosíntesis.

La Fotosíntesis es el proceso por el cual las plantas son capaces de capturar la energía lumínica, transformarla a energía química y usarla como alimento. En este proceso la luz del sol proporciona la energía necesaria que es captada por la clorofila para cambiar moléculas de dióxido de carbono y agua en glucosa (un tipo de azúcar), como se observa en la ecuación

6CO2 + 6H2O + Energía lumínica CLOROFILA� C6H12O6 (glucosa) + 6O2

Esta reacción química es catalizada por las clorofilas, que actúan en concierto con otros pigmentos, lípidos, azúcares, proteínas, y moléculas de ácido nucleicos. Los Azúcares obtenidos en el proceso de la fotosíntesis pueden ser convertidos después por la planta en almidón para el almacenamiento, o pueden combinarse con otras moléculas de azúcar para formar los carbohidratos especializados como la celulosa, o también combinarse con otros nutrientes como el nitrógeno, fósforo, y azufre, para construir moléculas complejas tales como las proteínas y los ácidos nucleicos.

La Respiración

Es el proceso por el cual las células transforma el azúcar (glucosa) y el oxígeno producidos durante la fotosíntesis en dióxido de carbono (CO2), agua (H2O) y energía. La Respiración ocurre en las mitocondrias de las células.


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C6H12O6 (glucosa) + 6O2 MITOCONDRIA-� 6CO2 + 6H2O + energía Liberada ATP

La respiración es exactamente la reacción inversa a la fotosíntesis. Estas dos reacciones trabajan juntas para mantener el balance biológico en la tierra.

GLUCOSA

Comparación entre Fotosíntesis y Respiración

Respiración Fotosíntesis

Energía Liberada Almacenada

Reactantes Glucosa+ O2 CO2 y H2O

Productos CO2 y H2O Glucosa+ O2

Catalizadores Enzimas del Ciclo de. Krebs y fosforilación oxidativa

Enzimas y pigmentos fotosintéticos

Organelas Mitocondrias Plastidios fotosintetizadores

Organismos Todos aerobios Autótrofos

Mediante una práctica sencilla podemos evidenciar el flujo de gases importantes para la vida como son el oxígeno y el dióxido de carbono entre dos grupos de organismos, los fotosintéticos (Elodea) y los animales (peces).

GLUCOSA


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OBJETIVOS

1. Observar experimentalmente la relación existente entre la fotosíntesis y la

respiración; dos procesos fundamentales en el mantenimiento de diversas formas de vida.

2. Introducir al estudiante en el campo de la biología experimental, la observación y el análisis de procesos y mecanismos biológicos.

MATERIALES Cada grupo de estudiantes deben traer: Ocho (8) frascos de vidrio de ½ libra de mayonesa con tapa Doce (12) peces de igual sexo, tamaño y especie (recomendamos Guppys o cebras) Papel aluminio ó papel manila Cinta de enmascarar Una Bayetilla y papel absorbente Suministrado por el laboratorio: Planta acuática, Elodea Agua de estanque Agua de acueducto Azul de Bromotimol (indicador de pH) Gasa Bandas de caucho Cera o parafina neutra PROCEDIMIENTO En el siguiente experimento se montarán siete medios acuáticos aislados o semi-aislados, en donde se mantendrán controladas las siguientes variables: intensidad de luz, intercambio de gases con la atmósfera, volumen del agua y pH. Estos son sistemas simplificados. Montaje del experimento Llene siete (7) frascos del mismo volumen y forma, con 50% de agua de estanque y 50% de agua de acueducto y adicione a cada uno cuatro (4) gotas de Azul de Bromotimol. A continuación realice cada uno de los siguientes montajes.

1. Ponga un pez dentro de un recipiente, tape con gasa y exponga a la luz indirecta en el balcón.

2. Ponga un pez dentro de un recipiente, tápelo herméticamente (selle la tapa con cera caliente) y colóquelo a la luz.

3. Ponga un pez dentro de un recipiente, tápelo herméticamente (selle la tapa con cera caliente) y colóquelo en la oscuridad.


