Ciencias con lo mejor de Vernier Experimento 4

Experimento
4
Transpiración
En las plantas el agua se transporta desde las raíces hasta las hojas, siguiendo el gradiente
decreciente de potencial. La Transpiración o la pérdida de agua por las hojas, ayuda a crear un
menor potencial osmótico en la hoja. El tirón resultante debido a la transpiración es el
responsable del movimiento del agua desde el xilema hasta las células mesofílicas y a los
espacios con aire en las hojas. La tasa de evaporación del agua desde los espacios de aire de la
hoja al aire exterior depende del gradiente de potencial del agua entre la hoja y el aire exterior.
Varios factores ambientales, incluyendo aquellas condiciones que influyen directamente en la
apertura y cierre de los estomas, afectarán la tasa de transpiración de la planta. Este experimento
se orienta a la medición de la tasa de transpiración bajo diferentes condiciones de iluminación,
humedad, temperatura y movimiento del aire. Los datos se tomarán midiendo los cambios de la
presión en tanto la planta absorbe agua que sube por el tallo.
OBJETIVOS
En este experimento usted:

Biology Gas
P ressure S ensor
Observará como se relaciona la transpiración con el proceso completo del transporte de
agua en las plantas.
 Usará una interfaz para el computador y el Sensor de presión de Gas para medir la tasa de
transpiración.
 Determinará el efecto de la intensidad luminosa, la humedad, el viento y la temperatura
sobre la tasa de transpiración de un corte de una planta.
Figura 1
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Experimento 4
MATERIALES
computador
Interfaz Vernier para computador
Logger Pro
Sensor de presión de Gas Vernier
Abrazaderas complementarias
Soporte universal
Cortes de planta
Abrazaderas plásticas para tubo
gotero o pipeta Beral
Cinta métrica
Cinta adhesiva
Fuente de luz de 100 watt
Pequeño calentador eléctrico
Ventilador de baja velocidad
Contenedor de aerosol
Jeringa plástica
cuchilla de afeitar o bisturí
PROCEDURE
1. Realice el montaje que se muestra en la Figura 1, usando el soporte
universal, las abrazaderas complementarias y el Sensor de presión de Gas.
2. Prepare el tubo plástico.
a. Conecte la jeringa plástica a un extremo de un pedazo de manguera de
plástico de 36-42 cm de largo.
b. Coloque el otro extremo de la manguera en agua y use la jeringa para tirar
del agua hacia arriba hasta llenar por complete la manguera. Golpea
suavemente la manguera para expulsar cualquier burbuja de aire que se
haya formado en su interior.
Figura 2
c. Deslice una abrazadera de plástico para tubo en la manguera como se muestra en la Figura
2.
d. Doble la manguera de plástico en forma de U con sus extremos hacia arriba. Retire la
jeringa dejando la manguera llena de agua.
3. Seleccione una planta que tenga un tallo con un diámetro parecido al diámetro interior de la
manguera plástica. Usando un bisturí o cuchilla de afeitar, corte cuidadosamente la planta a
unos 2 cm por sobre el nivel del suelo. Coloque la planta bajo el agua sobre una superficie
dura y haga un nuevo corte a un ángulo 45° cerca de la base del tallo.
4. Conecte la planta a la manguera.
a. La manguera plástica tiene un conector de plástico blanco en un extremo que ayuda a
conectarla con la válvula del Sensor de presión de Gas.
Eleve el extreme de la manguera con el conector hasta
que vea que el agua comienza a derramarse por el otro
extremo.
b. Empuje cuidadosamente el tallo cortado de la planta
hacia abajo dentro del extreme de la manguera por
donde el agua se está derramando. Tenga cuidado para
evitar que se formen burbujas de aire entre la porción
cortada de la tallo y el agua dentro de la manguera.
c. Empuje el tallo de la planta tan abajo como sea posible
sin dañarlo. Como mínimo hay que asegurar un
centímetro del tallo de la planta dentro de la manguera.
Si el tallo es demasiado grande para la manguera,
