Descarregar PDF

FOTOSÍNTESI
FOTOSÍNTESIS
I
I
CANVI CLIMÀTIC
CAMBIO CLIMÁTICO
Gabinet de Didàctica Jardí Botànic
Gabinet de Didàctica Jardí Botànic
1
FOTOSÍNTESI I CANVI CLIMÀTIC
FOTOSÍNTESIS Y CAMBIO CLIMÁTICO
Què és la fotosíntesi?
¿Qué es la fotosíntesis?
Procés mitjançant el qual les plantes fabriquen el seu propi aliment.
Per fer-ho necessiten:
Proceso mediante el cual las plantas fabrican su propio alimento.
Para hacerlo necesitan:
–
–
–
–
Aigua
Diòxid de carboni
Sals minerals
Llum del sòl
Les plantes prenen l’aigua amb una barreja de sals minerals del sòl per les
arrels, aquesta puja fins les fulles per uns vasos conductors anomenats
xilema presents en la tija. En les fulles, dins de les cèl·lules, es troben els
cloroplastos que contenen la clorofil·la. La clorofil·la és la principal
responsable de la fotosíntesi ja que absorbeix la llum del sòl i transforma les
sals minerals en sucres amb l’ajuda de l’aigua i el diòxid de carboni on
s’allibera oxigen a l’atmosfera. Després, els sucres resultants seran
transportats a totes les parts de la planta a través d’uns vasos conductors
anomenats floema.
–
–
–
–
Agua
Dióxido de carbono
Sales minerales
Luz del sol
Las plantas toman el agua y las sales minerales del suelo a través de las
raíces, las cuales ascienden hasta las hojas por los vasos del xilema
presentes en el tallo. En las hojas, la clorofila presente en los cloroplastos de
las células de las hojas, absorben la luz del sol y transforma las sales
minerales en azúcares con ayuda de agua y de dióxido de carbono. En esta
reacción se libera oxígeno a la atmósfera. Después, todos los nutrientes
serán transportados a todas las partes de la planta a través de los vasos del
floema.
2
PRÀCTICA
PRÁCTICA
Introducció
Introducción
Anem a utilitzar algues immobilitzades i un indicador
hidrogencarbonat, que ens indicarà la presència o absència de CO2.
Vamos a utilizar algas inmovilizadas y un
hidrogenocarbonado que indicará la presencia o ausencia de CO2.
Figura 1 Algues immobilitzades en un indicador hidrogencarbonat.
indicador
Figura 1 Algas inmovilizadas en un indicador hidrogenocarbonado.
Una nova tècnica
Una nueva técnica
El treball tradicional pràctic per a la fotosíntesi enfocava les proves
als productes de la fotosíntesi observant l’evolució de les bombolles que
contenen oxigen en Elodea o lla utilització de iode per comprovar que el midó
es decolora en les fulles de gerani. Altres tècniques també desenvolupades
per Debbie Eldridge amb la planta Cabomba poden donar resultats més
fiables.
El trabajo tradicional práctico en la fotosíntesis enfocaba pruebas de
los productos de fotosíntesis, supervisando la evolución de las burbujas que
contienen el oxígeno en Elodea o la utilización de yodo para probar para que
el almidón en las hojas de geranio se decolora. Las técnicas de planta
Cabomba también desarrolladas por Debbie Eldridge, pueden dar resultados
más fiables.
Les algues unicel·lulars poden ser cultivades fàcilment, concentrantles i immobilitzant-les. Amb aquesta tècnica podem dividir-les en quantitats
estàndard en forma de boles, que podran ser manipulades fàcilment. A més
anem a utilitzar un indicador hidrogencarbonatat que, en associació amb les
boles, ens indicarà si aquestes realitzen la fotosíntesi. El indicador canviarà
el color segons la concentració de diòxid de carboni dissolt (CO2), la qual
dependrà de l’equilibri entre fotosíntesi y respiració. Els canvis de color del
indicador hidrogencarbonatat pot ser quantificat mesurant l’absorbància del
indicador a 550 nm amb un colorímetre o comparant-ho amb els colors d’un
joc de solucions estàndard.
