Reporte No. 1 Mediciones de La Fotosintesis

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA USAC FACULTAD DE AGRONOMÍA FAUSAC ÁREA DE CIENCIAS SUBAREA DE CIENCIAS BIOLOGICAS LABORATORIO DE FISIOLOGIA VEGETAL INSTRUCTOR: MANUEL SAGASTUME PRESENTADO POR: JHONATAN RENE REYES ESCOBAR No. DE CARNE: 2006 14384 GUATEMALA, MIERCOLES 30 DE JULIO DE 2008 CIUDAD DE GUATEMALA, JULIO DE 2008 “¡Ojalá que remonte su vuelo, más que el cóndor y el águila real!  y en sus alas levante levante hasta el cielo, GUATEMALA, GUATEMALA, TU NOMBRE NOMBRE INMORTAL.”  INMORTAL.” 

REPORTE DE LABORATORIO No. 1

MEDICIONES DE LA FOTOSINTESIS Y FACTORES QUE LA AFECTAN INTRODUCCIÓN La fotosínte fotosíntesis, sis, proceso proceso en virtud virtud del cual cual los organis organismos mos con clorofi clorofila, la, captura capturann energía en forma de luz y la transforman en energía química; esta a su vez se ve afectada por 4 factores importantes que son: Temperatura, Concentración de Dióxido de Carbono, pH y la luz. Durante el primer laboratorio de Fisiología Vestal estudiamos la forma en que los factores factores antes menciona mencionados dos afectan afectan la fotosínt fotosíntesis esis y la interven intervención ción directa de la luz, Concentración de CO2, Temperatura y pH en el proceso fotosintético.

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL: Evaluar la acción directa de la luz, el pH, la temperatura y la concentración de CO2, en la realización de la fotosíntes.

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OBJETIVOS ESPECIFICOS: •

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Dete Determi rmina narr la necesi necesidad dad luz para para el proces procesoo foti fotinte nteti tico; co; media mediant ntee prueba pruebass de exposición de muestras experimentales en ambientes con aplicación de luz directa y bajo total oscuridad. Precisar la incidencia de la concentración de Dióxido de Carbono en el proceso de transformación de energía lumínica en química. Evaluar la importancia del CO2 en el proceso fotosintetico.

REVISIÓN DE BIBLIOGRAFÍA El medio en que se desarrollan las plantas tiene un gran efecto en el proceso fotosintético, y sus efectos pueden ser de corto y largo plazo. Los principales factores del medio que afectan fotosíntesis son los sustratos de este proceso: Luz, CO2 y agua, pero también juegan un papel importante la temperatura, el pH, los nutrientes y otros. LUZ: La luz es energía, pero no toda la luz tiene la energía requerida para estimular a los pigmentos fotosintéticos. Sólo la radiación cuya longitud de onda oscila entre 400 y 700 nm tiene el nivel de energía para estimular a la clorofila, por esta razón, la radiación en este rango se denomina Radiación Fotosintéticamente Activa (RFA). A corto plazo, la intensidad luminosa modifica las funciones de la planta. En este sentido es importante recordar que cada especie tiene un “punto de compensación” y un “punto de saturación”. El  punto de compensación por luz es aquella intensidad luminosa en la cual la fotosíntesis neta es cero. Es un nivel determinado genéticamente. A partir del punto de compensación, los incrementos en la intensidad luminosa provocan incrementos en la fotosíntesis, hasta un tope conocido como “punto de saturación por luz”, en el cual incrementos en la intensidad luminosa no provocan ya incrementos en fotosíntesis. La saturación por luz es provocada por la velocidad de las reacciones enzimáticos del proceso fotosintético. A largo plazo, la condición luminosa bajo la cual crecen las plantas es capaz de modificar la morfología de las hojas. Así las hojas que crecen en sombra presentan mayor área foliar, menor grosor (menos capas de parénquima), mayor cantidad de clorofila, menor cantidad de RubisCO y menor punto de compensación por luz. (Montenegro, (2006) menciona los factores que afectan el proceso fotosintético)

