¿Cómo podrías comprobar que la luz es necesaria, para que se lleve a cabo la fotosíntesis?
Introducción
Podemos decir que la fotosíntesis es el proceso que mantiene la vida en nuestro planeta. Las plantas terrestres, las algas de aguas dulces, marinas o las que habitan en los océanos realizan este proceso de transformación de la materia inorgánica en materia orgánica y al mismo tiempo convierten la energía solar en energía química. Todos los organismos heterótrofos dependen de estas conversiones energéticas y de materia para su subsistencia. Y esto no es todo, los organismos fotosintéticos eliminan oxígeno al ambiente, del cual también depende la mayoría de los seres vivos de este planeta.
La vida en la tierra está basada en el carbono y el intercambio de energía. Todas las criaturas vivientes están hechas de moléculas complejas construidas sobre la base del átomo de carbono, el cual es capaz de unirse fuertemente con otros átomos formando moléculas largas y complejas.
El carbono necesario para la construcción de estas moléculas proviene de varias fuentes. Los animales, como el ser humano, lo obtienen de la materia vegetal y animal que consumen; no obstante, la fuente primaria de carbono es el CO2 atmosférico.
La energía necesaria para convertir el carbono inorgánico en carbono orgánico es la energía lumínica, que es capturada por los organismos fotosintéticos, quienes la usan para formar carbohidratos y oxigeno libre a partir de dióxido de carbono y agua. Existe solo un proceso capaz de hacer esta transformación, la fotosíntesis.
La fotosíntesis es el proceso por el cual los vegetales, utilizando la energía de la luz solar, llevan a cabo una serie de reacciones químicas por las cuales se transforma el CO2 en azucares simples y además se libera O2. A continuación se puede observar la ecuación general de este proceso:
6 CO2 + 6 H2O+ luz! C6H12O6 + 6 O2
La fotosíntesis consta de dos fases estas son:2.1.1 fase fotoquímica
En esta fase se produce la activación de la clorofila de ambos foto sistemas, que libera electrones:
· En el foto sistema II, los electrones excitados van activando secuencialmente a electrones de diferentes moléculas en la llamada cadena transportadora de electrones. Su energía es usada para bombear protones de hidrógeno y sintetizar ATP, a partir de un grupo fosfato y ADP, en una reacción llamada fotofosforilación. La energía de la luz produce, además, la descomposición (fotólisis) del agua, en oxígeno, protones y electrones. El oxígeno sale al exterior y los electrones son incorporados al foto sistema II, en reemplazo de los que salieron al inicio de las reacciones.
· En el foto sistema I, los electrones excitados también entran en una cadena transportadora y su energía es utilizada para sintetizar NADPH a partir de NADP+, protones provenientes del agua y los electrones cedidos por el foto sistema I.
· Cuando actúan ambos foto sistemas, se produce la llamada fotofosforilación no cíclica, que genera ATP y NADPH. Si solo actúa el foto sistema I, el proceso se denomina fotofosforilación cíclica y se genera solamente ATP, sin liberación de oxígeno. Este último proceso es considerado una forma primitiva de la fotosíntesis, pero se suele producir de manera simultánea a la fotofosforilación no cíclica.
2.1.2 Ciclo de Calvin- BensonLas reacciones de fijación del carbono en los organismos fotosintéticos fueron estudiadas inicialmente por Melvin Calvin y sus colaboradores en los laboratorios de Berkeley (California), lo que hizo a este científico acreedor del premio Nóbel, en 1961.
El ciclo de Calvin llamado también vía de los tres carbonos o C3- porque el primer producto formado contiene tres carbonos- ocurre en el estroma de los cloroplastos y genera, a partir de seis moléculas de dióxido de carbono, una molécula de glucosa.
La enzima que cataliza esta fijación del carbono es la RuBP carboxilasa, llamada comúnmente rubisco. Esta enzima también puede combinarse con oxígeno en un proceso llamado fotorrespiración, que libera CO2 en lugar de fijarlo. Para evitar la fotorrespiración, ciertas plantas han desarrollado una vía previa al ciclo de Calvin, llamada vía de los cuatro carbonos (o C4). Algunas plantas que usan la vía de los cuatro carbonos, como la caña de azúcar y el maíz, crecen en los trópicos y están adaptadas a mayores temperaturas.
