Fotosíntesis y Respiración

Biología. Proceso Metabólico. Células. Energía. Seres Vivos. Clorofila. Respiración Branquial. Energía Luminosa. Energía Química. Oxígeno

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“RELACIÓN ENTRE LA FOTOSÍNTESIS Y LA RESPIRACIÓN”

RESUMEN

Después de seguir la metodología adecuada para observar 7 situaciones, en donde se tuvo en cuenta la importancia del oxigeno para la vida de los animales y plantas. Dado que ellos se necesitan mutuamente par poder llevar a cabo sus procesos fundamentales como la fotosíntesis y la respiración, respectivamente. Se tomó inicialmente información ya conocida por nosotros para la interpretación de los hechos, y con la ayuda de libros pudimos establecer la discusión acerca de los cambios que ocurren en los individuos puestos en el experimento, pudiendo extraer las conclusiones.

Se observó la influencia de la luz en los seres vivos, por el control que ella tiene en las actividades. Y su importancia en el proceso de la fotosíntesis, que a su vez repercute en el de la respiración.

INTRODUCCIÓN

La fotosíntesis es uno de los procesos metabólicos de los que se valen las células para obtener energía. Es un proceso complejo, mediante el cual los seres vivos poseedores de clorofila y otros pigmentos, captan energía luminosa procedente del sol y la transforman en energía 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:

CO2 + H2O+ LUZ

      'Fotosíntesis y Respiración'
  

GLUCOSA + O2

Los seres fotosintéticos captan la luz mediante diversos pigmentos fotosensibles, entre los que destacan por su abundancia las clorofilas y carotenos.

Los animales, necesitan oxígeno para obtener energía en los procesos celulares.
Tienen que realizar un intercambio gaseoso entre el organismo y su medio, de éste toman el O2 y al medio desprenden CO2, formado durante el proceso de la respiración celular. El intercambio gaseoso se produce siempre por difusión . Esta se realizará de forma diferente en función del tamaño, el hábitat y la complejidad del animal.

Respiración branquial: Las branquias son características de animales acuáticos, como algunos anélidos, moluscos, crustáceos, equinodermos y peces.
Las branquias son proyecciones de la superficie externa del cuerpo o de la capa interna del intestino hacia el exterior del animal.

'Fotosíntesis y Respiración'
Las branquias internas, están situadas en una cavidad protectora por lo que es necesario un sistema de ventilación de la superficie de intercambio.
La forma de conseguirlo en los distintos grupos zoológicos es muy variado: cilios, sifones, apéndices variados, movimientos contracorriente, etc.

En los peces, cuyas branquias son siempre internas, se da una asociación entre éstas y una serie de hendiduras , las hendiduras branquiales.
En los peces más evolucionados, que son los peces óseos, las branquias están formadas por unas laminillas muy vascularizadas que se insertan en el arco branquial y están tapadas por el opérculo. El agua penetra por la boca y saldrá por el opérculo, en este trayecto, las branquias toman el O2 disuelto en el agua.

En este laboratorio pudimos observar la relación que existe entre la fotosíntesis y la respiración en los animales, que en este caso fueron peces.

Tuvimos presente las variables que pudieron presentarse en el desarrollo de este laboratorio como tamaño, sexo y recipiente adecuado, al igual que alimentación entre otras.

También la necesidad de poder poner en práctica los conocimientos para realizar un experimento a largo plazo, e incluir parte del método científico, como observación, creación de hipótesis a partir de lo observado y sacar las conclusiones del este experimento.

METODIOLOGÍA

La metodología de esta práctica, consistió en tomar 7 frascos en los que agregamos 50mL de agua de acueducto y 50 mL de agua de estanque.

Tomamos 5 peces Cebritas de aproximadamente el mismo tamaño. 4 plantas (Elodeas) de aproximadamente el mismo tamaño.

En un primer frasco se introdujo un pez y se tapó con gasa y un caucho, se dejó a luz indirecta.

En otros dos frascos se introdujeron a cada uno un pez y se taparon herméticamente, uno se dejó a luz directa y otro a la oscuridad.

En los siguientes dos frascos se hizo el mismo proceso anterior pero cada frasco con una Elodea.

En los siguientes se hizo lo mismo pero se introdujeron en cada uno una Elodeas y un pez.

Estos frascos estuvieron en observación 2 veces al día (mañana y noche), durante ocho días. Sus cambios fueron anotados en una tabla, luego de tomar fundamentos en los libros que toman los procesos de respiración y de fotosíntesis, se discutió acerca de estos cambios y las posibles razones por las que ocurren.

