FOTOSÍNTESIS

Isabela Forero Espinosa1, Gabriela Carmona Lara2

1 Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano, Facultad de Ciencias Naturales e Ingeniería,

Departamento de Ciencias Naturales y Ambientales. Biología General 1.1.

2 Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano, Facultad de Ciencias Naturales e Ingeniería,

Departamento de Ciencias Naturales y Ambientales. Biología General 1.1.

RESUMEN

La fotosíntesis es un proceso metabólico que llevan a cabo algunas células de organismos autótrofos

para sintetizar sustancias orgánicas a partir de otras inorgánicas. Para desarrollar este proceso se

convierte la energía luminosa en energía química. En el laboratorio realizado se observó la importancia

de la fotosíntesis y cómo se lleva a cabo en plantas macrófitas acuáticas como la elodea, permitiendo

ver sus cambios y procesos en la fase lumínica y la fase la oscura. Se concluyó la importancia del

espectro de luz visible trasmitida por el sol y la cual es absorbida o refractada por los pigmentos de las

plantas en longitudes de onda a nivel molecular, la cual es captada y convertida en energía química,

que posteriormente será utilizada para realizar procesos importantes a nivel celular o para ser

almacenada en reservas de almidón en caso de necesitarla después.

Además, se analizó la intervención del bicarbonato de sodio, la fenolftaleína, entre otros reactivos, en

donde el bicarbonato es proveedor de CO2 durante el proceso a realizar y como se convierte en

limitante al momento de aumentar la intensidad lumínica, y la fenolftaleína es determinada para medir

los niveles de pH, que, en este caso neutraliza la solución utilizada para llevar a cabo la fotosíntesis.

Palabras clave: fotosíntesis, espectro de luz, macrófita, limitante, longitud de onda.

INTRODUCCIÓN

La fotosíntesis es un proceso metabólico mediante el cual las plantas producen sustancias orgánicas

(como la glucosa) a partir de dióxido de carbono y agua en presencia de clorofila, la cual es un

pigmento verde sensible a la energía lumínica y que por ende, capta la energía solar y pone en marcha

la fotosíntesis.

Para que la fotosíntesis sea realizada es necesario la disponibilidad de luz y la presencia de clorofila. El

proceso ocurre mientras la planta recibe luz, bien sea natural o proveniente de una fuente artificial,

existen dos tipos de fases: la fase luminosa y fase oscura.

La fase lumínica recibe este nombre porque todas las reacciones que ocurre en ella dependen de la

presencia de la luz. Ésta es captada por la clorofila permitiendo que se realice la fotólisis, reacción en la

cual el agua se descompone en hidrógeno y oxígeno. Como resultado de esta reacción, el oxígeno es

liberado al ambiente y el hidrógeno es utilizado en otras reacciones que ocurren dentro del mismo

proceso a nivel celular. La fase oscura recibe este nombre ya que las reacciones que ocurren en ella no

