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Pregunta sobre la tasa de fotosíntesis del laboratorio de biología AP

Pregunta sobre la tasa de fotosíntesis del laboratorio de biología AP


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Estamos haciendo un laboratorio sobre los efectos de la intensidad / longitud de onda de la luz en la tasa de fotosíntesis en AP bio y se nos pidió que visitáramos este sitio web aquí: http://mhhe.com/biosci/genbio/biolink/j_explorations/ch09expl.htm

El enlace lo lleva a un subprograma de ondas de choque en el que puede cambiar la longitud de onda / intensidad y registrar la producción de ATP (%). Se suponía que debíamos probar tantas combinaciones diferentes de intensidad / longitud de onda y registrar la respectiva intensidad, longitud de onda y producción de ATP (%) en un gráfico. Ahora, el problema que tengo es que debemos graficar estos datos. ¿Cómo debo graficar esto? Un problema es que para algunos valores en los datos, la intensidad puede ser la misma con diferentes longitudes de onda o la longitud de onda puede ser la misma con diferentes intensidades. ¿Puedo hacer dos gráficos? ¿Un gráfico? ¿Cuál sería mejor y cómo debería hacerlo? Y aquí está el gráfico en caso de que quiera ver los datos:

https://drive.google.com/file/d/0B4A27kix-0naMk4wNmNQejd3cGc/edit?usp=sharing


Su tarea es determinar cómo la intensidad de la luz y la longitud de onda afectan la producción de ATP. Por lo tanto, sabemos con certeza que su variable dependiente (o variable de respuesta) debe ser la producción de ATP. Es habitual representar la variable de respuesta en el eje vertical (eje Y), así que intentemos hacer esto.

Ahora necesitamos ordenar las otras dos variables. Le sugiero que haga de una variable una variable de control, una variable que no cambie y mantenga constante, y la otra será una variable independiente (o variable explicativa). Luego los intercambias, produciendo al menos dos parcelas.

En una palabra:

  1. Elige un valor de longitud de onda y no lo cambia. Luego, cambia la intensidad de la luz y registra ATP con longitud de onda constante. Grafica ATP (eje vertical) frente a la intensidad de la luz (eje horizontal).

  2. Elige un valor de intensidad de luz y no lo cambia. Luego, cambia la longitud de onda y registra ATP con intensidad de luz constante. Grafica ATP (eje vertical) frente a la longitud de onda (eje horizontal).

Asegúrese de generar suficientes puntos de datos para poder ajustar una curva suave.


Otra opción sería hacer un gráfico 3-D, con 3 ejes: Y para ATP, X para longitud de onda y Z para intensidad de luz. Inicialmente, esto podría parecer un mejor enfoque, sin embargo, los gráficos 3D no son muy comunes en la ciencia y tal vez haya una razón para ello. Tu objetivo es hacer que tus datos intuitivo, fácil de leer y directo al grano. La ciencia puede ser bastante compleja incluso sin un esfuerzo adicional para complicarla con gráficos confusos.

Lo probaría también, y vería cuál de los dos enfoques le muestra el tendencia mas claro. Si tuviera que elegir una de inmediato, probablemente optaría por la opción anterior que incluía una variable de control.


Laboratorio de fotosíntesis en biología

Laboratorio de biología OBJETIVO: Analizar una hoja en busca de almidón APARATOS / MATERIALES: * Mechero Bunsen, trípode, gasa metálica (O baño de agua eléctrico a 90oC O placa calefactora) * Vaso de precipitados de 250 cm3 * Tubo de ebullición * Gránulos antigolpes * Pinzas * Tubo de ensayo soporte * teja blanca * hoja a analizar (las hojas de hibisco son excelentes) * etanol al 90% * solución de yodo / yoduro de potasio PROCEDIMIENTO: El video de arriba muestra los pasos en Prueba de una hoja para detectar la presencia de almidón. El procedimiento que se describe a continuación es ligeramente diferente. 1. Retire una hoja verde de una planta que haya estado expuesta a la luz solar durante algunas horas. 2.

Llene hasta la mitad un vaso de precipitados de 250 cm3 con agua. Calentar el agua hasta que hierva. Mantenga el agua a punto de ebullición. 3. Utilice las pinzas para colocar la hoja en el agua hirviendo. Hervir durante 2 minutos. 4. Apague el mechero Bunsen. (Si está utilizando una fuente de calor sin llama desnuda & # 8211 baño de agua eléctrico o placa caliente & # 8211, este paso es inútil.) 5. Coloque la hoja hervida en un tubo hirviendo que contenga 90% de etanol. 6. Colocar el tubo de ebullición en agua caliente y hervir durante 10 minutos o hasta que la hoja se decolore.

(Puede ser necesario reemplazar el etanol) 7. Quite suavemente la hoja y lávela con un chorrito de agua fría del grifo. . Esparce la hoja uniformemente sobre una baldosa blanca. 9. Agregue algunas gotas de solución de yodo / yoduro de potasio a la hoja y anote cualquier observación. OBSERVACIONES / RESULTADOS: * La hoja estaba flácida (blanda) después de hervida en agua * El etanol cambió de incoloro a verde * La hoja estaba quebradiza después de hervida en etanol * La hoja se volvió flácida una vez más después de enjuagarse con agua fría | OBSERVACIÓN | INTERPRETACION | PRUEBA POSITIVA | La solución de yodo / yoduro de potasio cambió de marrón a azul-negro | El almidón está presente | PRUEBA NEGATIVA | Sin cambio de color | El almidón no está presente |

PREGUNTAS DE DISCUSIÓN Y RESPUESTAS 1. Describe la fotosíntesis. Usa una ecuación de símbolo. La fotosíntesis es el proceso mediante el cual la clorofila recolecta energía luminosa y la utiliza para convertir materias primas inorgánicas, dióxido de carbono y agua, en los productos glucosa y oxígeno. La mayor parte de la fotosíntesis tiene lugar en las partes verdes de las plantas, en particular en las hojas. La fotosíntesis involucra 2 etapas: la etapa dependiente de la luz y la etapa independiente de la luz. En la etapa de dependencia de la luz, el agua es fotolizada por la luz solar en hidrógeno y oxígeno.

