Influencia de la Intensidad lumínica y la concentración de CO2 TRABAJO PRÁCTICO FOTOSÍNTESIS Influencia de la Intensidad lumínica y la concentración de CO2 sobre el proceso fotosintético

Contenidos Proceso fotosintético. Fotosíntesis en plantas acuáticas. Anatomía vegetal. Aerénquimas. Objetivos a) Reconocer el proceso de fotosíntesis, los reactivos y productos. b) Identificar anatómicamente los lugares de síntesis y transporte de reactivos y productos. c) Analizar el proceso con fundamento teórico. d) Establecer la relación entre el proceso de fotosíntesis y los efectos de los factores ambientales básicos como son la intensidad lumínica y la concentración de CO2. e) Deducir la importancia del procesos para el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos.

El proceso global de la fotosíntesis es posible expresarlo mediante una ecuación extremadamente sencilla como se plantea a continuación:

Objetivo específico El objetivo específico del presente trabajo es: a) armar un sistema experimental que permita visualizar el proceso de fotosíntesis b) observar el efecto de la intensidad de luz sobre la fotosíntesis c) observar el efecto de la concentración de CO2 sobre la fotosíntesis. Materiales y métodos Se trabajará con la planta acuática Myriophylium sp. frecuente en los humedales de climas templados, entre ellos los estanques, tanques australianos y lagunas de la provincia de Bs. As.

Myriophyllum aquaticum Ceratophylum demersum

Myriophyllum aquaticum

Reacciones que ocurren: Se aporta el CO2 a partir de una solución acuosa de bicarbonato de sodio (CO3HNa). Reacciones que ocurren: La acidificación favorece la reacción a la derecha A su vez el ácido carbónico se disocia en:

Figura 1. Esquema de una célula de un alga eucariote marina mostrando la ubicación probable y la función de la AC (Anhidrasa carbónica). En el agua de mar, el pH es aproximadamente 8.1 y la concentración de carbono inorgánico total es 2.2 mM. Debido al pH alcalino del agua de mar aproximadamente el 95% del carbono inorgánico se encuentra como HCO3- que no puede difundir libremente hacia el interior de la célula. La presencia de AC en el exterior de la célula permite que el HCO3- se transforme rápidamente en CO2 que puede entrar en la célula por difusión. En el interior el CO2 se almacena como HCO3-. La AC interna facilita el transporte del HCO3- almacenado hacia el interior del cloroplasto. Como resultado, se mantienen una alta concentración de CO2 alrededor de la Rubisco, saturándose sus tasas de carboxilación y reduciéndose su actividad oxigenasa. Pirenoide: zona del cloroplasto de las algas en donde se forma el almidón

F A C T O R L I M I T A N T E

La idea fue expresada claramente por Justus Liebig en 1840 La Ley del Mínimo de Liebig (1803-1873) “un organismo no es más fuerte que el eslabón más débil en su cadena ecológica de requerimientos” La idea fue expresada claramente por Justus Liebig en 1840 Liebig fue uno de los pioneros en el estudio del efecto de diversos factores sobre el crecimiento de las plantas Descubrió, como saben los agricultores en la actualidad, que el rendimiento de las plantas suele ser limitado no sólo por los nutrientes necesarios en grandes cantidades, como el dióxido de carbono y el agua, que suelen abundar en el medio, sino por algunas materias primas como el zinc, por ejemplo, que se necesitan en cantidades diminutas pero escasean en el suelo. La afirmación de Liebig de que: "el crecimiento de una planta depende de los nutrientes disponibles sólo en cantidades mínimas" ha llegado a conocerse como "ley" del mínimo de Liebig.

La ley del mínimo de Liebig dice que el nutriente que se encuentra menos disponible es el que limita la producción, aún cuando los demás estén en cantidades suficientes

Factor limitante. Efecto de la concentración de CO2 en el aire sobre el INC en hojas de remolacha (C3) a diferentes niveles de irradiancia

Relación INC – Irradiancia en tres tipos vegetales – C4 – C3 y Umbrófila. Se observan los puntos de compensación lumínica

E X P E R I M E N T A C I Ó N

Efecto de la concentración de CO2 sobre la fotosíntesis Experimento A: Efecto de la concentración de CO2 sobre la fotosíntesis Corte la base de una rama sana de Myriophylium sp. y colóquela invertida en el tubo de recolección de una microbureta de Audus. Sumerja el colector en un tubo lleno de agua destilada. Succione cuidadosamente por el tubo de goma de la microbureta hasta llenarla completamente con la solución. Cierre ambos tubos de goma con sus respectivas pinzas. Así, el sistema experimental está armado.

Ubique la lámpara a 10 cm de la rama y espere hasta que aparezcan las primeras burbujas de O2, éstas se acumularán en la parte superior del tubo colector; abriendo suavemente la pinza inferior se logrará el desplazamiento de la burbuja. Una vez hecho esto, proceda a realizar las mediciones de la cantidad de O2 eliminado durante 10 minutos. Para ello, desplace el O2 acumulado hasta el capilar de la microbureta y mida milimétricamente la longitud de la burbuja. Elimine luego la burbuja, abriendo la pinza inferior y repita la operación con cada una de las siguientes soluciones de bicarbonato de sodio: a) Agua b) 200 ppm b) 500 ppm c) 2.000 ppm Para ello la solución deberá ser eliminada y reemplazarse después de cada medición.

Efecto de la intensidad de la luz sobre la fotosíntesis. Experimento B: Efecto de la intensidad de la luz sobre la fotosíntesis. Reemplace la solución de bicarbonato por una de 5.000 ppm y realice las mediciones ubicando la lámpara a las siguientes distancias de la rama: a) 10 cm b) 20 cm c) 40 cm d) 80 cm Tabule los resultados y grafique en un eje de coordenadas la intensidad fotosintética (mm de O2 liberado) en función de la inversa del cuadrado de la distancia de la fuente lumínica. Ia = Io / d2

Trabajo a realizar Realice un esquema del aparato utilizado. Tabule los resultados y grafique en un eje de coordenadas la intensidad fotosintética (mm de O2 liberado) en función de la concentración de CO2. Explique qué fotosíntesis mide y por qué. Ejemplifique la ley de los factores limitantes en base a los resultados obtenidos en el presente ensayo.

NOTA RESPIRACIÓN = ESCOTORESPIRACIÓN + FOTORRESPIRACIÓN INC = FOTOSÍNTESIS NETA = FOTOSÍNTESIS – RESPIRACIÓN RESPIRACIÓN = ESCOTORESPIRACIÓN + FOTORRESPIRACIÓN INC = FOTOSÍNTESIS – ( ESCOTO + FOTORRESPIRACIÓN)

Tabla de resultados mm3 1 2 3 4 5 6 Conc. CO2 ppm Agua 200 500 2.000 5.000 Int. Luz – Distancia cm 10 20 40 60