RESULTADOS

Tabla 1.

Frasco #1

Día

Características de agua

Características del pez

1

  • Transparente.

  • Pocos residuos, muy diminutos

  • Presenta una actividad tranquila

  • Activo al percibir la luz, más de noche está muy pasivo.

2

  • Aparecen algunos residuos

  • Incolora

  • Presenta una actividad tranquila

  • Activo al percibir la luz, más de noche está muy pasivo.

3

  • Algunos residuos

  • Incolora

  • Tranquilo, poca actividad

  • Reacción pasiva a los cambios de luz.

4

  • Algunos residuos

  • Incolora

  • Tranquilo, poca actividad

  • Reacción pasiva a los cambios de luz.

5

  • Algunos residuos más

  • Transparente

  • Tranquilo, poca actividad

  • Reacción pasiva a los cambios de luz.

6

  • Más residuos

  • Aparentemente incolora (no es turbia pero no es totalmente transparente, por los residuos)

  • No se presenta activo ni en el día ni en la noche.

7

  • Muchos más residuos

  • Menos transparente

  • Su actividad es poca durante el día

8

  • Residuos notables

  • El agua no está turbia, pero la aparición de residuos, es muy notoria.

  • Su actividad es poca a cualquier hora del día.

Tabla 2

Frasco #2

Día

Características de agua

Características del pez

1

  • Hay diminutas gotas de agua en la parte superior del frasco

  • Se mueve con energía en él

2

  • Aún se notan las pequeñas gotas de agua.

  • El movimiento del pez sigue siendo activo.

3

  • Las gotas aumentan de tamaño al correr el día.

  • Se presentan excrementos del pez.

  • El pez presenta menos actividad que los días anteriores.

4

  • El agua se hace algo turbia

  • Gotas pequeñas en la parte superior del frasco.

  • El movimiento del pez es constante, pero muy lento.

5

  • El agua está más turbia.

  • Las gotas presentes en la parte superior son pequeñas.

  • El pez está muerto.

6

  • Esta turbia

  • El pez ,muerto

7

  • El agua parece estar aun más turbia

  • El pez flota y parece comenzar a descomponerse.

8

  • El agua está turbia

  • El pez se ve de un color muy pálido por la descomposición.

Tabla 3

Frasco # 3

Día

Características de agua

Características del pez

1

  • hay aparición de gotas de agua muy pequeñas

  • Su actividad es muy poca

2

  • Las gotas en la parte superior son muy pequeñas.

  • La actividad que presenta el pez es lenta

3

  • Las gotas se hacen más grandes

  • Aparecen pequeños residuos

  • La actividad sigue siendo lenta

4

  • Hay gotas de agua en todo el frasco

  • Los residuos son un poco más evidentes

  • La actividad sigue igual, lenta

5

  • Las gotas presentes en el frasco son muy pequeñas.

  • El agua está un poco turbia a causa de los residuos.

  • El movimiento es muy lento, y pausado

6

  • Las gotas pequeñas continúan por todo el frasco.

  • Se torna más turbia.

  • Sus movimientos siguen siendo constantes.

7

  • El frasco sigue presentando el empañamiento.

  • El agua está un poco más turbia

  • El pez sigue movimientos lentos y constantes.

8

  • El frasco presenta el mismo empañamiento.

  • Aumentan los residuos tornándose más turbia.

  • El pez sigue los movimientos lentos, constantes

Tabla 4

Frasco # 4

Día

Características de agua

Características de la Elodea

1

  • Está recién preparado, el agua tiene un ligero color azul

  • A lo largo del día presenta empañamiento, en la parte superior del frasco.

  • Su tono es de un verde intenso.

2

  • Desaparece en la mañana el empañamiento, y aparece de nuevo en la noche.

  • Sigue igual que el día anterior

3

  • Igual que las condiciones anteriores

  • Las condiciones anteriores se mantienen.

4

  • Las condiciones se mantienen

  • Su tono aún sigue siendo un verde aunque menos intenso..

5

  • El agua aun está azulada

  • La Elodea mantiene su coloración y estructura.

6

  • Se mantienen las condiciones

  • Sus tonos son verdes.

7

  • El agua sigue prestándose azulada

  • Los tonos siguen siendo verdes.

8

  • El agua es traslucida

  • La coloración es verde.

Tabla 5

Frasco #5

Día

Características de agua

Características de la Elodea

1

  • Está recién preparado, el agua tiene un ligero color azul

  • Su tono es de un verde intenso.

2

  • A tomado un tono transparente, ya no se nota el azul.