El hidrógeno entra en la segunda etapa, el oxígeno es un subproducto gaseoso. En la etapa independiente de luz & # 8211, las enzimas catalizan la reducción de dióxido de carbono por hidrógeno. Primero se forma el carbohidrato, la glucosa. Glucoe puede usarse inmediatamente, trasladarse en forma de fructosa o sacarosa o almacenarse como gránulos de almidón. La ecuación general para la fotosíntesis es: 2. ¿De qué sustancia orgánica detecta la presencia de la solución de yodo / yoduro de potasio? ¿Qué observaciones harás si la prueba es positiva? Almidón. La solución de yodo cambiará de marrón a azul y negro. 3.

Explica la importancia de hervir la hoja en agua. Hervir la hoja en agua: * Elimina la cutícula cerosa que impide la entrada de solución de yodo / yoduro de potasio. * Rompe las membranas celulares para hacer que los gránulos de almidón en el citoplasma y los cloroplastos sean accesibles a la solución de yodo / yoduro de potasio. Las membranas celulares son selectivamente permeables y no permiten fácilmente la penetración del yodo. * Desnaturaliza las enzimas, particularmente las que convierten el almidón en glucosa e. gramo. diastasa. La ebullición detiene todas las reacciones químicas, ya que las enzimas que catalizan las reacciones se desnaturalizan.

Las enzimas desnaturalizadas han alterado o destruido los sitios activos debido al calor, el pH y la concentración iónica. 4. Explica la textura de la hoja después de hervirla en agua. La hoja estaba flácida (blanda) ya que las membranas celulares se rompieron y se perdió la presión de turgencia. 5. Explique la importancia de hervir la hoja en etanol. La clorofila es una paloma verde y, por lo tanto, enmascara el cambio de color de la prueba de yodo para el almidón. Es necesario eliminar la clorofila de la hoja i. mi. la hoja debe ser & # 8216 decolorada & # 8217 para que se observen los cambios. Una hoja decolorada es de color amarillo pálido o verde.

El etanol es un disolvente orgánico y extrae la clorofila de la hoja. 6. Tenga en cuenta la textura de la hoja después de hervirla en etanol. La hoja era quebradiza debido a que el etanol se deshidrató (extrajo agua) de la hoja. 7. Explica la importancia de enjuagar la hoja con agua. La hoja se enjuagó con agua para rehidratarla. La solución de yodo es una solución acuosa de yodo / yoduro de potasio & # 8211 Se necesita agua de triyoduro de potasio dentro de la hoja para permitir la penetración por difusión. 8. Indique si hay almidón. 9. ¿Qué productos de la fotosíntesis pueden estar presentes pero no revelados por la prueba de yodo?

La glucosa, fructosa y sacarosa son todos productos de carbohidratos de la fotosíntesis no revelados por la prueba de yodo para el almidón. 10. ¿Sus resultados indican que el almidón es el primer producto de la fotosíntesis? Los resultados no indican si el almidón es el producto inicial, intermedio o final de la fotosíntesis. 11. ¿Cómo se puede extender este experimento para demostrar de manera concluyente que ha tenido lugar la fotosíntesis? No sabemos si el almidón se ha acumulado en la hoja como resultado de la fotosíntesis o si el almidón está presente permanentemente en la hoja. Para mejorar este experimento, es necesario des-almidonar la planta y analizar las hojas para detectar la presencia de almidón. * Una vez que se demuestra que se ha utilizado o eliminado todo el almidón, se permite que tenga lugar la fotosíntesis al exponer la planta a la luz solar. * Las hojas de la planta ahora se prueban para detectar la presencia de almidón. * Si hay almidón, entonces ha sido sintetizado por fotosíntesis. Entonces podemos concluir que la presencia de almidón indica que la fotosíntesis ha tenido lugar www. thebrilliantbiologystudent. com


Fondo

Puede parecer ridículo al principio, pero es absolutamente posible. Debido a que el oxígeno es uno de los subproductos de la fotosíntesis, podemos medir la tasa de fotosíntesis en las hojas observando la liberación de oxígeno. Normalmente, esto sería difícil. Pero cuando sumergimos discos de hojas cortados con un perforador en una solución de bicarbonato de sodio, podemos ver el efecto del gas oxígeno que se produce: los discos de hojas comienzan a flotar. Al medir cuántos discos de hojas flotan a intervalos consistentes, podemos estimar la tasa de fotosíntesis. Si bien no seremos capaces de medir la velocidad a la que se crean las moléculas de oxígeno, el tiempo que tardan las hojas en flotar es un indicador mucho más fácilmente observable de la velocidad molar de la reacción. Para obtener una excelente explicación en video de la configuración y ejecución del laboratorio, mire el video de Bozeman Science de Paul Andersen.

Hay muchas variables que afectan la fotosíntesis, incluida la cantidad y el tipo de luz que proporciona energía a la reacción, la cantidad de reactivos disponibles e incluso el tipo de fotosíntesis que utiliza la planta. En el siguiente conjunto de datos, se comparan las tasas de fotosíntesis (mediante discos de hojas flotantes) entre dos tipos diferentes de plantas. Usando lo que sabe sobre la fotosíntesis, complete las preguntas a continuación. Si desea saber un poco más sobre la fotosíntesis, continúe leyendo antes de dirigirse a la Actividad.

Hay tres tipos de fotosíntesis (que conocemos): C3, C4 y CAM. C3 es el más antiguo y más frecuente de los tres, utilizado por el 85% de las especies de plantas del planeta. C3 es susceptible a la fotorrespiración, lo que resulta en una recolección ineficaz de CO2 durante la fotosíntesis. La fotosíntesis de C4 y CAM son (literalmente) procesos más evolucionados. El C4, descubierto solo en 1970, utiliza el CO2 de manera más eficiente al realizar ciclos fotosintéticos en diferentes partes de la hoja para evitar que la rubisco se una al oxígeno en lugar del CO2. Las plantas CAM (metabolismo del ácido crasuláceo) solo abren sus estomas por la noche, lo que es especialmente beneficioso en climas cálidos y áridos, y también les permite evitar que la fotorrespiración inhiba la fotosíntesis.


