LA FOTOSINTESIS
Es el proceso por el cual la energía solar se convierte en energía química.
Para realizar este proceso las plantas necesitan de un pigmento llamado clorofila, del gas carbónico, del agua y de la luz solar.
ENERGIA SOLAR ALIMENTO
GAS CARBONICO CLOROFILA
AGUA Y SUSTANCIAS OXIGENO
MINERALES
n La utilización de la energía de un fotón para impulsar una transformación física o química conlleva la interacción con una molécula que lo absorba. Su energía se suma a la de la molécula y al exceso de energía tras la absorción se denomina energía de excitación o excitón.
n La transición que resulta útil para promover transformaciones químicas es un cambio en la configuración de los electrones de valencia ya que intervienen en los enlaces químicos.
n La clorofila es la biomolecula cromófora que interviene más directamente en el proceso de absorción y conversión de la energía luminosa. Absorben en la zona del azul y del rojo, por eso son de color verde.
n Las clorofilas absorben muy eficazmente la luz debido a la posesión de dobles enlaces conjugados.
n Las hojas son como pequeños paneles solares que se orientan a los rayos solares para captar toda la luz que necesitan.
n La posesión de muchas hojas pequeñas permite aumentar el número de orientaciones aprovechando más los cambios de la incidencia a lo largo del día.
n Los cloroplastos son orgánulos subcelulares donde se encuentra todo el aparato biomolecular fotosintético.
existen dos fases la fase lumínica en la cual se lleva a cabo la fotosíntesis y la fase oscura en la cual se aprovecha el producto de la fase 1 en el cual se produce el ciclo de Krebs.
CICLO DE KREBS: Es el ciclo metabólico de importancia fundamental en las células que utilizan oxigeno durante la respiración celular.
En los organismos aeróbicos es el responsable de la degradación y desasimilación de los grasos carbohidratos y proteínas en anhídrido carbónico y agua.
El ciclo ocurre en las mitocondrias en las células eucariotas y en el citoplasma en las células procariotas.
n La ATP sintasa es un motor biomolecular movido por el gradiente de protones originado por el flujo electrónico fotosintético.
ADP + Pi ATP + H2O
*Por cada 3 H+ (2 H+) bombeados a través de la ATP sintasa se forma una molécula de ATP
*Esta fosforilación promovida por la luz se denomina fotofosforilación.
Los sustratos procedentes de diferentes fuentes son canalizados a triosas fosfato. Por cada molécula de sacarosa que se metaboliza se forman cuatro moléculas de triosas fosfato. El proceso necesita el aporte de 4 ATPs.
o Las dos moléculas de G3P se convierten en 2 moléculas de ácido pirúvico o piruvato.
o En las reacciones que siguen, los grupos fosfato de 1-3 difosfoglicérico son cedidos (uno a uno) al ADP (adenosín difosfato) para formar ATP. Esto se conoce como fosforilación a nivel de sustrato.
o El control de la glicolisis se produce por estimulación por sustrato e inhibición por producto
o Este ciclo, también conocido como Ciclo de Krebs tiene esencialmente la función de completar el metabolismo del piruvato derivado de la glicólisis.
o Las enzimas del ciclo de los ácidos tricarboxílicos (Krebs) están localizadas en la matriz de la mitocondria (unas pocas de estas enzimas están en la membrana interna de la mitocondria).
¿PARA QUE SIRVE LA ENERGIA OBTENIDA EN LA RESPIRACION?
n Crecimiento
n Mantenimiento de las estructuras vegetales
n Transporte de metabolitos e iones
n Procesos de reparación.
n Si la energía almacenada en la glucosa se liberara de una sola vez la mayor parte de ella se disiparía en forma de calor.
n Para evitarlo, la energía se almacena en enlaces químicos particulares a partir de los cuales se libera en pequeñas dosis de acuerdo con las necesidades de las células.
n La tasa respiratoria está influenciada por factores ambientales
n Temperatura (Q10)
n Disponibilidad de oxígeno
n Dióxido de carbono
LABORATORIO N° 01.