córtelo a un nivel más alto donde sea menor su tamaño.
Figura 3
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Transpiración
d. Apriete la abrazadera de manguera para que cierre tan ajustado como sea posible como se
ilustra en la Figura 3.
5. Cuando la abrazadera para manguera esta cerrada en forma ajustada, invierta su planta
cortada para verificar cualquier fuga. Si hay fuga de agua, coloque su planta en la posición
normal hacia arriba y trate de apretar aún más la abrazadera.
Importante: Asegure que la manguera esté completamente llena de agua. La columna de
agua debe estar en contacto con el tallo. No debe haber aire visible en la base del tallo. Si el
agua baja por la manguera alejándose del tallo después que ha sido insertado, revise si hay
una fuga de agua en el sistema.
6. Conecte la manguera a la válvula del sensor. Atención: No permita que el agua entre a la
válvula del Sensor de presión de Gas.
7. Asegure que la planta esté en posición vertical con la ayuda de las abrazaderas como se
muestra en la Figura 1. Se debe asegurar que el corte en el tallo se encuentre a unos 8 cm por
debajo del nivel del agua en el otro extremo de la manguera, tal como se ve en la Figura 1.
8. Coloque una marca en la manguera en el nivel de partida del agua para facilitar el relleno de
la manguera al nivel adecuado en el Paso 17.
9. Coloque todo el sistema con la planta en un lugar donde el viento, la humedad y la
temperatura se mantengan con valores razonablemente constantes. Esta será su configuración
de control.
10. Permita que el sistema se ajuste al ambiente por 5 minutos. Mientras el sistema se ajusta,
configure el computador.
11. Conecte el Sensor de presión de Gas a la interfaz de computador. Prepare el computador para
la recolección de datos abriendo el archivo “10 Transpiración” de la carpeta Biología con
Computadores del Logger Pro.
12. Revise que la base del tallo de la planta en el agua de la manguera no presenta burbujas de
aire que pudieran impedir que la planta absorba agua. Si se hubiera formado una burbuja o
bolsillo de aire, rellene otra vez de agua la manguera con la planta antes de iniciar la toma de
datos en el Paso 13.
13. Luego que la planta se ha equilibrado por 5 minutos, haga clic en el botón Iniciar toma de
datos
para dar inicio a la recolección de datos. Se recolectarán datos por 15 minutos.
14. Cuando termine la recolección de datos, encuentre la tasa de transpiración de su planta. Para
hacer esto,
a. Mueva el puntero del mouse al punto donde los valores de la presión comienzan a
disminuir. Presione el botón del mouse y arrastre el puntero hasta el fin de los datos, luego
libere el botón del mouse.
b. Haga clic en el botón de Ajuste Lineal
, para realizar una regresión lineal. Aparecerá
una caja flotante con la formula de la recta de mejor ajuste.
c. Registre la pendiente de la recta, m, en la Tabla 1 como la tasa de transpiración para el
control. Cierre la caja flotante.
15. (Opcional) Haga doble clic en cualquier lugar sobre el gráfico y escriba “Transpiración:
Control” como el título del gráfico. Imprima una copia del gráfico. Escriba su nombre (s) y el
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número de copias del gráfico.
16. Diseñe un experimento para simular uno de los siguientes factores ambientales, según le
asigne su profesor (a):

El efecto de la intensidad de luz
El efecto del viento que sopla sobre la planta
 El efecto de la humedad
 El efecto de la temperatura
 El efecto de otra variable ambiental identificada por usted mismo

Asegúrese de tener en cuenta las siguientes preguntas en su diseño:

¿Cuál es la pregunta esencial a considerar?
¿Cuáles son las suposiciones hechas con respecto al sistema a medir?
 ¿Pueden ser fácilmente verificadas dichas suposiciones?
 ¿Las mediciones proveerán los datos necesarios para responder las preguntas bajo estudio?