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4. Ponga una porción de Elodea dentro de un frasco, séllelo herméticamente y colóquelo a la luz.

5. Ponga una porción de Elodea dentro de un frasco, séllelo herméticamente y colóquelo en la oscuridad.

6. Ponga un pez y una porción de Elodea dentro de un frasco, séllelo herméticamente y colóquelo a la luz.

7. Ponga un pez y una porción de Elodea dentro de un frasco, séllelo herméticamente y colóquelo en la oscuridad.

Observe cuidadosamente, tome nota día a día, en la mañana (8:00 A.M) y otra en la última hora de la tarde (6:00 P.M) durante ocho días (8) sobre los siguientes aspectos:

1. Coloración del agua 2. Comportamiento del pez. Describa su movimiento, apertura de los opérculos y

coloración. ¿Está vivo?. 3. ¿Qué coloración presenta la planta?. ¿Están vivas?. 4. ¿Varía el pH con el tiempo?. ¿Por qué?. ¿De qué forma? 5. ¿Cómo puede detectarse la presencia de 02, o de CO2? 6. ¿Cuál es el motivo para utilizar agua de estanque? 7. ¿Los frascos sometidos a la luz que ventajas tiene? 8. ¿Los frascos sometidos a la oscuridad que sufrirá? 9. ¿Qué ventajas o desventajas tiene el frasco No. 1 por estar destapado? Ayúdese de la siguiente tabla: DÍA DE OBSERVACIÓN # FRASCO 1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4 5 6 7

Discuta los siguientes aspectos:

1. ¿Cómo se relaciona el proceso que realiza la planta con respecto al que realiza el pez?

2. ¿Existe dependencia de un proceso con respecto al otro? 3. ¿Cómo interviene la luz en cada uno de estos procesos? 4. Si alguno o varios de los organismos mueren, argumente cual o cuales podrían ser

las causas de este evento.


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BIBLIOGRAFÍA: VILLE, C. A. Biología. 8ed McGraw-Hill. páginas 97 a 111. Pla. A. CHJECA. 1985. Asimilación del carbónico por la planta. Investigación y Ciencia. Marzo. 1985.Pág.6 GONZÁLEZ D. H. y otros. 1989. Metabolismo fotosintético del carbono en plantas superiores. Investigación y Ciencia. abril 1989. Pág:84-92. COLEMANN, G. 1990. Como producen oxigeno las plantas. Investigación y Ciencia. Abril 1990. Pág: 50-57. DOUGLAS C. & BARRY L. 1987. Mecanismos moleculares de la Fotosíntesis. Investigación y Ciencia. Agosto 1987 . Pág: 34 . Un vistazo a la Red biologialmango.metropoliglobal.com/Fotosintesis/ (buscador) www.forest.ula.ve/~rubenhg/fotosintesis/ (buena) www.lafacu.com/apuntes/biologia/celula/default.htm www.la-atlantida.com/5artic/peces/guppy www.estanques.plus.com/stoc-de-plantas.htm www.jmarcano.com/nociones/freshl.htm www.hispacuatica.com www.iabin-us.org/projects/i3n/i3n_documents www.respiratiónpeces.com/guppy www.la-atlantida.com/5artic/acuarismo/bacterias02 //personales.ciudad.com.ar/bahiano2001/index_full.htm#ALGO%20SOBRE%20PECES www.tusalud.com/animales/html/peces/acuario/elph www.geocities.com/aquamundo2000/pl101.html


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MAPA CONCEPTUAL : PRACTICA 4. RELACION ENTRE LA FOTOSÍNTESIS Y LA RESPIRACION


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DIAGRAMA DE FLUJO : PRACTICA 4. RELACION ENTRE LA FOTOSÍNTESIS Y LA RESPIRACION

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Elaborar el proceso de fotosíntesis – respiración en la siguiente tabla para las 8 días; otra para un supuesto hipotético a los 15 días, y a los 30 días:

# FRASCO FACTORES ½ AMBIENTAL

ESQUEMA PEZ ELODEA FOTOSÍNTESIS RESPIRACIÓN [O2] [CO2] pH AGUA

1

2

3

4

5

6

7

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