CO2. La baja concentración atmosférica de CO2 (0.003%) es un factor limitante para fotosíntesis, debido a que el CO2 y el O2 compiten entre si en las reacciones donde interviene la RubisCO, y este gas tiene una concentración atmosférica mayor (16%). Además, para entrar al entorno del cloroplasto, el CO2 atmosférico debe vencer una serie de resistencias. Esta es la razón por la cual, el enriquecimiento de CO2 (o fertilización con CO2) que se aplica en condiciones de invernadero, elevan la productividad de los cultivos. TEMPERATURA. Las altas temperaturas afectan la actividad enzimática; además provoca cierre de estomas, disminuyendo el suministro de CO2. Por otro lado, la temperatura óptima para respiración es mayor que para fotosíntesis, por lo tanto durante periodos prolongados afecta rendimiento. Por otro lado, las bajas temperaturas también afectan a la fotosíntesis; en especies sensibles se dañan los cloroplastos y, en menor grado, se afectan los estomas.

MATERIALES Y MÉTODOS DETERMINACIÓN INDIRECTA DEL CO2 FIJADO POR UNA PLANTA ACUÁTICA MATERIALES 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Tubos de Ensayo Ramitas de Elodea Lámpara de 75W Gradilla de tubos Pipeta Pasteur Papel de aluminio o caja negra Papel pH de 0-14 Solución de azul de bromotimol al 0.1% con gotero Lápiz de cera o etiquetas

METODOLOGÍA 1. Llenar tres tubos de ensayo con agua del grifo. 2. Agregar gotas de azul de bromotimol, hasta que después de agitar el color azul desaparezca. 3. Hacer llegar aire expirado a dos de los tubos por medio de una pipeta Pasteur hasta que el color pase de azul a amarillo; determine el pH con papel indicador. 1 4. Introducir en cada uno de los tubos amarillos una ramita de elodea que presente su extremo apical intacto, envuelva un tubo con papel aluminio. Dejar el otro tubo con planta y aquel sin planta a la luz del sol o de una lámpara de 75W. 5. Esperar algunos minutos hasta que note algún cambio en el tubo con planta expuesta a la luz. Observe el tubo que quedo en oscuridad y compare los tres tubos. 6. Determine nuevamente el pH en cada tubo con papel indicador. MEDICIÓN DE LOS MICROMOLES DE CO2 CONSUMIDOS EN LA FOTOSINTESIS MATERIALES 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Tubos de ensayo grandes Vasos de 50ml Bureta con soporte o jeringa hipodérmica Pipetas Embudos pequeños Estanque con elodea Solución de NaOH al 0.04% 8. Solución de Fenoftaleina al 0.5% con gotero 9. Lámpara de 75W 10. Papel aluminio METODOLOGÍA 1

Elodea es un género de planta acuática también conocida como yana. La Elodea es nativa de Norteamérica y está extensamente usada como vegetación de acuario.

1. Saque una alícuota de 10 ml. De agua del estanque donde se encuentran las plantas y agregue una gota de fenoftaleina al 0.5% y titule gota a gota con el NaOH contenido en una bureta, agite bien el vaso después de cada gota. 2. Continué así hasta la aparición de un color rosado, agregue una gota más para permitir que el rosado permanezca. 3. Anote el numero de ml de álcali usados para llegar a ese punto; dicha cantidad equivale al acido carbónico que hay en 20 ml de agua; esta medición corresponde al control. 4. Llene dos tubos de ensayo con agua del estanque e incorpore en cada uno una ramita de elodea de igual tamaño, deje uno en la luz y el otro en la oscuridad. 5. A las dos horas titule del mismo modo una alícuota del tubo en oscuridad y otra del tubo en la luz. Anote el número de mililitros gastados en cada caso. 6. Compute el número de micromoles de CO2 de cada muestra multiplicando por 10 el numero de mililitros de NaOH gastados en la titilación, ya que cada mililitro de la solución de NaOH al 0.04% recién preparada puede combinarse con 19 micromoles de CO2. 7. Anotar los valores de la titilación, teniendo en cuenta que el numero de micromoles de CO2 en el control equivale a la cantidad inicial de este gas en el agua al comenzar el experimento; la disminución equivale entonces a la cantidad usada en el proceso de la fotosíntesis.

