PROYECTO EXPERIMENTAL DE CIENCIAS

LA FOTOSINTESIS

Sofía Mascareñas Pazos

Ana Basante García

Marcos Vázquez Rendo

IES Rosalía de Castro

4ºB

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Indice:

Problema 3

Introducción 3

Hipótesis 6

Material 6

Metodología 6

Test patrón blanco o testigo 6

1º Experimento 8

2º Experimento 8

Resultados 10

Test patrón blanco o testigo 10

1º Experimento 12

2º Experimento 14

Conclusiones 17

Bibliografía 17

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Tema:

La fotosíntesis.

Problema:

Las preguntas que pretendemos responder con este proyecto son:

1. ¿Se puede comprobar la fotosíntesis?

2. ¿Qué afecta más a la cantidad de oxígeno liberado en la fotosíntesis, laintensidad de la luz o la cantidad de dióxido de carbono (CO2)?

Introducción (Investigación previa):

La fotosíntesis es el proceso biológico más importante que se realiza ennuestro planeta. Es el único que puede fabricar materia orgánica con la simpleayuda de la energía solar, y es indispensable para la vida. La fotosíntesis esalgo que conocemos teóricamente, pero no se puede observar a simple vista.Por lo que sabemos de la fotosíntesis, deducimos que las plantas acuáticas alrealizarla expulsan oxígeno, y este se manifiesta a través de burbujas (O2).

Síntesis del proceso de fotosíntesis:

La fotosíntesis es un proceso que se produce en las plantas por el quetransforman la energía de la luz en energía química. Consiste básicamente enla elaboración de azúcares a partir del CO2, minerales y agua con la ayuda dela luz solar

Factores que influyen en la fotosíntesis:

- La luz: es necesaria para que se pueda realizar este proceso.

- El agua: componente imprescindible en la reacción química de lafotosíntesis, constituye también el medio necesario para que sepuedan disolver los elementos químicos del suelo, que las plantasdeben utilizar para construir sus tejidos.

- El dióxido de carbono (CO2): constituye el material que, fijado conel agua, las plantas utilizan para sintetizar hidratos de carbono.Penetran en las hojas a través de los estomas, aunque, en unaproporción muy pequeña puede proceder del carbonato disueltoen agua.

- Los pigmentos: son las sustancias que absorben la luz necesariapara producir la reacción. Entre ellos, el principal es la clorofila(pigmento verde que da el color a las plantas). La clorofila se

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encuentra mezclada con otros pigmentos pero su proporcióndomina sobre los demás.

- La temperatura: es necesaria una temperatura determinada paraque pueda producirse la reacción. La temperatura idónea estáentre los 20 y 30ºC, sin embargo también puede producirse entrelos 0 y los 50ºC.

Productos de la fotosíntesis:

Oxigeno (desecho): gas que libera la planta tras realizar la fotosíntesis ytransformar el CO2. Este gas se encuentra por naturaleza en el aire, y lasplantas son el elemento que contribuye a esto.

Glucosa (alimento de las plantas): alimento que producen las plantas al realizarla fotosíntesis. Es una molécula producida por los organismos fotosintéticos através de la fotosíntesis.

Fases de la fotosíntesis:

1. Fase fotoquímica o reacción de Hill: antes se conocía como la fase luminosa,y es la fase en la que las plantas absorben la luz mediante la clorofila y otrospigmentos (carotenoides y ficobilinas). Existe la clorofila A y la B. La B, juntocon los otros pigmentos son los responsables de absorber aquellas longitudesde onda que no es capaz de absorber la clorofila A. De esta manera, una vezabsorbida, la transfieren a la clorofila A, para después transformarla en energíaquímica.

2. Fase de fijación del dióxido de carbono (ciclo de Calvin): corresponde a loque anteriormente se lo conocía como fase oscura. Hoy en día se prefiereomitir este término al haberse aceptado que este proceso también necesita dela luz para poder llevarse a cabo. Este ciclo se produce en los cloroplastos delestoma (son una especie de agujeros o válvulas que permiten el intercambio degases entre el interior de la hoja y el medio exterior) y convierte el CO2 que lasplantas absorben a través de los estomas en hidratos de carbono (Figuras 1 y 2).

Este proceso se realiza en el mesófilo, la capa media de la hoja.

En la Tabla I se recogen las diferentes sustancias que intervienen en lafotosíntesis, y su vía de entrada, salida o almacenaje:

Tabla I

Componente ¿Entra, sale o se almacena? ¿Por donde?

Agua líquida Entra Raíces

vapor de agua Sale Estomas

Dióxido de Carbono Entra Estomas

Oxigeno Sale Estomas

Glucosa Almacena toda la planta

Energía Luminosa Entra Clorofila

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Respiración celular tras la fotosíntesis:

En la respiración celular, la planta absorbe el Oxígeno y libera Dióxido deCarbono y vapor de agua. Así convierte la glucosa en la energía que la plantanecesita (Figura 1).

Figuras 1. Ciclo Fotosíntesis / Respiración de las plantas.