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Isabela Forero Espinosa^1 , Gabriela Carmona Lara^2 (^1) Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano, Facultad de Ciencias Naturales e Ingeniería, Departamento de Ciencias Naturales y Ambientales. Biología General 1.1. (^2) Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano, Facultad de Ciencias Naturales e Ingeniería, Departamento de Ciencias Naturales y Ambientales. Biología General 1.1. RESUMEN La fotosíntesis es un proceso metabólico que llevan a cabo algunas células de organismos autótrofos para sintetizar sustancias orgánicas a partir de otras inorgánicas. Para desarrollar este proceso se convierte la energía luminosa en energía química. En el laboratorio realizado se observó la importancia de la fotosíntesis y cómo se lleva a cabo en plantas macrófitas acuáticas como la elodea, permitiendo ver sus cambios y procesos en la fase lumínica y la fase la oscura. Se concluyó la importancia del espectro de luz visible trasmitida por el sol y la cual es absorbida o refractada por los pigmentos de las plantas en longitudes de onda a nivel molecular, la cual es captada y convertida en energía química, que posteriormente será utilizada para realizar procesos importantes a nivel celular o para ser almacenada en reservas de almidón en caso de necesitarla después. Además, se analizó la intervención del bicarbonato de sodio, la fenolftaleína, entre otros reactivos, en donde el bicarbonato es proveedor de CO 2 durante el proceso a realizar y como se convierte en limitante al momento de aumentar la intensidad lumínica, y la fenolftaleína es determinada para medir los niveles de pH, que, en este caso neutraliza la solución utilizada para llevar a cabo la fotosíntesis. Palabras clave: fotosíntesis, espectro de luz, macrófita, limitante, longitud de onda. INTRODUCCIÓN La fotosíntesis es un proceso metabólico mediante el cual las plantas producen sustancias orgánicas (como la glucosa) a partir de dióxido de carbono y agua en presencia de clorofila, la cual es un pigmento verde sensible a la energía lumínica y que por ende, capta la energía solar y pone en marcha la fotosíntesis. Para que la fotosíntesis sea realizada es necesario la disponibilidad de luz y la presencia de clorofila. El proceso ocurre mientras la planta recibe luz, bien sea natural o proveniente de una fuente artificial, existen dos tipos de fases: la fase luminosa y fase oscura. La fase lumínica recibe este nombre porque todas las reacciones que ocurre en ella dependen de la presencia de la luz. Ésta es captada por la clorofila permitiendo que se realice la fotólisis, reacción en la cual el agua se descompone en hidrógeno y oxígeno. Como resultado de esta reacción, el oxígeno es liberado al ambiente y el hidrógeno es utilizado en otras reacciones que ocurren dentro del mismo proceso a nivel celular. La fase oscura recibe este nombre ya que las reacciones que ocurren en ella no

dependen directamente de la luz, pero esto no significa que ocurre durante la noche. Esta fase requiere de compuestos formados durante la fase luminosa, reservas almacenadas en almidón, además del dióxido de carbono el cual es tomado del ambiente y al combinarse con el hidrogeno es liberado en la fotólisis junto con otros compuestos para formar glucosa. Se debe aclarar que para poder llevar a cabo este proceso existen una serie de condiciones necesarias para que sea más efectiva la reacción las cuales son: la concentración de CO 2 , la temperatura, la disponibilidad lumínica y de H 2 O. (concepto definición, 2013) La fotosíntesis es muy importante para la vida en nuestro planeta ya que, a partir de la luz y la materia inorgánica, se sintetiza a materia orgánica en donde el proceso permite la fijación del dióxido de carbono del ambiente, lo trasforma y lo libera en forma de oxígeno. Y a través de la fotosíntesis se consigue un equilibrio entre los organismos heterótrofos y autótrofos, los cuales liberan oxígeno y es la clave para la diversidad en la Tierra. (J. Pérez, 2010) Se espera que con este laboratorio las hojas que se encuentran tapadas no llevaran su proceso de fotosíntesis eficientemente ya que trabajaran con su reserva de almidón hasta de esta sea agotada y posteriormente cuando esta reserva sea nula la hoja ira tomando una tonalidad más oscura debido a que ya no podrá llevar a cabo de proceso de manera eficaz. Si dentro de la planta se observa que hay una escasez de agua esta cerrara sus estomas produciendo que haya una menor concentración de CO 2 y así mismo una mayor concentración de O 2 produciendo una reducción del rendimiento fotosintético. La pregunta de investigación era ¿cómo la disponibilidad de CO2, la intensidad y tipo de ondas lumínicas afectan tanto la producción de O2, como la de azúcares como el almidón? Como objetivo de la práctica, se planteó Identificar los factores que afectan la producción de O 2 , azúcares y almidón durante la fotosíntesis de acuerdo con la disponibilidad de CO 2 , intensidad y tipos de ondas lumínicas. MATERIALES Y PROCEDIMIENTO Tabla 1. Materiales, reactivos y muestras a usar en la práctica. Materiales Reactivos Muestras Un pliego de papel celofán amarillo Bicarbonato de Sodio al 2% Elodea Un pliego de papel celofán azul Fenolftaleína Hojas expuestas a la luz Un pliego de papel celofán rojo Agua Destilada Hojas no expuestas a la luz Un pliego de papel celofán verde Lugol Papel aluminio Etanol al 96% Fuente de luz 100W 1 Cinta métrica o regla 3 Probetas de 5ml 4 Beakers de 600 ml 2 Beakers de 200 ml 3 Embudos pequeños de vástago corto y diámetro inferior al de los beakers 1 Agitador de Vidrio