ESTUDIO DE LA INTENSIDAD DE LA FOTOSÍNTESIS
INTRODUCCIÓN
La fotosíntesis es un proceso en el que los seres que la realizan (plantas, algas y algunas bacterias) utilizan la energía luminosa procedente del sol para fabricar materia orgánica a partir del CO2 atmosférico. En este proceso se desprende oxígeno como sustancia de desecho, y gracias a él nosotros respiramos. La reacción que se produce es la siguiente:
Podemos medir la intensidad de la fotosíntesis midiendo la producción de oxígeno: cuanto más oxígeno se produce, más intensa es la fotosíntesis. De esta manera podemos estudiar cómo afectan distintos factores ambientales a la fotosíntesis. Uno de los factores que podemos estudiar es la intensidad de la luz; estudiaremos la producción de oxígeno en un vegetal a distintas distancias de un foco de luz (la intensidad luminosa disminuye con el cuadrado de la distancia).
HIPÓTESIS
¿Cómo crees que afecta la intensidad luminosa a la intensidad de la fotosíntesis?
MATERIAL
• Planta acuática (Elodea canadensis)
• Vaso de precipitado
• Embudo
• Tubo de ensayo
• Agua
• Bicarbonato sódico
• Fuente de iluminación
PROCEDIMIENTO
1. Preparamos una disolución al 0.1 % de bicarbonato sódico, que proporcionará una mayor cantidad de CO2. Llenamos con él el vaso de precipitado.
2. Cortamos 4 tallos de Elodea de unos 5 cm de longitud y los sumergimos en el recipiente, añadiendo un pequeño lastre para que no floten y con el extremo cortado hacia arriba. Sobre los tallos colocamos un embudo apoyado sobre dos varillas de vidrio para permitir la circulación del agua.
3. Llenamos un tubo de ensayo con la solución de bicarbonato sódico, lo tapamos con el dedo, lo invertimos y lo colocamos sobre el embudo, con el borde inferior sumergido en el agua del recipiente.
4. Acercamos una fuente luminosa y comprobamos que al cabo de unos minutos se desprenden burbujas que se irán acumulando en el extremo del tubo de ensayo.
5. Colocamos el montaje a la distancia establecida de la fuente de luz y contamos el número de burbujas desprendidas en un minuto. Repetimos el conteo dos veces más y calculamos la media.
RESULTADOS: Anota los resultados obtenidos en la siguiente tabla
Tiempo
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Número de burbujas
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observaciones
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1 min
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10
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Luego de los primeros 30 seg las burbujas suben y se pegan en la parte superior del vaso.
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2 min
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15
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Se comienzan a unir unas burbujas con otras y aparece una especie de vapor.
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4 min
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25
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Aparecen más burbujas no solo en la parte superior sino también alrededor del recipiente.
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5 min
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Más de 25
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Un lado del vaso está lleno de burbujas pequeñas hay tantas que no las alcanzamos a contar.
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24 horas
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Más de 25
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El vaso sigue presentando muchas burbujas a su alrededor y la planta también presenta algunas burbujas entre sus hojas y tallos.
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GRAFICA
Tiempo
1min ----------- burbujas
10 15 25+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
ANÁLISIS
1. ¿Por qué hemos añadido bicarbonato sódico al agua?
Para aumentar el dióxido de carbono
2. ¿Qué hace la planta con la materia orgánica que ha fabricado?
Realiza el proceso de la fotosíntesis
3. ¿Qué otros factores piensas que influyen en la intensidad de la fotosíntesis, además de la intensidad luminosa?
La temperatura y el dióxido de carbono
4. ¿Dónde hay mayor producción de burbujas?
Alrededor del recipiente
5. ¿De noche hay producción de oxígeno?
No porque durante la fotosíntesis fase lumínica se utiliza la energía de la fase oscura para crear glucosa y oxigeno
6. ¿De dónde procede el oxígeno que desprende la planta?
Del proceso químico que hay dentro de la planta
ALELOPATIAS
Las plantas suelen liberar diversos compuestos químicos que funcionan, respecto de otros organismos (plantas o animales), como atractivos o repelentes, estimuladores o inhibidores. Para la agricultura es muy importante el estudio de estas interacciones "invisibles" entre unos y otros vegetales.
La alelopatía representa el área de la Química Ecológica que estudia las interacciones entre plantas.
La mayor parte de los compuestos químicos involucrados en alelopatía son metabolitos secundarios, originados a través de las rutas biosintéticas del ácido shikímico y del acetato. Estos compuestos incluyen ácidos fenólicos, flavonoides, quinonas, terpenoides, esteroides, purinas, ácidos grasos insaturados, lactonas insaturadas. Sin duda, dada la diversidad estructural de estos compuestos, es imposible pensar en un modo de acción común.
La liberación por las plantas de compuestos químicos al ambiente que afecten a otras plantas, constituye la base de los estudios en alelopatía.
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