Figuras 2. Ciclo Fotosíntesis / Respiración de las plantas

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En este proyecto se pretende demostrar el proceso de la fotosíntesis utilizandouna planta acuática, que funciona de forma similar a las plantas aeroterrestres.

El motivo de esta elección es que es más fácil visualizar y contabilizar el O2 yCO2 liberado por la planta, así como modificar las condiciones del experimento.

Hipótesis:Si se aplican diferentes intensidades de luz y se introduce de forma externaCO2, debiera observarse un efecto en la cantidad de O2 generado por la plantay por lo tanto en el número de burbujas observadas.

En la naturaleza las plantas utilizan la luz para realizar la fotosíntesis, por loque creemos que el aumento de exposición a la luz influirá más en el aumentode producción de oxígeno ( y por lo tanto de burbujas) que el aumento de CO2en el agua.

Material:

- Planta ‘elódea’ de 24 cm de longitud

- Pecera

- Agua

- Tubo de ensayo

- Embudo

- 2 Lámparas

- Bicarbonato sódico

- Rotulador permanente

Metodología:

TEST PATRÓN, BLANCO O TESTIGO

Se utiliza para comprobar si la fotosíntesis que se produce debajo del agua sepuede observar mediante la producción de burbujas de O2, y si se puedecuantificar.

Variables controladas:

• Temperatura del agua

• CO2

• Volumen del agua

• Tipo de planta: una planta elodea de 24 cm de largo (Imagen 1)

Variable independiente:

• Luz (luz de una lámpara) ( 2)

Variable dependiente:

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• Oxígeno (nivel del agua y burbujas producidas)

Imagen 1

Procedimiento

Primero llenamos una pecera con agua (31 cm de largo x 15 cm de ancho x19.5 cm de alto) hasta un altura de 13 cm.

Cogimos la planta ‘elodea’ de tamaño 24 cm de longitud, y la introducimos enun embudo que posteriormente sumergimos en el agua con la boca delembudo hacia abajo como se muestra en la imagen 2.

Después cogimos un tubo de ensayo tapado por un extremo y lo llenamos deagua, y rápidamente, intentando perder la menor cantidad de agua posible, loinvertimos encima del tubo del embudo (Imagen 3).

Imagen 2 Imagen 3

A continuación, con un rotulador permanente marcamos el nivel del agua en eltubo de ensayo.

Encendimos la lámpara sobre la pecera y observamos a partir de las primerashoras la aparición de alguna burbuja. A los dos días de exposición observamosgran cantidad de burbujas en el embudo y en el nivel del tubo de ensayo y undescenso del nivel de1 - 2mm (Imagenes 4 y 5).

Imagen 4 Imagen 5

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1º EXPERIMENTO. VALORAR SI LA LUZ AFECTA AL NÚMERO DE BURBUJAS Y/O NIVEL DEL AGUA.

Variables controladas:

• Temperatura del agua

• CO2

• Volumen del agua

• Tipo de planta: una planta elodea de 24 cm de largo Variableindependiente:

• Luz

Variable dependiente:

• Oxígeno (nivel del agua y burbujas producidas)

Con todo lo hecho en el patrón ponemos otra lámpara para alumbrar con mayorintensidad la planta y ver cómo afecta a la liberación del oxígeno (Figura 6)

Imagen 6

2º EXPERIMENTO. VALORAR SI EL CO2 AFECTA A LA LIBERACIÓN DE OXÍGENO.

Variables controladas:

• Temperatura del agua

• Luz

• volumen del agua

• Tipo de planta : una planta elodea de 24 cm de largo

Variable independiente:

• CO2

Variable dependiente:

• Oxígeno (nivel del agua y burbujas producidas)

Para realizar este experimento hacemos el mismo procedimiento que en elpatrón, pero esta vez añadiéndole al agua bicarbonato sódico (0.008g/cm3)

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para aumentar la cantidad de CO2 y ver si varía la cantidad de oxígenoliberado.

Imagen 7

Los 3 experimentos se realizaron en las mismas condiciones,durante la misma franja horaria (18:00h a 1:00h).

Tras comprobar que el método funcionaba, realizamos los experimentos paravalorar la influencia de Luz o CO2 en la producción de oxígeno.

Para comparar la producción de oxígeno (número de burbujas) realizamosfotografías frontales y laterales del embudo y del nivel del tubo de ensayo antesy después de cada experimento.

Los experimentos se realizaron siempre a la misma hora (de 18:00 a 1:00)para minimizar las variables y cambiando el agua de la pecera entre cada unode ellos.

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Resultados:

TEST PATRÓN, BLANCO O TESTIGO

Tras 7 horas de exposición a la luz de una sola lámpara se observó la apariciónde algunas burbujas en el interior del embudo (± 8) y en el nivel de agua deltubo de ensayo (± 2). No se observaron cambios evidentes en la altura del nivelde agua del tubo de ensayo (Imagenes 7 a 11).

Imagen 7. Previa a la exposición a la luz (1 lámpara). Vista frontal

Imagen 8. Previa a la exposición a la luz (1 lámpara). Vista lateral

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Imagen 9. Tras 7 horas de exposición a la luz (1 lámpara). Vista frontal.No se observan burbujas.