Otra variante del ciclo de Calvin-Benson está representada por la vía CAM (en español, metabolismo ácido de las crasuláceas). Este ciclo se diferencia del C4 en un producto intermedio de sus reacciones: un ácido que se acumula en la vacuola de la célula, desde donde es luego tomado para continuar el ciclo. Como parte de las características de este proceso, las estomas se abren de noche y se cierran de día, de forma inversa a las demás plantas. Esto reduce enormemente la pérdida de agua en las plantas CAM, lo que las habilita para vivir en ambientes secos y calurosos. Los cactus y las plantas suculentas presentan la vía CAM
OBJETIVO
Comprobar que la luz es indispensable en el proceso de la fotosíntesis
JUSTIFICACION
Para poder comprobar que la luz es necesaria en el proceso de la fotosíntesis debemos comprender la primera etapa de dicho proceso en el cual se hace la transformación de energía luminosa en energía química siendo la absorción de luz por los pigmentos. La clorofila es el más importante de éstos, y es esencial para el proceso. Captura la luz de las regiones violeta y roja del espectro y la transforma en energía química mediante una serie de reacciones. Los distintos tipos de clorofila y otros pigmentos, llamados carotenoides y ficobilinas, absorben longitudes de onda luminosas algo distinto y transfieren la energía a la clorofila A, que termina el proceso de transformación.
MATERIAL Y METODO
Experimento del prisma de luz:
Material:
ü Hojas de espinaca.
ü Papel filtro
ü Alcohol etílico (96º)
ü Embudo
ü Gotero
ü Tubo de ensaye
ü Un prisma
ü Una fuente de luz (instalación eléctrica y foco)
Procedimiento:
ü Machacar las hojas con alcohol hasta hacer un puré fino
ü Filtrar utilizando el papel filtro y el embudo. Depositar el filtrado en el tubo de ensayo.*
ü Ver el espectro que se proyecta a través del filtrado, haciendo pasar la luz por un prisma.
ü Para ver la luz proyectada se puede utilizar una hoja blanca de papel.
Resultado:
| PIGMENTO | COLOR |
| Clorofila A | Verde azulado |
| Clorofila B | Verde oliva |
| Beta carotenos | Naranja |
| Xantofilas | Amarillo |
Experimento de la etapa luminosa:
MATERIALES:
- Planta con su maceta.
- 2 tiras de cartulina negra que cubran parcialmente una hoja.
- 2 Clips sujetadores de papel.
- Alcohol fino (alcohol etílico)
- Recipiente de vidrio
- Solución de Yodo
- Gotero o Pipeta
PROCEDIMIENTO:
1- Se eligio una hoja de buen aspecto y cubrió parte de ella con las tiras de cartulina de modo que coincidan las partes tapadas en ambas caras de la hoja. Se sujetó las tiras con los clips evitando dañar la hoja.
2- Se dejó la planta durante 3 días en un lugar bien iluminado.
3- Al termino de ese tiempo se separò la hoja de la planta y retirò las tiras de cartulina
4- Se extrajo la Clorofila de la hoja hirviéndola en alcohol algunos minutos.
5- Se Lavo la hoja con abundante agua.
6- Se coloco la hoja en un recipiente de vidrio y cúbrio con solución de Yodo
RESULTADOS
AL desprender la cartulina se observo que la zona que no tuvo contacto con el sol ya que se tapo con cartulina quedó más clara que la otra debido a que no le llegó la energía luminosa y no pudo realizar la FOTOSÍNTESIS.
CONCLUSION
Con dicho experimento comprobamos que la luz es necesaria para que pueda llevarse a cabo la fotosíntesis ya que en el proceso se hace la transformación de energía luminosa en energía química siendo la absorción de luz por los pigmentos
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