17. Después de revisar el procedimiento que propone con su profesor (a), obtenga los materiales
necesarios para el experimento y realice los ensayos. Rellene el nivel de agua en la manguera
al mismo nivel marcado en el Paso 8. Registre sus valores en la Tabla 1.
PROCESAMIENTO DE DATOS
1. Determine el área de la superficie de todas las hojas de su planta cortadas por el siguiente
método:
a. Corte todas las hojas (no los tallos) de su planta y determine su masa utilizando una
balanza.
b. Estime el área de la superficie total de las hojas en cm2 de su planta cortando una sección
de hoja de 5 cm  5 cm.
c. Determine la masa de esta sección de hoja y divida por 25 cm2 para encontrar la masa de l
cm2 de hoja.
d. Divida la masa total de las hojas por la masa de l cm2 para encontrar el área de la
superficie total de las hojas.
e. Registre el área de la superficie total calculada en la Tabla 1.
2. Calcule la tasa de transpiración / área de la superficie. Para hacer esto divida la tasa de
transpiración por el área de la superficie de cada planta. Estos valores de tasa pueden ser
expresados como kPa/min/cm2. Registre el valor tasa/área en la Tabla 1.
3. Substraiga el valor de control (tasa/área) del valor experimental. Registre esta tasa ajustada
en la última columna de la Tabla 1.
4. Registre la tasa ajustada para su ensayo experimental en la pizarra para compartir con el resto
de la clase. Registre los resultados de la clase en la Tabla 2 para cada una de las condiciones
ambientales estudiadas. Si una condición fue estudiada por más de un grupo, tome el
promedio de los valores y regístrelo en la Tabla 2.
5. Haga un gráfico de barras que muestre el efecto de las diferentes condiciones ambientales en
la transpiración de agua en los cortes de plantas. Utilizando los datos de la Tabla 2 elabore el
gráfico de la tasa ajustada para cada ensayo en el eje vertical (eje y) contra la etiqueta del
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ensayo en el eje horizontal (eje x).
DATOS
Tabla 1
Ensayo
Pendiente
(kPa/min)
Área superficial
(cm2)
Tasa/área
(kPa/min/cm2)
Tasa ajustada
(kPa/min/cm2)
Experimental ______________
Control
Tabla 2
Datos de la clase
Ensayo
Tasa ajustada
(kPa/min/cm2)
Luz
Humedad
Viento
Temperatura
PREGUNTAS
1. ¿Cómo se afectó la tasa de transpiración en cada una de las situaciones experimentales en
comparación con la de control?
2. ¿Cuál de las variables provocó la mayor tasa de pérdida de agua? Explique por qué este
factor pudo incrementar la pérdida de agua en comparación con los otros.
3. ¿Qué adaptaciones le permiten a la planta incrementar o disminuir la pérdida de agua?
¿Cómo pudieran cada una de ellas afectar la transpiración?
EXTENSIONES
1. Utilizando un microscopio compuesto identifique el tejido vascular del tallo de una planta.
Describa la función de cada tipo de tejido identificado.
a. Obtenga una sección del tallo de la planta que usó en su experimento de transpiración.
b. Utilizando un micrótomo de nuez y perno, corte cuidadosamente 6 secciones transversales
del tallo de la planta. Las secciones transversales deben ser cortadas tan finas como se
pueda.
c. Coloque cada una de las secciones transversales en un disco o taza con una solución de
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etanol al 50% durante 5 minutos.
d. Retire las secciones transversales del alcohol y colóquelas en un disco que contenga azul
de toludina y déjelo por 5 minutos.
e. Lave las secciones transversales con agua destilada y póngalas en láminas de microscopio
con una gota de glicerina al 50%. Coloque otra lamina para cubrir la muestra y examine la
sección transversal usando el microscopio compuesto.
f. En una hoja aparte de papel haga un dibujo de la sección transversal. Identifique y etiquete
los tipos de célula y tejido descritos por su profesor (a).
2. Ensaye con cortes de diferentes especies de plantas. ¿Cómo se comparan entre ellos?
3. Cuente el número de estomas/cm2 para cada una de las plantas en la Extensión 1. ¿Cómo se
relaciona esto con la habilidad de transpirar agua de la planta?
4. Diseñe un experimento para estudiar la variable mencionada en la pregunta 3.
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