Las algas unicelulares pueden ser cultivadas fácilmente,
concentradas, y luego, usando técnicas de inmovilización, dividirlas en
cantidades estándar en forma de bolas de algas que pueden ser manipuladas
fácilmente y, en asociación con el indicador hidrogenocarbonado, se pueden
usar en las investigaciones prácticas de fotosíntesis. El indicador
hidrogenocarbonado cambiará el color según la concentración de dióxido de
carbono disuelto (CO2). La concentración de CO2 disuelto será gobernada por
el equilibrio entre fotosíntesis y respiración. Los cambios de color del
indicador hidrogenocarbonado pueden ser cuantificados midiendo la
absorbancia del indicador a 550 nm con un colorlimetro o comparando los
colores con un juego de soluciones estándar.
3
En aquesta pràctica anem a utilitzar un alga unicel·lular
(Scenedesmus Quadricauda) que deixarem reposar prèviament per a queden
més concentrades. Per a fer les boles barregem les algues amb una solució
d’alginat sòdic (substància pareguda a l’agar-agar extreta de algues pardes).
Introduïm la mescla en una xeringa i deixem que gotege en una solució de
clorur càlcic i com a conseqüència es formen les boles d’alginat càlcic
quedant les algues atrapades dins.
Figura 5 – Boles d’algues
Deixem reposar les boles 5 minuts aproximadament, les llavem amb
aigua utilitzant un colador i finalment les eixuguem amb aigua destil·lada ja
que és necessari eliminar completament el clorur de calci.
Figura 6 – Llavem les boles amb aigua destil·lada.
Les boles podran ser guardades en aigua destil·lada sis mesos i a
l’hora de realitzar el treball experimental, les boles es poden extraure del
recipient i afegir al indicador.
En esta pràctica vamos a utilizar un alga unicelular (Scenedesmus
Quadricauda)que dejaremos reposar previamente para que queden más
concentradas. Para hacer las bolas mezclamos las algas con una solución de
alginato sódico (sustancia perecida al agar que se extrae de algas
pardas).Introducimos la mezcla en una jeringuilla y dejamos que gotee en una
solución de cloruro cálcico y como consecuencia se forman las bolas de
alginato cálcico quedando las algas atrapadas dentro.
Figura 5 – Formación de las bolas de algas
Dejamos reposar las bolas algales aproximadamente 5 minutos para
endurecer y después lavarlas con agua utilizando un colador para sostenerlas
(Figura 6) y luego un aclarado final con agua destilada ya que es necesario
eliminar completamente el cloruro de calcio.
Figura 6 – Lavando las bolas algales con agua destilada.
Ahora, las bolas pueden ser guardadas en agua destilada y en la
nevera hasta seis meses y a la hora de realizar el trabajo experimental, las
bolas se pueden sacar del recipiente y añadir el indicador.
4
Figura 7 – Separem les boles algals.
Figura 7 – Separamos las bolas algales.
Indicador hidrogencarbonatat
Indicador hidrogenocarbonado
El indicador hidrogenocarbonat és molt sensible a canvis en pH, i per
tant, al nivell de diòxid de carboni dissolt. El indicador és de color taronja/roig
quan la concentració de diòxid de carboni dissolt està en equilibri en
l’ambient. Aquest canvia de taronja a groc quan disminueix el pH (augmenta
la concentració de CO2, per exemple, quan la taxa de respiració és major
que la de fotosíntesi). El indicador canvia de roig a morat quan augmenta el
pH (disminueix la concentració de CO2, per exemple, quan la taxa de
fotosíntesi supera la respiració). Així, el color de l’indicador pot ser usat per a
supervisar tant la respiració com la fotosíntesi (Figura 8).