Imagen 10. Tras 7 horas de exposición a la luz (1 lámpara). Vista lateral.Se pueden observar en el interior del embudo ± 8 burbújas.

Imagen 11: Tras 7 h. de exposición a la luz (1 lámpara). Tubo de ensayo.No cambios en el nivel del agua y 2 burbujas pequeñas en el nivel delagua.

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1º EXPERIMENTO. VALORAR SI LA LUZ AFECTA AL NÚMERO DE BURBUJAS Y/ ONIVEL DEL AGUA.

Tras 7 horas de exposición a la luz de dos lámparas se observó la aparición demúltiples burbujas en el interior del embudo (>50) tanto en las Imagenesfrontales como en la laterales. El en tubo de ensayo se observó un anillo depequeñas burbujas en el nivel de agua adheridas a la pared del tubo (± 15) yuna disminución en el nivel de agua del tubo de ensayo (0.5-1mm). (Imagenes12 a 15).

Imagen 12. Previa a la exposición a la luz (2 lámparas). Vista frontal

Imagen 13. Tras 7 horas de exposición a la luz (2 lámparas). Vista frontal.Se observan múltiples burbujas en el embudo (>50)

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Imagen 14. Tras 7 horas de exposición a la luz (2 lámparas). Vista lateral.Se observan múltiples burbujas en el embudo (>50)

Imagen 15. Tras 7 horas de exposición a la luz (2 lámparas). Tubo deensayo. Se observa anillo de pequeñas burbujas en el nivel de aguaadheridas a la pared del tubo (± 15). Disminución del nivel de agua de(0.5-1mm)

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2º EXPERIMENTO. VALORAR SI EL CO2 AFECTA A LA LIBERACIÓN DE OXÍGENO.

Tras 7 horas de exposición a la luz de dos lámparas se observó la aparición dealgunas burbujas en el interior del embudo (± 12) entre la imagen frontal y lalateral. El en tubo de ensayo se observaron 3 pequeñas burbujas en el nivel deagua adheridas a la pared del tubo y una disminución en el nivel de agua deltubo de ensayo (0.5-1mm). (Imagenes 16 a 19).

Imagen 16. Previa a añadir bicarbonato. Vista frontal

Imagen 17. Tras 7 horas de añadir bicarbonato. Vista frontal.Se ven 6 burbujas en la pared del embudo.

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Imagen 18. Tras 7 horas de añadir bicarbonato. Vista lateral.Se ven 6 burbujas en la pared del embudo.

Imagen 19. Tras 7 horas de añadir bicarbonato. Tubo de ensayo.Se observaron 3 pequeñas burbujas en el nivel de agua adheridas a lapared del tubo y una leve disminución en el nivel de agua del tubo deensayo (0.5-1mm).

La Tabla II y Gráfica I se recogen los resultados de los tres experimentos15

Tipo de Experimento Variablemodificada

Burbujas enel embudo*

Burbujas enel nivel del

agua del tubode ensayo*

DisminuciónNivel del agua*

BASAL Ninguna 5-10 <5 Sin cambiossignificativos

1º EXPERIMENTO LUZ >50 10-20 0.5 mm

2º EXPERIMENTO CO2 10-20 <5 0.5 mm

*Valores medidos en las mismas condiciones tras 7 horas.

Tabla II

Burbujas en el embudoBurbujas en el nivel de agua del tubo de ensayo

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Basal

LUZ

CO2

Gráfica 1. Producción de oxígeno en 7 hora basal, o variando lasvariables de luz o CO2.

En ambos experimentos se observó una mayor producción de burbujas y unamayor disminución del nivel del agua que en condiciones basales (ver valoresen Tabla II gráfica 1). Este producción fue significativamente mayor en elexperimento 1 (aumentó de la exposición a la luz).

El cambio en el nivel de agua en los experimento 1 y 2 fueron de pequeñacuantía (≤ 1 mm) y de dudosa valoración.

Conclusiones:

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El procedimiento propuesto para evaluar la aparición de burbujas para valorarla producción de oxígeno durante la fotosíntesis en una planta acuáticafuncionó ya que se observó su aparición en el embudo y en el tubo de ensayo.

La variación de exposición a la luz o la cantidad de CO2 en el agua provocaronuna mayor eliminación de O2. De las dos variables la que más incrementooxígenos (burbujas) produjo fue el aumento de exposición lumínica.

Bibliografía:

http://www.fusd.net/district/schsupport/specprograms/sciencefair/studenthandbo

ok09span.pdf

http://www.daypo.com/fotosintesis-1.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Fotos%C3%ADntesis

http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080630170620AAztZ2J

http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/Fotosintesis.htm

http://html.rincondelvago.com/experimento-de-biologia.html

http://www.google.es/search?

q=science+project&hl=es&tbo=u&rlz=1C1FDUM_enES480ES480&tbm=isch&s

ource=univ&sa=X&ei=GhoRUbO9JOSg0QXck4GICA&ved=0CE4QsAQ&biw=1

440&bih=775

“La enciclopedia del estudiante” SANTILLANA“

“Mi primaria educativa, gran enciclopedia visual” (dirección: Puri Ballús)

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