  • Sigue igual que el día anterior

3

  • El agua a tomado un color amarillento

  • Esta a tomado un color verde amarillento en el tallo.

4

  • Presenta algunas partículas diminutas.

  • El color inicial se ha perdido.

5

  • La coloración se torna anaranjada

  • Sus hojas presentan una coloración café y decaimiento muy notorio.

6

  • El agua permanece anaranjada

  • Algunas de sus hojas se han caído y el tallo está amarillo.

7

  • El agua está bastante anaranjada

  • Siguen desprendiéndose algunas hojas de la Elodea

8

  • El agua es anaranjada

  • De la Elodea solo quedan 5 hojas con tonos verdes, las demás están cafés.

Tabla 6

Frasco # 6

Día

Características del agua

Características de la Elodea

Características del pez

1

  • Transparente azulada

  • Verde intenso

  • Movimiento activo

2

  • Presenta algunos residuos , pero sigue siendo transparente.

  • Verde intenso

  • Presenta movimientos activos

3

  • Continúa con las condiciones anteriores

  • El verde sigue siendo intenso y las estructura es estable.

  • Sus movimientos son constantes. Aunque se reducen en la noche.

4

  • Los residuos siguen apareciendo en pequeñas cantidades.

  • El verde es constante al igual que su estructura

  • Sus movimientos son activos en las mañanas y reducidos en la noche

5

  • Continúa con las condiciones dadas anteriormente

  • El verde es igual

  • El pez presenta los mismos comportamientos anteriores.

6

  • Los residuos son visibles pero el agua es transparente

  • El verde y la estructura permanecen constantes

  • El pez continua con sus condiciones establecidas

7

  • Sigue en igual condiciones, más el agua está algo turbia a causa de los residuos

  • Sigue en igual condiciones

  • Sigue en igual condiciones

8

  • El agua es un poco turbia pero sigue siendo traslúcida

  • Su verde permanece intenso como el primer día

  • Sus movimientos son activos de día y pasivos en la noche.

Tabla 7

Frasco # 7

Día

Características del agua

Características de la Elodea

Características del pez

1

  • El agua tiene un ligero color azul

  • Su tono es de un verde intenso.

  • Su actividad es muy poca

2

  • A tomado un tono transparente, ya no se nota el azul.

  • Sigue igual que el día anterior

  • La actividad que presenta el pez es lenta

3

  • El agua presenta un color amarillento

  • Esta a tomado un color verde amarillento en el tallo.

  • La actividad sigue siendo lenta

4

  • Presenta algunas partículas muy pequeñas.

  • El color inicial se ha perdido.

  • La actividad sigue igual, lenta

5

  • La coloración se torna anaranjada

  • Sus hojas presentan una coloración café y decaimiento muy notorio.

  • El movimiento es muy lento, y pausado

6

  • El agua permanece anaranjada

  • Algunas de sus hojas se han caído y el tallo está amarillo.

  • Sus movimientos siguen siendo constantes.

7

  • El agua está bastante anaranjada

  • Siguen desprendiéndose algunas hojas de la Elodea

  • El pez sigue movimientos lentos y constantes.

8

  • El agua es anaranjada

  • La elodea presenta una estructura decaída y de color café.

  • El pez sigue los movimientos lentos, constantes

Tanto las plantas como los animales respiran, ya que este mecanismo es su principal fuente de energía para as funciones vitales. Por otra parte sólo las plantas pueden realizar el proceso de fotosíntesis. Los componentes del aparato fotosintético se encuentran inversos en los cloroplastos, mientras que los principales pasos de la respiración ocurren en el interior de las mitocondrias. Por lo tanto ambos procesos pueden ocurrir simultáneamente cualquier célula vegetal pues el compartición de dichas funciones impide que una interfiera en la otra. En el proceso fotosintético están presentes muchas de las secuencias de las vías respiratorias , esto sugiere una estrecha asociación evolutiva entre ambos procesos. El balance entre la respiración y la fotosíntesis determina si habrá absorción neta de O2 o de CO2 en cada región particular de la planta.1

Los cloroplastos de la planta capturan la energía del sol y la convierten en energía química que es almacenad en los enlaces de los azucares y como otras moléculas orgánicas a partir del dióxido de carbono y agua. Todo este proceso se llama fotosíntesis. Las células no pueden crear su propia energía, pero como sistemas abiertos la absorben de su ambiente. Las células fotosintéticas adquieren esta energía en forma de luz lumínica y la utilizan para la síntesis de compuestos orgánicos que luego van a suministrar a otras células esa energía . Las plantas son organismos autótrofos , puesto que requieren sólo CO2, agua y minerales del suelo para alimentarse, también se conocen como foto autótrofos ya que usan la luz como fuente de energía para la síntesis de carbohidratos, lípidos, proteínas y otras sustancias orgánicas.