El indicador hidrogenocarbonado es muy sensible a cambios del pH
y, por tanto, al nivel de dióxido de carbono disuelto. El indicador es de color
naranja/rojo cuando la concentración de dióxido de carbono disuelto está en
equilibrio con el aire. Éste se cambia de naranja a amarillo cuando disminuye
el pH (aumenta la concentración de dióxido de carbono, por ejemplo, cuando
la tasa de respiración excede la tasa de fotosíntesis). El indicador cambia de
rojo a un púrpura cuando aumenta el pH (disminuye la concentración de
dióxido de carbono, por ejemplo, cuando la tasa de fotosíntesis excede la
tasa de respiración). Así, el color del indicador puede ser usado para
supervisar tanto la respiración como la fotosíntesis. (Figura 8).
<------------- augment CO2
disminució CO2 -------------->
Figura 8 – Canvi de color del indicador hidrogencarbonatat en les solucions
estàndard de pH 7.6 - pH 9.2 en augments de 0.2.
<------------ aumento CO2
disminución CO2 ------------>
Figura 8 – Cambio de color del indicador hidrogenocarbonado en las
soluciones estándar de pH 7.6 - pH 9.2 en aumentos de 0.2.
5
Experiments amb boles algals
Experimentos usando las bolas algales
L’ús de les boles algals permet una ampla gama d’investigacions i
prové als estudiants d’una oportunitat de planificar i realitzar les seues
pròpies investigacions. Com les algues absorbeixen CO2 o alliberen O2 en
l’indicador, aquest canvia de color. Açò pot ser usat per a investigar un
nombre de factors variables que afecten a la fotosíntesi. En el següent apartat
observem com els efectes de la intensitat de llum i de la longitud d’ona així
com la quantitat i el tipus d’algues poden afectar la taxa de fotosíntesi.
El uso de las bolas algales permite una amplia gama de
investigaciones y provee a los estudiantes de una oportunidad de planificar y
realizar sus propias investigaciones. Como las algas absorben CO2 o liberan
O2 en el indicador, éste cambia el color. Esto puede ser usado para investigar
un número de factores variables que afectan a la tasa de fotosíntesis. En el
siguiente apartado miramos cómo los efectos de la intensidad de luz y de la
longitud de onda así como la cantidad y el tipo de algas pueden afectar la
tasa de fotosíntesis.
Intensitat de llum
Intensidad de luz
L'efecte d'intensitat de la llum sobre la taxa de fotosíntesi en boles
algals es pot observar de dos formes:
El efecto de intensidad de la luz sobre la tasa de fotosíntesis en bolas
algales se puede observar de dos modos:
1. Les ampolles que contenen una quantitat estàndard de boles
algales i l'indicador hidrogencarbonatat poden ser col·locades a
distàncies diferents de la llampera amb el que es pot observar el
canvi de color. El canvi de color de l'indicador de taronja a roig i a
púrpura més ràpid es dóna en la ampolla més pròxima a la font
lluminosa. Les boles algals contingudes realitzen la fotosíntesi en
una taxa més ràpida que aquelles que estan en les ampolles més
llunyanes a la font lluminosa, la concentració de CO2 es redueix
més ràpidament i s'observa un canvi de color ràpid. S'ha de parar
atenció que les ampolles més pròximes a la font lluminosa no
tapen la llum a les ampolles més llunyanes.
1. Las muestras con algas e indicador pueden ser colocadas a
distancias diferentes de la lámpara con lo que se puede observar el
cambio de color. El cambio de color del indicador de naranja a rojo y
a púrpura más rápido se da en la botella más cercana a la fuente
luminosa. Las bolas algales contenidas allí realizan la fotosíntesis en
una tasa más rápida que aquellas que están en las botellas más
lejanas a la fuente luminosa, la concentración de CO2 se reduce más
rápidamente y se observa un cambio de color rápido. Se tiene que
tener cuidado de que las botellas más cercanas a la fuente luminosa
no oscurezcan las botellas más lejanas.