Laboratorio y # 038 AP Muestra 2

Introducción:
La fotosíntesis tiene dos partes principales, que dependen de la luz y son independientes de la luz. En las reacciones dependientes de la luz, los pigmentos atrapan la energía de la luz y esta energía se utiliza para dividir las moléculas de agua (fotólisis). Las reacciones independientes de la luz o la fase oscura de la fotosíntesis implican la fijación de dióxido de carbono. Produce cadenas de glucosa y fructosa y también libera oxígeno, que pasa a través de los estomas de la planta.

Los organismos que realizan la fotosíntesis creando sus propias moléculas orgánicas se denominan autótrofos. Algunos organismos autótrofos incluyen plantas, algas y bacterias azul verdosas. Las plantas tienen muchas variedades de pigmentos, todos los cuales absorben diferentes colores de luz. La clorofila a es el pigmento principal de las plantas y constituye aproximadamente las tres cuartas partes de todos los pigmentos de las plantas. Absorbe la luz roja y azul y no se encuentra en las bacterias fotosintéticas.

La clorofila b es otro pigmento vegetal. Absorbe la luz azul-verde y naranja-roja. Los carotenoides son un tipo de pigmento accesorio que absorbe la luz azul y azul verdosa. Estos pigmentos son solubles en grasa y generalmente están enmascarados por la clorofila a. La antocianina es otro pigmento accesorio que absorbe los colores rojos brillantes. También hay clorofila cyd que a veces reemplazan a la clorofila b.

La cromatografía es un proceso que se utiliza para separar mezclas que pueden separar los pigmentos vegetales. Este laboratorio utiliza cromatografía en papel en la que se utiliza un trozo de papel para absorber el disolvente hasta los pigmentos y separarlos de acuerdo con las solubilidades. La tasa de migración en un cromatograma es el valor Rf.

Las plantas contienen varios pigmentos diferentes y la tasa de fotosíntesis en las células vegetales está directamente relacionada con la luz y la temperatura.

Ejercicio 4A: Cromatografía de pigmentos vegetales

Este ejercicio requirió 1 probeta de 50 ml, una pequeña cantidad de solvente, un tapón, papel de filtro, tijeras, un lápiz, hojas de espinaca y una moneda de veinticinco centavos.

Ejercicio 4B: Fotosíntesis / Reacción a la luz

Los materiales necesarios para esta parte del laboratorio fueron un espectrofotómetro, una luz, un matraz de agua, una gradilla para tubos de ensayo, hielo, 5 cubetas etiquetadas, papel para lentes, papel de aluminio y parafilm. Las sustancias colocadas en las cubetas fueron 5 mL de tampón fosfato, aproximadamente 16 mL de agua destilada, 9 gotas de cloroplastos sin hervir y 3 gotas de cloroplastos hervidos.

Ejercicio 4A: Cromatografía de pigmentos vegetales

Se llenó un cilindro graduado de 50 ml con aproximadamente 1 cm de disolvente y luego se tapó herméticamente. A continuación, se cortó el papel de filtro hasta un punto en un extremo y se trazó una línea 1,5 cm por encima del punto. Usando el borde acanalado de un cuarto, se extrajeron células de espinaca en la línea de lápiz. Este procedimiento se repitió de 8 a 10 veces usando una nueva porción de hoja cada vez. A continuación, se colocó el papel de filtro en el cilindro con la punta apenas tocando el disolvente y ninguno de los bordes tocando los lados. Cuando el disolvente alcanzó 1 cm por debajo de la parte superior del papel, se retiró del cilindro. La ubicación del disolvente se marcó inmediatamente y luego también se marcó la parte inferior de cada banda de pigmento.

Ejercicio 4B: Fotosíntesis / Reacción a la luz

El espectrofotómetro se ajustó a 605 nm y se dejó calentar. Las suspensiones de cloroplasto se prepararon el día anterior, parte de las cuales se hirvieron y se almacenaron en hielo hasta que estuvieron listas para su uso. Se preparó un área de incubación con un reflector, un matraz de agua y una rejilla para tubos de ensayo, utilizando el matraz como disipador de calor entre la lámpara y la rejilla. Se numeraron cinco cubetas respectivamente y luego se limpiaron con un paño para lentes. Las paredes y el fondo de la cubeta 2 se cubrieron con papel de aluminio y se hizo una tapa de papel de aluminio para la parte superior.

A cada cubeta se le añadió 1 ml de tampón fosfato. Luego, a la cubeta 1 se le agregaron 4 mL de agua destilada, pero a las cubetas 2, 3 y 4 se agregaron 3 mL de agua destilada. A continuación, se añadió 1 mL de DPIP a las cubetas 2, 3 y 4. A la cubeta 5, se agregaron 3 mL más 3 gotas de agua destilada y 1 mL de DPIP. A la cubeta 1 se le añadieron 3 gotas de cloroplastos sin hervir.

El espectrofotómetro se volvió a poner a cero y el contenido de la cubeta 1 se mezcló invirtiéndolo y se colocó en el portamuestras. La cubeta 1 se utilizó periódicamente durante este experimento para recalibrar el espectrofotómetro. Se añadieron tres gotas de cloroplastos sin hervir a la cubeta 2. Después de retirar el manguito de aluminio, se colocó en el portamuestras y se registró la transmitancia. También se tomaron lecturas adicionales a los 5, 10 y 15 minutos. A continuación, se transfirieron tres gotas de cloroplastos sin hervir a la cubeta 3. Se registró el porcentaje de transmitancia a los 0, 5, 10 y 15 minutos. Se agregaron tres gotas de cloroplastos hervidos a la cubeta 4 y se registraron las transmitancias en los mismos tiempos. Finalmente, la cubeta 5 se mezcló y se colocó en el portamuestras. Se registraron las lecturas de transmitancia.