RESULTADOS DETERMINACIÓN INDIRECTA DEL CO2 FIJADO POR UNA PLANTA ACUÁTICA TRATAMIENTO Planta en Luz Planta en oscuridad Control (s/planta)

COLOR DE LA SOLUCIÓN INCIAL FINAL Verde Azul/Celeste Verde Verde Azul/Celeste Azul/Celeste

pH DE LA SOLUCIÓN INICAL FINAL 8 7 8 8 7 7

Tabla No. 12 MEDICIÓN DE LOS MICROMOLES DE CO2 CONSUMIDOS EN LA FOTOSINTESIS CONDICION Luz Oscuridad

CANTIDAD DE CO2 PRESENTE (micromoles)

CANTIDAD DE CO2 USADA EN LA FOTOSINTESIS (micromoles)

9.5

5.7

9.5

15.2

Tabla No. 23 OBTENCION DE LA CANTIDAD DE CO2 USADA EN LA FOTOSINTESIS (micromoles) Mililitros de NaOH gastados en la titilación (en luz) = 0.3 Mililitros de NaOH gastados en la titilación (es oscuridad) = 0.8 Cantidad de co2 usada en la fotosíntesis: 0.3*19= 5.7 micromoles Cantidad de co2 usada en la fotosíntesis: 0.8 *19 = 15.2 micromoles

2

DISCUSIÓN

La Tabla No. 1 hace referencia a los resultados del experimento No. 1 donde se estudiaron los cambios de color y pH al inicio y al final de cada experimento realizado. 3 La Tabla No. 2 hace referencia a los resultados del experimento No. 2 donde se determino de forma precisa la cantidad de CO2 gastada en el proceso fotosintético.

DETERMINACIÓN INDIRECTA DEL CO2 FIJADO POR UNA PLANTA ACUÁTICA Durante este experimento se llevo a cabo la determinación indirecta de CO2 fijado por una planta acuática para hacer fotosíntesis en forma relativa o cualitativa, y se discute que solamente se observaron cambios de color en el tubo que fue expuesto a la luz, esto debido a que sin luz no se puede realizar fotosíntesis, es decir la planta que estuvo en total oscuridad nunca realizo fotosíntesis, ya que aunque contaba con la concentración de dióxido de carbono necesaria para el proceso fotosintético no contaba con la energía lumínica para realiza la concentración. Los cambios de color como se puede observar en la Tabla No. 1 ubicada en la sección de Resultados de este reporte, solo se dieron en el tubo con planta expuesta a la luz, ya que aunque al principio tenia una coloración celeste (sistema estable), luego de la aplicación de CO2 cambio a verde lo que conllevo a la desestabilización el sistema, para lo cual fue necesario volver a la estabilización del sistema mediante el proceso fotosintético; y como se logra observar en los resultados, el sistema retorno a su color inicial (azul/celeste). El tubo que se coloco bajo total oscuridad conservo el color verde amarillo, debido a que no realizo fotosíntesis, y todo esta discusión antes mencionada se ve respaldada por la medición de pH puesto que el único tubo que cambio su pH fue el tubo expuesto a la luz y esto siempre debido a que fue el único tubo que transformo la energía lumínica en química. MEDICIÓN DE LOS MICROMOLES DE CO2 CONSUMIDOS EN LA FOTOSINTESIS Para la realización de este experimento investigamos de forma cuantitativa sobre la concentración de dióxido de carbono presente en cada tubo de experimentación; en base a los resultados obtenidos de la practica de laboratorio podemos discutir que el tubo que fue expuesto a la luz presento menor concentración de CO2 y esto debido a que realizo fotosíntesis ya que contaba con los factores necesarios para su realización; mientras que el tubo que fue expuesto a total oscuridad no realizo fotosíntesis pero como se puede observar en la Tabla No. 2, este tubo presento mayor concentración de Dióxido de Carbono al final que la que tenia al inicio del experimento, esto se puede discutir que se debió a la incidencia de muchos factores pero el mas probable es que se debió a que la planta respira, es decir los estomas siguieron permaneciendo abiertos después de que no entrara luz en el sistema, y debido a este aspecto se observa mayor concentración de CO2 en este tubo.