6
Longitud d’onda de la llum
Longitud de onda de la luz
L’efecte de longitud d’ona de la llum sobre la taxa de fotosíntesi en
les boles d’algues pot ser investigat amb filtres de colors diferents (Figura 11).
El efecto de longitud de onda de la luz sobre la tasa de fotosíntesis en
bolas algales puede ser investigado usando filtros de colores diferentes
(Figura 11).
Figura 11 – Boles algals i indicador hidrogencarbonat en ampolles cobertes
per filtres de colors.
Els filtres cobreixen les ampolles i proporcionen una manera de
canviar la longitud d'ona de la llum que arriba a les boles algales. La taxa de
fotosíntesi en cada una de les ampolles pot ser comparada observant canvis
del color de l'indicador hidrogencarbonat.
Figura 11 – Bolas algales e indicador hidrogenocarbonado en botellas
cubiertas con filtros de colores.
Los filtros cubren las botellas y proporcionan un modo de cambiar la
longitud de onda de la luz que alcanza las bolas algales. La tasa de
fotosíntesis en cada una de las botellas puede ser comparada observando
cambios del color del indicador hidrogenocarbonado.
7
Quantitat d’algues
Cantidad de algas
L’efecte dels nombres d’algues sobre la taxa de fotosíntesi pot ser
observat de dos formes:
El efecto de los números de algas sobre la tasa de fotosíntesis puede ser
observado de dos modos:
1. El nombre de boles algals en un volum estàndard de l’indicador
hidrogencarbonat pot variar.
1. El número de bolas algales usadas en un volumen estándar de indicador
hidrogencarbonado puede ser variado.
2. Les algues concentrades per sedimentació o centrifugació poden ser
diluïdes i les dilucions diferents donen lloc a boles algals que contenen
nombres diferents d’algues.
2. Las algas concentradas producidas por sedimentación o centrifugación
pueden ser diluidas y las diluciones diferentes suelen hacer bolas algales que
contienen números diferentes de algas.
En aquest cas, les boles amb la mateixa quantitat d’algues s’han d’afegir al
volum estàndard de l’indicador.
En este caso, las bolas con la misma cantidad de algas deben ser añadidas
al volumen estándar del indicador hidrogenocarbonado.
Tipus d'algues
Tipo de algas
Les taxes de fotosíntesi realitzada per diferents algues poden ser
investigades si les algues són cultivades i immobilitzades de forma diferent.
La concentració d'algues es pot quantificar per mitjà d'un hemocitómetre i així
es poden comparar les taxes de fotosíntesi de semblants concentracions
d'algues en determinades condicions. Equivalents concentracions d'algues,
no obstant això, no necessàriament han de tindre igualtat en les
concentracions de clorofil·la. Per tant seria possible investigar,
qualitativament, la fotosíntesi òptima en color blau-verd i en una altra longitud
d'ona de la llum estàndard d'algues. Es pot cultivar amb èxit Scenedesmus
quadricauda, Chlorella sp. (algues) i Cynechoccus sp. (Cianobacteris blaus).
Pueden ser investigadas las tasas de fotosíntesis realizada por diferentes
algas. La concentración de algas se puede cuantificar mediante un
hemocitometro y así se pueden comparar las tasas de fotosíntesis de
similares concentraciones de algas en determinadas condiciones.
Equivalentes concentraciones de algas, sin embargo, no necesariamente han
de tener igualdad en las concentraciones de clorofila. No obstante, sería
posible investigar, cualitativamente, la fotosíntesis óptima en color azul-verde
y en otra longitud de onda de la luz estándar de algas. Se puede cultivar con
éxito Scenedesmus quadricauda, Chlorella sp. (algas) y Cynechoccus sp.
(Cianobacterias azul-verdes).
8