Informe del laboratorio de biología sobre los efectos de la fotosíntesis

La energía (TAP), inicialmente en forma de glucosa (macroeconomía), se forma luego por reacción de condensación en almidón (polisacárido). Estas unidades de alfa-glucosa están unidas por enlaces glucósidos. El almidón se forma después del ciclo de Calvin en las tormentas. El dióxido de carbono está presente en el aire y el agua se obtiene de las precipitaciones o del rocío de la mañana. El agua se descompone en la fotosíntesis I (fuente de luz invisible de Mann) por fotólisis. Este proceso libera electrones y ayuda a cerrar el ciclo de la etapa dependiente de la luz.

Pero antes de que este proceso pueda iniciarse, se debe lograr una energía radiante. La mayor parte de la energía se obtiene en la primera parte de la etapa dependiente de la luz (que crea el gradiente) de la fotosíntesis II, que se obtiene en la luz visible de Mann. Hay 5 requisitos principales para que se lleve a cabo la fotosíntesis: 1) Una temperatura en el ambiente entre 5 & # 8211 35 grados Celsius, 2) Clorofila disponible en los cloroplastos, 3) Agua, 4) Dióxido de carbono y 5) Luz de intensidad favorable. Si alguno de estos factores está ausente, la fotosíntesis no puede ocurrir.

Materiales necesarios Lista de materiales Plantas de geranio, begonia o impatiens (hojas enteramente verdes), coleo con aleros abigarrados (de color verde y blanco), placas calefactoras y baño de agua caliente, solución de yodo Logo & # 8217s en frascos cuentagotas, vasos de precipitados de 250 ml, Vasos de precipitados de 100 ml, pinzas, fórceps, placas de Petri, lápiz para marcar vidrio, alcohol al 70% PARTE I & # 8211 Efectos de la luz y la oscuridad en la formación del almidón Las hojas utilizadas para la Parte I son completamente verdes. Algunas de estas hojas se han cubierto total y parcialmente con papel negro dos días antes del laboratorio.

Luego, la planta se expuso a buena luz durante el día. 1. Con un lápiz para marcar vidrio, etiquete un vaso de precipitados de 250 ml con luz y otro vaso de 250 ml como oscuro. Llene los dos vasos con agua hasta la mitad. Coloque una hoja descubierta a la luz, y una hoja completamente cubierta y una semicubierta en la oscuridad, en los vasos de precipitados debidamente marcados. Coloca los vasos en el plato caliente, lleva el agua a ebullición y hierve las hojas 5 minutos. 2. Mientras las hojas están hirviendo, use otro plato caliente para preparar un baño de agua caliente. Etiquete un vaso de precipitados de 100 ml claro y otro oscuro.

Llene hasta la mitad cada uno con 70% de alcohol. Con unas pinzas o pinzas, retire las hojas hervidas del agua y transfiéralas al vaso de precipitados más pequeño debidamente marcado. Coloque ambos vasos de precipitados de 100 ml en el agua hirviendo tat. Lleve el alcohol a ebullición y hierva suavemente hasta que toda la clorofila de las hojas se haya disuelto en el alcohol. 3. Mientras las hojas están hirviendo, etiquete una placa de Petri encendiendo otra en la oscuridad. Cuando las hojas hayan perdido su clorofila, use las pinzas para transferir cada una a la placa de Petri correctamente marcada. 4. Extienda suavemente las hojas en las placas de Petri.

Agregue gotas de solución de yodo Logo & # 8217s a cada hoja hasta que el yodo entre en contacto con toda la hoja. 5. Lave bien todo el material de vidrio. Seque la superficie de la mesa con una toalla de papel PARTE II & # 8211 Efecto de la clorofila sobre la formación de almidón Las plantas utilizadas en la Parte II han sido expuestas a luz brillante. Analizará sus hojas en busca de almidón, como hizo en la Parte 1. Una hoja será toda verde y la otra será en parte verde y en parte blanca (abigarrada). 1. Repita los Pasos 1 al 4 de la Parte I usando una hoja completamente verde y una hoja verde y blanca.

Etiquete los vasos de precipitados y las placas de Petri con G para la hoja verde y G W para la hoja verde y blanca. A. Antes de hervir la hoja verde y blanca, haz un dibujo mostrando la distribución de la clorofila. Etiquete el dibujo & # 8220 Hoja variada & # 8221 b. Observe los cambios de color que ocurren cuando se coloca la solución Logo & # 8217s en las hojas. Tater probar el almidón de agravio, dibujar las dos hojas e indicar la distribución del almidón. Coloque el título correcto debajo de cada hoja. Recopilación y análisis de datos Esquema 1 Análisis del esquema 2 En el esquema 1, la hoja expuesta a la luz parecía haber producido más almidón que la hoja cubierta.

De hecho, la hoja cubierta no mostró ningún color púrpura oscuro en absoluto. El boceto 2 muestra la hoja abigarrada, antes de pasar por los procedimientos de laboratorio, el verde y el blanco se distinguen claramente. Después de haber tratado la hoja verde y la abigarrada (dibujo 2), ciertas áreas de la hoja abigarrada indicaron la presencia de almidón. La coloración tuvo lugar solo en las partes verdes, las blancas no parecían afectadas. Pregunta & # 038 respuesta 1. En la Parte 1, ¿por qué examinó las hojas que habían estado expuestas a la luz y las que habían estado en la oscuridad? Esas hojas en la oscuridad no fueron expuestas a ninguna luz, por lo tanto tampoco tuvieron lugar la fotosíntesis. Esto creará un contraste con la hoja expuesta a la luz y ayudará a visualizar el papel de la clorofila. 2. En la Parte II, ¿por qué probó hojas que eran todas verdes y hojas que eran en parte verdes y en parte blancas? & # 8211 Dado que la clorofila comprende una hoja, queríamos ver si también estaba presente en las zonas blancas de una hoja. Esto respaldaría la suposición de que la clorofila es verde. 3.