CONCLUSIONES •

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La fotosíntesis se realiza en dos etapas: una serie de reacciones que dependen de la luz y son independientes de la temperatura, y otra serie que dependen de la temperatura y son independientes de la luz. Sin luz no se podría realizar la fotosíntesis, ya que esta es primordial y sumamente necesaria para la realización del proceso fotosintético. La concentración de CO2 va de la mano en lo que a importancia se refiere con la luz, debido a que si alguno de estos dos factores se viera anulado no se podría transformar

la energía lumínica en química y por lo consiguiente no se lograría realizar el intercambio gaseoso en las plantas. •

La cantidad de carbono fijado por la fotosíntesis es espectacular, debido a que sin las plantas no seria posible la vida en el planeta.

BIBLIOGRAFÍA 1.

Mazinger. 2008. Fotosíntesis y factores que la afecta. Fecha de consulta 29 de julio de 2008. Disponible en http://cursweb.educadis.uson.mx/lriojas/Curso %20titulacion/Fotos%C3%ADntesis-%20Factores%20del%20medio.htm

2.

Mazinger. 2007. Carbohidratos. Fecha de consulta 29 de Julio de 2008. Disponible en http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/ap/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/a pbot-farm2c/evanswc01/25.html

3.

Monografías. 2007. Fase oscura en el Proceso de la Fotosíntesis. Fecha de consulta 29 de Julio de 2008. Disponible en http://www.monografias.com/trabajos30/fotosintesis/fotosintesis2.shtml

ANEXOS En esta sección se presentan los cuestionarios correspondientes a cada experimento: DETERMINACIÓN INDIRECTA DEL CO2 FIJADO POR UNA PLANTA ACUÁTICA ¿Por qué la solución cambio de color en el tubo con planta expuesta a la luz? Debido a que este tubo fue el único que realizo fotosíntesis y por lo consiguiente se dieron los cambios de color solo en este tubo, ya que la cantidad de Dióxido de Carbono suministrada al inicio se gasto durante la fotosíntesis lo que conllevo a que la solución tomara el color azul/celeste al final. ¿Qué esta ocurriendo en el tubo con planta en oscuridad? Nada debido a que la luz es de gran importancia para el proceso fotosintético y por lo consiguiente se observa que no se llevo a acabo la fotosíntesis, puesto que no hubo ni cambio de color, ni cambio de pH Explique los Cambios de pH detectados El cambio de pH solo se realizo en el tubo que fue expuesto a la luz, debido a que fue le único en realizar fotosíntesis, mientras que los otros dos tubos no cambiaron en ningún momento su pH ni realizaron fotosíntesis. MEDICIÓN DE LOS MICROMOLES DE CO2 CONSUMIDOS EN LA FOTOSINTESIS ¿Cuál es la medición del tubo mantenido en oscuridad y porque? La medición es de 9.5 micromoles presentes al inicio y 15.2 micromoles presentes al final y esto debido que la planta no realizo fotosíntesis pero también debido a otros factores dentro de los cuales cabe resaltar el proceso de respiración de las plantas.