Biología General 3051

1. Biología General 3051 Laboratorio No. 9 Fotosíntesis Instructora Andrea Arias Garcia

2. Objetivos: • Analizar la importancia de la fotosíntesis • Diferenciar fase dependiente de luz (luminica) y fase independiente de luz (no luminica) • Utilizar la calculadora gráfica

3. Cómo fabrican el alimento los autótrofos? • El proceso más común es la fotosíntesis que se realiza en estructuras especializadas llamadas cloroplastos, que se encuentran principalmente en hojas y partes verdes de los vegetales.  • Los cloroplastos tienen una estructura compleja formada por: tilacoides, granas y estroma

4. Partes del cloroplasto • El tilacoide es la unidad estructural donde se produce la fotosíntesis, posee vesículas aplanadas en cuyo interior se encuentra la molécula de clorofila . • Los tilacoides se apilan como paquetes tomando el nombre de grana • El área entre las granas se denomina estroma

5. Estructura de un cloroplasto

6. Fotosíntesis • Es un proceso metabólico mediante el cual los seres vivos poseedores de clorofila y otros pigmentos, captan energía luminosa procedente del sol, la transforman enenergía química (ATP) y en compuestos reductores (NADPH), y con ellos transforman el agua y el CO2 en compuestos orgánicos reducidos (glucosa y otros), liberando oxígeno:

7. Fases de la fotosíntesis: • Fase lumínica : Las reacciones de luz ocurren en los tilacoides. Aquí se absorbe luz solar y se convierte en energía química. El agua se fotodescompone liberando oxígeno O2 y se sintetizan ATP y NADPH2 .

8. Fase no lumínica : Las reacciones de oscuridad ocurren en el estroma. El CO2 es transformado en carbohidratos usando el ATP y el NADPH2 de los tilacoides.

9. Las plantas consumen oxígeno del exterior llevando a cabo respiración celular. • La fotosíntesis ocurre en los cloroplastos, mientras la respiración celular ocurre en el mitocondrio.

10. Pigmentos de las plantas • Son necesarios para absorber la luz solar. • Pigmento principal para la fotosíntesis es la clorofila a. • Pigmentos accesorios como la clorofila b, el caroteno y la xantofila, absorben la luz y la transfieren a la clorofila a.

11. Espectro lumínico

12. Tipos de Fotosíntesis Dependiendo del tipo de condiciones medioambientales las plantas pueden realizar el proceso de fotosíntesis mediante 3 tipos diferentes: C3 Tomate C4 Caña de azucar CAM Cactus

13. Plantas C3 • Las plantas C3 son las más comunes y las más ampliamente distribuidas. • Algunas de ellas son la avena y tomate. • En un día seco, una planta C3 cierra sus estomas (los poros de la superficie de la hoja). • Ésto reduce la velocidad de la fotosíntesis.

14. Fotorrespiración • El cierre de los estomas es una adaptación que reduce la pérdida de agua, pero también impide la entrada de CO2 a la hoja y la salida de O2. • Como resultado, los niveles de CO2 en la hoja pueden volverse muy bajos, mientras que se acumula el O2 producto de las reacciones lumínicas. No se produce moléculas de azúcar y no se produce ATP

15. Plantas C4 • Poseen adaptaciones especiales para almacenar agua y así prevenir la fotorrespiración. • Cuando el clima se vuelve cálido y seco, una planta C4 mantiene cerrados los estomas la mayor parte del tiempo, conservando así el agua. • Al mismo tiempo, continúa fabricando azúcares por medio de la fotosíntesis.

16. Plantas CAM • Conservan el agua al abrir sus estomas e incorporar CO2 sólo por la noche. Cuando el CO2 entra en la hoja es almacenado. • El CO2 almacenado es liberado al ciclo de Calvin durante el día. • Esto mantiene la fotosíntesis funcionando durante el día, aun cuando la hoja no admita más CO2.

17. Plantas CAM • CAM es la abreviatura para metabolismo ácido de las crasuláceas, por la familia de las plantas Crasulaceae (uñas de gato y otras), en las que fue descubierta por primera vez esta importante adaptación para el ahorro de agua. • Este modo de fijación de carbono y de conservación de agua ha evolucionado en las piñas, muchos cactus y la mayoría de las plantas suculentas (aquellas con tejidos muy jugosos).

18. Practica • A. Separación de los pigmentos fotosintéticos de la hoja por medio de cromatografía de papel: • La cromatografía separa los compuestos químicos por su afinidad con un solvente especifico y a la complejidad (peso molecular) de las moléculas. Mientras mayor afinidad por el solvente y menor peso molecular tenga el pigmento, mas rápido se moverá y mayor distancia recorrerá en el papel. • El color verde profundo de la hoja no indica cuales ni cuantos pigmentos hay en los cloroplastos.

19. Colores representativos de los pigmentos Papel de cromatografía Carotenos (anaranjado) Xantofilas (amarillo) Clorofila a (verde-azul) Clorofila b (verde-oliva) Macerado de la hoja

20. 2. Hojas variegadas (variacion de color) de la planta de Coleus: En este experimento se identificara donde en la hoja ocurre fotosíntesis mediante la localización de depósitos de almidón. Procedimiento: • Colocar hoja de Coleus en alcohol caliente hasta que se blanquee (despigmentarse) • Sacar del alcohol y lavar suavemente • Agregar yodo sobre la hoja • Identificar áreas oscuras (almidón) fotosíntesis

21. 3. Efecto del largo de onda de luz en la fotosíntesis: Se usaran filtros (verde, rojo, azul, papel aluminio) que transmiten ciertos colores o largos de onda de la luz. Luego de una semana se determinaran que largos de onda se utilizan en la fotosíntesis observando donde en la hoja se produjo almidón.

22. 4. Experimentación de producción de O2 con uso del CBL: • En este ejercicio se usara el CBL para identificar cuando ocurre la fotosíntesis y para medir la cantidad de oxigeno que se produce este proceso. Procedimiento: • Encienda el CBL, borre la memoria, presione la tecla APPS, Data mate, identifique el sensor de oxigeno disuelto, seleccione las unidades (ppt), programe la duración del experimento (7 min) y la cantidad de muestras a tomarse (la primera opción sera 10, para que se tome un dato cada 10 segundos, la segunda opción sera 42, para tomar esa cantidad de muestras).

23. Ponga 5cm de Elodea dentro de un tubo de ensayo que contiene agua y 1 ml de Bicarbonato de Sodio (NaHCO3) el cual actúa como fuente de suministro de CO2 para la planta. • Coloque el sensor para oxigeno disuelto dentro del tubo de ensayo. • Para absorber el calor, coloque entre la lámpara y la planta un beaker con agua. • Repita los pasos anteriores, pero con Elodea cubierta con papel aluminio. • Compare las graficas y explique los resultados.

24. Evaluación • Prueba corta la próxima semana : Respiración (lab. 8) y Fotosíntesis (lab. 9) VALOR 20 PUNTOS • Próximo Laboratorio: Genética Mendeliana y sorteo de alelos