De los resultados de la Parte 1, ¿qué puede concluir acerca de la relación entre la exposición a la luz y la presencia de almidón en las hojas? & # 8211 Las hojas expuestas a la luz tuvieron lugar la fotosíntesis, produciendo moléculas de glucosa que se transformarían en almidón. Al poner esto en relación con las hojas cubiertas / oscurecidas que no se volvieron de color púrpura oscuro después de haber dejado caer el yodo, se llega a la conclusión de que el almidón solo se forma cuando la hoja se expone a la luz. . De los resultados de la Parte II, ¿qué puede concluir acerca de la relación entre la presencia de clorofila y la presencia de almidón en las hojas? La solución de yodo se vertió sobre ambas hojas. La hoja verde tenía puntos de color púrpura oscuro por todas partes, lo que indica el almacenamiento de almidón. La hoja abigarrada solo tenía una coloración púrpura oscura en las líneas verdes, las rayas blancas no indicaban ningún almacenamiento de almidón. 5 Dos supuestos básicos para los dos experimentos realizados en esta actividad son 1 que la presencia de almidón indica que ha ocurrido la fotosíntesis, y 2) que la ausencia de almidón indica que no ha ocurrido la fotosíntesis. ¿Son estas suposiciones científicamente válidas? Indique por qué o no. Parecen ser científicamente válidos, porque se han realizado experimentos sobre el tema con la información resultante para apoyar o refutar la hipótesis. En este caso, hemos reunido evidencia que se basa en un razonamiento claro. Conclusión La evidencia obtenida a través de este experimento apoya la hipótesis. El yodo ayudó a localizar el almidón e identificar los factores que contribuyen al almacenamiento de energía de la fotosíntesis. Ahora podemos afirmar que la fotosíntesis solo ocurre durante la exposición a la luz y el almidón solo se produce en áreas donde está presente la clorofila.

Sin embargo, deben mencionarse algunos factores limitantes del laboratorio. La parte I tuvo que repetirse para obtener algunos resultados útiles. Obviamente, las plantas no habían estado expuestas a suficiente luz solar durante los últimos dos días, la mayoría de los colores de las hojas eran bastante menores. Esto de alguna manera también ayudó a obtener información sobre el proceso de fotosíntesis. Cuando solo hay poca luz, lo que hace que la planta produzca poco almidón demuestra que existe una relación directa entre la tasa de fotosíntesis y la luz.


Las características, ecuaciones y etapas de la fotosíntesis

El sol, el centro de nuestro sistema planetario y una estrella en la Vía Láctea (nuestra galaxia), es la fuente de energía procesada y consumida por los organismos vivos. Las reacciones nucleares intensas en el sol liberan luz y otras radiaciones de energía en el espacio circundante. Parte de esta energía llega a nuestro planeta.

Más preguntas y respuestas del tamaño de un bocado a continuación

2. ¿Cómo se transforma la luz del sol en energía química utilizada por los organismos vivos en la tierra?

La luz del sol se transforma en energía química contenida en material orgánico mediante el proceso de fotosíntesis. En la fotosíntesis, la luz, el agua y el dióxido de carbono reaccionan y se producen moléculas de glucosa y oxígeno molecular altamente energéticos. & # Xa0

3. ¿Cuál es la ecuación química de la fotosíntesis?

La ecuación química de la fotosíntesis es la siguiente:

Cloroplastos y clorofila

4. ¿Qué organismos vivos son responsables de la fotosíntesis? & # Xa0 & # xa0¿Qué orgánulo celular es responsable de la absorción de luz en el proceso de fotosíntesis en plantas y algas?

Hay muchos organismos (incluidos todos los animales) que no utilizan la fotosíntesis. También hay organismos autótrofos que no realizan la fotosíntesis, pero sí la quimiosíntesis. Las plantas, las algas y las cianobacterias son organismos fotosintéticos.

En plantas y algas, la luz es absorbida por la clorofila, una molécula presente en orgánulos citoplasmáticos llamados cloroplastos.

5. ¿Hay cloroplastos en las cianobacterias?

En las cianobacterias, no hay cloroplastos y las capas de clorofila están dispersas en el citosol.

6. ¿Qué elemento químico está en el centro de la molécula de clorofila?

El elemento químico en el centro de la molécula de clorofila es el magnesio. Un átomo de magnesio está presente en el centro de una combinación de ocho anillos de carbono que contienen nitrógeno. & # Xa0

7. ¿Cómo se multiplican los cloroplastos?

Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos tienen su propio ADN, ARN y ribosomas y se auto-replican mediante división binaria.

8. ¿Qué evidencia hay para apoyar la hipótesis de que los cloroplastos y las mitocondrias eran procariotas primitivos que desarrollaron una relación de mutualismo con células eucariotas anaeróbicas primitivas? & # Xa0

Esta hipótesis se conoce como hipótesis endosimbiótica y analiza el origen evolutivo de las mitocondrias y los cloroplastos.

El mutualismo se explica de la siguiente manera en este contexto: las mitocondrias y los cloroplastos pueden ofrecer energía y nutrientes a la célula a cambio de protección. Esta hipótesis se basa en el hecho de que esos orgánulos tienen su propia maquinaria de síntesis de ADN, ARN y proteínas y se dividen a través de la división binaria como las bacterias.

9. ¿Cuáles son las principales estructuras de los cloroplastos?

Los cloroplastos están formados por dos capas de membrana, la externa y la interna. Dentro del orgánulo, la unidad básica se llama granum, y es una estructura en forma de moneda que, cuando se combina con otros grana, forma estructuras llamadas tilacoides. Los tilacoides llenan el cloroplasto y una membrana intergrana impregna el interior del orgánulo.

10. ¿En qué estructura de cloroplasto se encuentran las moléculas de clorofila?

Las moléculas de clorofila se distribuyen de manera organizada para mejorar la exposición de las superficies de los tilacoides a la luz.

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Las etapas de la fotosíntesis

11. ¿Qué significan ATP y ADP? ¿Cuáles son las funciones de estas moléculas en el metabolismo energético de una célula?

ATP es la abreviatura de trifosfato de adenosina, una molécula formada por una molécula de adenosina unida a tres iones fosfato inorgánicos. ADP es una abreviatura de difosfato de adenosina, que son dos moléculas de fosfato unidas a una molécula de adenosina. El ATP almacena energía para la célula. Cuando el ATP se hidroliza y se convierte en ADP, la energía se libera y luego se consume mediante varias reacciones metabólicas.

12. ¿Qué es la fosforilación de ADP? ¿Qué son la fotofosforilación y la fosforilación oxidativa?