La luz interviene en la actividad de los animales (en este caso los peces) en el decremento de esta, cuando está ausente la luz, esto es explicado ya que ellos se rigen por la luz para el control de su ciclo circadiano, más aun que estos peces no son de grandes profundidades.

DISCUSIÓN

  • La relación que existe del proceso de la fotosíntesis de la Elodea con respecto a la respiración del pez , es que gracias al proceso de fotosíntesis realizado por la planta, el oxigeno se renueva continuamente y de esta forma el pez puede tomar el oxígeno necesario para vivir.

  • - En el frasco 1 el oxigeno se está renovando porque tiene contacto con el exterior, mientras que el frasco 2 sellado herméticamente no lo tiene, por ello su aire se fue agotando a medida que pasó el tiempo, acelerando el proceso, que este esta expuesto a luz directa y por tanto el pez presentaba más actividad y más demanda de oxígeno. En el frasco 3 en (el que sobrevivió el pez), no implica que luego de más tiempo, el pez no muera, pues por muy poca actividad que tenga (por estar en la oscuridad) , su aire no se renovará e igualmente morirá.

  • La dependencia que existe es el de la respiración por la fotosíntesis, (el pez necesita a la Elodea), pues si no hay renovación del oxigeno (como ya hemos expuesto), este se agota y el pez muere inevitablemente. Más el proceso que realiza la planta no depende de la respiración del pez, porque ella misma al realizar dos procesos puede abastecer la demanda de CO2 con el mismo que ella produce.

    • En el frasco 4 donde la elodea recibe luz solar, puede realizar sus procesos de respiración y fotosíntesis, mientras que en el frasco 5 la luz, que es básica para la fotosíntesis era inexistente, la planta no podía nutrirse.

    • Más se puede decir que los dos procesos dependen recíprocamente, pues si la planta no realizase la respiración no obtendría el CO2 necesario para su alimentación y por consiguiente moriría.

    • La luz influye en los procesos, como ya hemos visto es de vital importancia para que la planta pueda realizar su proceso fotosintético (frascos 4, 5, 6 y 7). En los peces la luz controla su ciclo circadiano, por tal motivo los peces sometidos a la oscuridad (5 y 7) sobrevivieron porque su ritmo disminuyó considerablemente y la demanda de oxígeno fue mínima y les permitió vivir con las moléculas de O2 presentes en el ambiente al ser sellado el frasco.

    • ANOTACIONES FINALES

        • Una variable que quizás no se controló fue la temperatura ambiental, hecho que afecta la transformación ácida del agua.

        • Otro aspecto que no se mencionó en la guía, pero que nosotros tuvimos en cuenta, era la privación alimenticia de los peces. La condición que utilizamos, era al ponerlos en las situaciones experimentales estaban recién alimentados, con la expectativa de que la inanición no fuera la causa del deceso, aunque esto afectara más rápidamente a algunos, porque el hecho de estarlo requeriría más oxígeno.

        • Cabe considerar que la ausencia de luz produce un decremento en la actividad de los peces y la demanda de oxígeno es mínima.

        • El proceso de la respiración y de la fotosíntesis están estrechamente ligados, pues para que uno de los dos se dé necesita del otro, de esta manera se forma un ciclo.

        • También puede variar el hecho que los peces fueran de diferentes sexos, donde las hembras estuvieran en proceso de gestación y requirieran más oxígeno que los machos. O la diferente resistencia que tienen al estar en determinado medio.

      BIBLIOGRAFÍA

      FREÍD, George H. Biología. Ed. Mc. Graw Hill. 1991

      MATTA C, N. E.; GARCÍA C, M. R. Curso Libre Juvenil en Biología / Universidad Nacional de Colombia. 2000

      Pagina Web: http://ciencia.20m.com/biología/

      Guía de laboratorio # 3 “Relación entre la Fotosíntesis y la Respiración”. Laboratorio de Biología 102095M .Dpto. de Biología. Facultad de Ciencias. Universidad del Valle.

      Pagina Web: Pagina Web: http://www.arrakis.es/~lluengo/biologia.html

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      George H. Fried Schaum, (1991). Biología. Ed. Mc Graw Hill, Pag 81

      Matta. N; Garcia, M. (2000).Curso Libre de Biología. Universidad Nacional de Colombia