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Actividad 1. Disponibilidad de CO2 y Producción de O2 : En los beakers 1, 2 y 3 de la figura A, se observa una tinción rosa, la cual responde a la alcalinidad del medio en presencia de fenolftaleína. En los mismos, se observa la presencia de burbujas en el probeta invertido, esto se debe a que las hojas de elodea realizaron fotosíntesis, tomaron CO2 del bicarbonato de sodio, agua del medio y energía lumínica de la bombilla para esto, dando como desecho Oxígeno y por ende, el desprendimiento de burubujas. Así mismo, se tiene en cuenta que no todas presentan el mismo volumen de oxígeno, lo que se debe a que no todas realizaron fotosíntesis de igual manera, ya recibieron distintos espectros de luz visible. Dejando como resultado que además de la fuente de luz natural, el mejor espectro de luz visible para la fotosíntesis, es el color azul, donde había mayor disponibilidad de O2. Se concluye que los factores en los que se encontraban los beakers y el medio determinaron la posibilidad de la realización de fotosíntesis. Figura 1. Comparación de resultados para prueba de disponibilidad de CO 2 y de O 2. Actividad 2. Estudio del almacenamiento de almidón: En la prueba de estudio de almacenamiento de almidón, se analizan la fase oscura (Fig. 2) y la fase lumínica (Fig. 3) de una hoja teñida con lugol. En las cuales se determina que hay mayor presencia de almidón en los estomas de la hoja en fase lumínica, debido a que no había gasto de energía y por ende de almidón, la planta realizaba normalmente su proceso de fotosíntesis y allí se reservaba la energía en forma de almidón, mientras que en la Figura 2, se determina que la presencia de almidón es menor, ya que en fase oscura se gasta la reserva de energía y no se recupera, a comparación de la fase lumínica. Figura 2. Tejido vegetal en fase oscura a diferentes aumentos ( A. Aumento 10x, B. Aumento 40x, C. Aumento 100x).

Figura 3. Tejido vegetal en fase oscura a diferentes aumentos ( A. Aumento 10x, B. Aumento 40x, C. Aumento 100x). CONCLUSIONES  La fotosíntesis es un proceso de gran importancia para los organismos que llevan este a cabo, ya que les proporciona el alimento y la energía neceseria que además se puede almacenar como almidón dentro de la célula como reserva para futuras ocasiones en las que ésta la requiera. Así mismo, uno de los desechos de la fotosíntesis, el oxígeno, es el que permite la vida de organismos aerobios que lo utilizan para sus propios procesos metabólicos  El espectro de luz visible transmitido por el sol y refractado en varias ocasiones por la atmósfera y por la misma planta, determina el tipo de energía lumínica y funcionalidad de esta para la planta, por lo que se consideró que los colores más aptos de acuerdo a los pigmentos fotosintéticios y al espectro de luz visible, son el amarillo, el rojo, el azul y po supuesto la luz natural para mayor eficiencia. REFERENCIAS  Definición tomada de: Conceptodefinicion.de Fuente consultada el 10 de noviembre de 2018 desde: https://conceptodefinicion.de/fotosintesis/.  Pérez Julian (2014) Definición.de. Consultado desde https://definicion.de/fotosintesis/ el 11 de noviembre de 2018.

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