La fosforilación de ADP es la adición de una molécula de fosfato inorgánico a la molécula de difosfato de adenosina, creando así ATP (trifosfato de adenosina) e incorporando energía. La fosforilación es oxidativa cuando la energía incorporada proviene de la descomposición de moléculas orgánicas con oxígeno como reactivo, como en la respiración celular aeróbica. La reacción se llama fotofosforilación cuando la fuente de energía es la luz, como en la fotosíntesis.

La energía incorporada al ATP es desechable (liberada) a otras reacciones celulares cuando el ATP se hidroliza y el ADP se forma nuevamente. & # Xa0

13. ¿Cuáles son las etapas de la fotosíntesis?

La fotosíntesis se divide en la etapa fotoquímica o reacciones de luz y la etapa química.

La etapa fotoquímica de la fotosíntesis

14. ¿Cuáles son los procesos que ocurren durante la etapa fotoquímica de la fotosíntesis?

La fotólisis del agua, la liberación de oxígeno molecular y la fotofosforilación de ADP, y el resultado de ATP y NADPH son los procesos que ocurren durante la etapa fotoquímica de la fotosíntesis.

15. ¿Cómo se transfiere la energía luminosa absorbida por la clorofila a las moléculas de ATP durante la fotofosforilación? ¿Cómo se usa el ATP resultante?

La luz excita la clorofila y energiza los electrones que saltan de la molécula. La energía liberada cuando estos electrones escapan se utiliza en la fosforilación de ADP, formando ATP. La enzima que cataliza la reacción es la ATP sintasa.

El ATP resultante se consume durante la siguiente etapa química de la fotosíntesis para transferir energía al dióxido de carbono para la formación de glucosa. & # Xa0

16. ¿Es correcto considerar la descomposición del agua por la acción de la luz como la base de la fotosíntesis?

Además de la fotofosforilación de ADP, la energía de la luz también es responsable de la descomposición de las moléculas de agua durante la fotosíntesis a través de un proceso conocido como fotólisis del agua. Durante esta reacción, las moléculas de agua se exponen a la energía de la luz y liberan protones (iones de hidrógeno), electrones altamente energéticos y oxígeno molecular (O₂). Más tarde, los átomos de hidrógeno se unen a moléculas de dióxido de carbono para formar glucosa. Dado que el agua es el donante de hidrógeno para la fotosíntesis, es correcto decir que la fotólisis del agua es la base del proceso.

17. ¿Qué sustancias químicas se producen mediante la fotólisis del agua? ¿Cuál es el propósito de cada una de esas sustancias?

Durante la fotólisis del agua se liberan electrones libres, iones de hidrógeno y oxígeno molecular.

Los electrones reemplazan los electrones perdidos por las moléculas de clorofila durante la fotofosforilación. Los iones de hidrógeno se incorporan a moléculas aceptoras de hidrógeno (NADP) y posteriormente se utilizarán en la síntesis de glucosa durante la etapa química. El oxígeno molecular se libera a la atmósfera.

18. En las bacterias fotosintéticas de azufre, ¿qué molécula dona hidrógeno para la fotosíntesis?

En las bacterias fotosintéticas de azufre, la sustancia que dona hidrógeno es el sulfuro de hidrógeno (H₂S) y no el agua. Por lo tanto, no hay liberación de oxígeno molecular y en su lugar se produce azufre molecular (S₂). (El oxígeno y el azufre tienen el mismo número de electrones de valencia).

19. ¿Por qué la gente dice que durante la fotosíntesis el dióxido de carbono se enriquece con átomos de hidrógeno del agua para formar glucosa?

Durante la fotosíntesis, el dióxido de carbono se enriquece energéticamente con el hidrógeno obtenido del agua. El agua degradada por fotólisis es el donante de hidrógeno de la reacción. La glucosa está formada por átomos de carbono y oxígeno obtenidos a partir del dióxido de carbono, así como por átomos de hidrógeno obtenidos del agua. & # Xa0

20. ¿Cuál es la ecuación química completa de la fotosíntesis?

La ecuación química completa de la fotosíntesis es la siguiente:

6 CO₂ + 12 H₂O + luz - & gt C₆H₁₂O₆ + 6 H₂O + 6 O₂

21. ¿Cuál es un ejemplo de un experimento de laboratorio que muestra la variación en la eficiencia de la fotosíntesis en función de las diferentes frecuencias de energía luminosa a las que está expuesta la reacción? Do you think that the green light frequency will be favorable to the reaction?

The experiment: Plants of same species and ages are each placed under (respecting their photoperiods) light sources emitting only one of the colors of the light spectrum (violet, indigo, blue, green, yellow and red). The experiment is carried out with each of the colors and, after days, each plant's development is compared. The plants whose development was normal performed satisfactory photosynthesis while those with abnormal development underused the light.

Chlorophyll is green because it reflects the green light frequency, meaning that it does not “use” the green range of the electromagnetic spectrum. Therefore, green light does not favor photosynthesis (strangely, green is the range of the light spectrum that plants “dislike”).

22. What are the divisions of white light according to the electromagnetic spectrum? Which are the two most efficient colors for photosynthesis?

The color divisions of the electromagnetic spectrum in decreasing order of frequency are: red, orange, yellow, green, blue, indigo and violet. When mixed together, these colors generate white.

It has been confirmed via experiments that the most useful colors for photosynthesis are blue and red.

23. What are NADP and NADPH?

NADP is the abbreviation for nicotinamide adenine dinucleotide phosphate cation, a hydrogen acceptor. NADPH is produced when NADP binds to one hydrogen atom. It is the form that transports hydrogen. 

24. Photosynthesis is the most important producer of molecular oxygen (O₂) on our planet. Which molecule do oxygen atoms released by photosynthesis come from? Which other molecule could you suspect they come from? Where do these oxygen atoms end up?

The oxygen atoms released as molecular oxygen through photosynthesis come from water.

It is easy to imagine that those oxygen atoms come from carbon dioxide. However, oxygen atoms from carbon dioxide are incorporated into glucose molecules and the water molecules released in the chemical stage of photosynthesis.

The Chemical Stage of Photosynthesis

25. Where do the photochemical and the chemical stages of photosynthesis occur?

The photochemical stage of photosynthesis occurs mainly in the thylakoids (the green part) and the chemical stage occurs in the stroma (the colorless framework) of the chloroplasts. 

26. Which byproducts of the photochemical stage are essential for the chemical stage of photosynthesis?

The chemical stage of photosynthesis depends on NADPH and ATP produced through “light reactions” (the photochemical stage). 

27. What are the roles of NADPH and ATP during the chemical stage of photosynthesis?

NADPH acts as a reductant of carbon dioxide, delivering highly energetic hydrogen atoms to precursor molecules during the glucose formation process. ATP is an energy source for the reactions of the chemical stage.

28. Why is the nickname “dark reactions” not entirely correct for the chemical stage of photosynthesis?

“Dark reactions” is not a correct name for the chemical stage of photosynthesis since the reactions of the chemical stage also occur in the presence of light.

29. What is the general chemical equation for photosynthesis? Why doesn't this equation clearly show the real origin of the molecular oxygen released?

The general equation for photosynthesis is:

6 CO₂ + 6 H₂O + light --> C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Water molecules are also produced during the chemical stage of photosynthesis as the following complete equation reveals:

6 CO₂ + 12 H₂O + light --> C₆H₁₂O₆ + 6 H₂O + 6 O₂

Water molecules are present on the reagent side as well on the product side of the equation. However, the pure mathematical simplification of stoichiometric coefficients leads to elimination of water from the product side, making it appear that 6 molecules of oxygen (O₂), that is, 12 atoms of oxygen, are made from the 6 molecules of water, that is, 6 oxygen atoms, in the reagent side. As a result, the false impression that 6 other oxygens atoms come from the carbon dioxide is created.

Limiting Factors of Photosynthesis

30. What are the three main limiting factors of photosynthesis?

The three main limiting factors of photosynthesis are light intensity, carbon dioxide concentration and temperature.

31. The rate at which photosynthesis takes place varies depending on the intensity of light energy. ਍oes the same occur in aerobic respiration? What is the effect of these variations on glucose balance?

In a photosynthetic organism, the rate of aerobic respiration can be superior, inferior or equal to the rate of photosynthesis. The rate of respiration depends on the energy needs of the plant while the rate of photosynthesis varies depending on the availability of light energy, if all other conditions are maintained the same.

In a situation in which the respiration rate is greater than the photosynthesis rate, glucose consumption is higher than glucose production. In a situation in which the respiration rate is lower than the photosynthesis rate, glucose is accumulated (positive balance). In a situation in which the rates are equal, all molecular oxygen produced by photosynthesis is used in respiration and all carbon dioxide released through respiration is consumed by photosynthesis. As a result, there is no positive balance of glucose or depletion of carbohydrate stores.

32. What is the compensation point? What is the importance of the compensation point for plant growth?

The (light) compensation point is the light energy intensity under which the aerobic respiration rate equals the photosynthesis rate. In this situation, all glucose produced is consumed and there is no incorporation of material into the plant. As a result, the plant stops growing. 

33. Why is carbon dioxide concentration a limiting factor in photosynthesis? When carbon dioxide concentration is increased indefinitely, is photosynthesis also increased indefinitely?

The availability of carbon dioxide is a limiting factor for photosynthesis because this gas is a reagent of the reaction.

Since enzymes catalyze the formation of organic molecules with carbon atoms from carbon dioxide, photosynthesis stops as soon as these enzymes become saturated, that is, when all their activation centers are bound to their substrates. In this situation, an increase in carbon dioxide concentration will not increase the photosynthesis rate.

34. Why do some trees lose their green color in the autumn?

In autumn, the days become shorter and nights become longer as a result, there is a reduction in the photosynthesis rate. Because of this, some plants prepare themselves for the winter by making nutrient stores. In this process, nutrients from the leaves travel to storage sites: branches, the trunk and roots. With less chlorophyll produced in leaves, the typical green color of the plant fades.

Now that you have finished studying Photosynthesis, these are your options:


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242 Q&Asꃊn be found here covering the main phyla: poriferans, cnidarians, flatworms, roundworms, annelids, arthropods, molluscs, echinoderms, and chordates. 

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Discover how easy it is to study and understand everything about physiology by using these logical sequences of 506 Q&As.

Embriología

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Evolución

Discover known facts and hypotheses on the origin of life and the theory of evolution by reviewing these 50 Q&As.

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Enfermedades

Do you know the difference between atherosclerosis and arteriosclerosis? You will, plus so much more on common diseases, when you review these 131 Q&As.


Fotosíntesis

This multipart animation series explores the process of photosynthesis and the structures that carry it out.

Photosynthesis converts light energy from the sun into chemical energy stored in organic molecules, which are used to build the cells of many producers and ultimately fuel ecosystems. After providing an overview of photosynthesis, these animations zoom inside the cells of a leaf and into a chloroplast to see where and how the reactions of photosynthesis happen. The animations detail both the light reactions and the Calvin cycle, focusing on the flow of energy and the cycling of matter.

This animation series contains seven parts, which can be watched individually or in sequence. The first three parts are appropriate for middle school through college-level students. The remaining parts are appropriate for high school through college-level students Parts 5 and 6 are recommended for more advanced students. Depending on students’ background, it may be helpful to pause the animations at various points to discuss different steps or structures.

The accompanying “Student Worksheet” incorporates concepts and information from the animations. The animations are also available in a YouTube playlist or as a full-length YouTube video.

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One thought on &ldquo CDQ: Photosynthesis & Aquatic Plants &rdquo

I had to be honest, Biology is not my strength and looking at Izzy and Sophie’s presentation about Photosynthesis and aquatic plants makes it much easier to understand. I never thought of the difference in why some plants float near or at the top of the surface and now looking at the factors such as color of water, turbidity, leaf characteristics it makes sense. I like the fact that they prepared a presentation so audience can visualize the topic. However, I believe the blog should contain more written material or the presentation some type of audio explaining the theme. Good job!


Science Practice Challenge Questions

The figure below shows a series of states for typical G protein signal transduction.

Use this representation to describe the following stages in this signaling process:

  1. between A and B
  2. between B and C
  3. between C and D
  4. between D and E
  5. between E and A

Tyrosine kinase receptors are pairs of proteins that span the plasma membrane. On the extracellular side of the membrane, one or more sites are present that bind to signaling ligands such as insulin or growth factors. On the intracellular side, the ends of peptide chains on each protein phosphorylate the other member of the pair, providing active docking sites that initiate cellular responses. The signal is switched off by dissociation of the ligand. For each ligand-receptor system, the equilibrium constant, k, controls the distribution of receptor-bound and unbound ligands. In systems with large values of k, a site is likely to be occupied, even at low concentrations of ligand. When k is small, the likelihood of binding is low, even when the concentration of ligand is high. To initiate a new stimulus response cycle for the receptor, the ligand must dissociate. Larger values of k mean that the receptor is more likely to be occupied and thus unavailable to bind another ligand.

Some ligand-binding systems have multiple binding sites. For example, hemoglobin binds four oxygen molecules, whereas myoglobin has only a single binding site. When multiple binding sites are present, the presence of an already-bound ligand can cooperatively affect the binding of other ligands on the same protein. For hemoglobin, the binding is positively cooperative. The affinity of oxygen for heme increases as the number of bound oxygen molecules increases.

  1. Describe the features in the graph above for hemoglobin that demonstrate positive cooperativity.
  2. The insulin receptor (IR) is a tyrosine kinase receptor that has two sites to which insulin can attach. IR is negatively cooperative. In the diagram above, the dependence of the bound fraction on available insulin is similar to the curve for k = 1 with negative cooperativity. Describe the features of this curve in the graph above that demonstrate negative cooperativity.
  3. When viewed from above the cell-surface, the representation shows receptors with one and two bound insulin molecules. Explain the negative cooperation for this receptor based on the free energy of conformational changes in the receptor-peptide chains.
  4. Explain the advantages in terms of selection of two-site binding with negative cooperation relative to one-site binding.
  5. Three binding curves with negative cooperativity and different values of k are shown on the graph. Describe conditions in which there is an advantage in having a low value of k with negative cooperativity.

Organisms, including plants, have evolved chemical signaling pathways to direct physiological responses to environmental changes. Stomata are pores, typically on the underside of leaves that regulate CO2, O2, and H2O exchange between plants and the external environment. This interaction controls photosynthetic rate and transpiration rate. The opening and closing of stomata are controlled by specialized guard cells that surround the stomatal pore. The osmotic state within the guard cells determines their turgor when the guard cells are flaccid, stomata close. Turgor in the guard cells is regulated by the active transport of several ions, including K + and H + , across the plasma membrane. Several environmental factors can cause stomatal closing: water deficit, darkness, microbes, ozone, and sulfur dioxide and other pollutants. Intracellular carbon dioxide concentration and light can trigger stomata to open.

The system is regulated by a phytohormone (plant hormone) called abscisic acid (ABA) and the amino acid precursor of the synthesis of a second phytohormone called ethylene (ACC). The second messengers NO and Ca 2+ in the signal response to changes in the concentrations of these hormones activate transcription factors that affect ion transport across guard cell membranes. High CO2 levels and light also alter phytohormone concentrations.

UNA. Explain why plants must regulate the opening and closing of stomata. Explain how this response relates to the capture of free energy for cellular processes.

B. Construct an explanation in terms of the water potential, Y, for the efflux (outward flow) of H + during water stress (drought).

C. Consider a scenario involving environmental factors, such as water stress and daylight, which have opposing effects on the opening and closing of stomata stomata would be signaled to close under drought conditions and to open during photosynthesis. Pose dos scientific questions regarding the response of the system, one involving the phytohormones ABA and ACC, and the second involving the concentration of second messengers.

D. The data shown in the table below were obtained by treating rockcress (Arabidopsis) with doses of ABA, ACC, and ABA plus ACC. Using the terms y y o, describir the expected and unexpected responses of the system just after 10 minutes and around 45 minutes, as displayed by these data.

E. Researchers are investigating the interactions among multiple signaling pathways, a phenomenon referred to as “crosstalk.” The same second messengers, NO and Ca 2+ , are used in many different signaling pathways. Construct an explanation by analogy to other phenomena in which combining a small set of events (for example, 0 and 1 in a computer, the musical scale, or the R, G, and B components of a color) can lead to a vast assortment of outcomes.

Construct a graphical representation of information as a function of time during the transduction of a signal along a signaling pathway.

A. Use your graph to describir trends in the amount of information rather than the actual magnitude. In sketching your graph, consider how the shape of the curve would change during these events:

  1. extracellular first messenger
  2. receptor binding and conformational changes
  3. release of second messengers
  4. cellular responses
  5. halt signal and degrade intermediates

B. Annotate your representation for a specific signaling system, such as the effect of epinephrine on the free energy released from glucose.

Bacteria and fungi produce several extracellular chemicals, including antibiotics that affect other organisms in the environment. Antibiotics also are produced industrially in large bacteria-containing fermentation tanks. However, antibiotics that have been used by humans to control microbes are now found at subinhibitory concentrations in the environment. Low levels of antibiotics in the environment are mutagenic for bacteria and promote the development of antibiotic resistance.

Bacteria produce chemical signals that detect population density and regulate gene expression, a phenomenon called quorum sensing. Density is signaled by the extracellular concentration of small amino acid derivatives. To combat antibiotic resistance, an emerging strategy for the control of bacterial disease is quorum quenching.

UNA. Describe the advantage of antibiotics to the organisms that produce them.

B. Based on the name of the emerging strategy for controlling bacterial infections, describir a possible mechanism by which bacteria determine their population density. Justify the claim that quorum quenching may provide a more sustainable approach to disease control than the use of antibiotics.


Ver el vídeo: Fotosíntesis (Junio 2022).


Comentarios:

  1. Ayo

    Respuesta inigualable;)

  2. Groshakar

    Gracias :) Tema genial, escribe con más frecuencia, lo estás haciendo muy bien :)

  3. Akinogal

    ¡Genial, se podría decir que me voló el cerebro!

  4. Zulkizshura

    ¿Tienes una migraña hoy?



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