TRABAJO MONOGRAFICO

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A QUIENES DEDICAN SU TIEMPO Y SU
VIDA PARA MEJORAR LA EXISTENCIA EN
NUESTRO PLANETA Y NO PERDER EL
MEDIO AMBIENTE SANO

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INTRODUCCIÓN
Hasta los descubrimientos de Van Helmont , hace ya 400 años, se
aceptaba que los seres vivos necesitaban "ingerir" alimentos para
sobrevivir. En el caso de las plantas, se pensaba que tomaban su alimento
del suelo. Este científico plantó un pequeño sauce en una maceta y la regó
periódicamente. Luego de 5 años el sauce había incrementado su peso en
75kg., mientras que la tierra de la maceta había disminuido su peso en sólo
70gr. Así concluyó que toda la "sustancia" de la planta se había originado
del agua, no del suelo. Pasaron muchos años y muchos experimentos
científicos hasta que se llegó a descubrir cómo era el proceso
de fotosíntesis y aún hoy en día se continúan descubriendo detalles
químicos y metabólicos, es decir, aún hoy hay pasos químicos que realizan
los autótrofos que no conocemos.

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DEMOSTRACIÓN DEL DESPRENDIMIENTO DEL OX´PIGENO DE LA
FOTOSÍNTES
La naturaleza está conformada por elementos vivos y elementos
no vivos o inertes.
Los elementos vivos se denominan factores bióticos:
animales, vegetales,bacterias y hongos.
Los elementos no vivos o inertes se llaman factores abióticos:
aire, suelo, agua ytodas las condiciones del clima y de la luz.
La interacción que se produce entre los factores bióticos y abióticos forma
la biósfera(incluye la hidrósfera, la atmósfera y la geósfera) que es la
parte de la tierra donde se desarrolla la vida.
De todos los seres vivos, los fundamentales y que representan la fuente
de materia y energía son los vegetales clorofilados (tienen clorofila), ya
que ellos son los únicos capaces de fabricar su propio alimento.
Esto se realiza a través de un proceso llamado fotosíntesis que
utiliza el dióxido de Carbono atmosférico (elemento inerte o abiótico) como
una de sus principales materia primas.
Al tener esta capacidad, a los vegetales se les denomina
autótrofos; es decir, organismos capaces de fabricar su propio alimento.
La fotosíntesis es, entonces, un proceso en virtud del cual los
organismos con clorofila, como las plantas verdes, las algas y algunas

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bacterias, capturan energía del sol en forma de luz y la transforman
en energía química. Prácticamente toda la energía que consume la vida
de la biósfera terrestre —la zona del planeta en la cual hay vida— procede
de la fotosíntesis.
AUMENTO DE LAS EMANACIONES DE DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)
Las investigaciones científicas indican que, aparentemente, la
cantidad de dióxido de carbono (CO2) atmosférico había permanecido
estable durante siglos, en proporción de unas 280 ppm (partes por millón).
En los últimos años, la cantidad de dióxido de carbono en la
atmósfera ha presentado un aumento. Se ha pasado de unas 280 ppm en
la era preindustrial a unas 390 ppm en 2009 (aun cuando su concentración
global en la atmósfera es de apenas 0,039 por ciento), a causa del uso
indiscriminado de los combustibles fósiles (carbón, petróleo y sus
derivados).
Lo significativo de este cambio es que pudiera provocar un
aumento de la temperatura de la Tierra a través del proceso conocido
como efecto invernadero.
El CO2 atmosférico tiende a impedir el enfriamiento normal de la
Tierra, absorbiendo las radiaciones que usualmente ésta emite y que
escapan al espacio exterior. Como el calor que escapa es menor, la
temperatura global de la Tierra aumenta.

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Un calentamiento global de la atmósfera tendría graves efectos
sobre el medio ambiente. Aceleraría la fusión de los casquetes polares,
haría subir el nivel de los mares, cambiaría el clima, alteraría la vegetación
natural y afectaría las cosechas.
Estos cambios, a su vez, tendrían un enorme impacto sobre la
civilización humana. Desde 1850 hasta el presente (2009) se ha producido
un aumento en la temperatura global de cerca de 1º C.
Algunos científicos rechazan las teorías del calentamiento,
atribuyendo la subida de la temperatura a fluctuaciones normales del clima
global. Sin embargo, otros predicen que el aumento de la concentración en
la atmósfera de CO2 y otros "gases invernadero" hará que las temperaturas
continúen subiendo. Las estimaciones van de 2º a 6º C para mediados del
siglo XXI.
Forma de combatir el aumento de dióxido de carbono en el medio
ambiente
Aquí es donde entra en escena la fotosíntesis. Operacionalmente,
la fotosíntesis se inicia en la clorofila (sin ella, no hay fotosíntesis); luego
deben concurrir las consideradas materias primas: el agua (H2O) (llevada
a las hojas desde la raíz), y el anhídrido carbónico o dióxido de carbono
(CO2), aportado en abundancia en la atmósfera terrestre.
Por ejemplo, un árbol centenario puede llegar a tener 200.000 hojas
y aunque su contenido total de clorofila no llegue a los 200 gramos, en un

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día soleado es capaz de asimilar 9.400 litros de dióxido de carbono,
producir 12 Kg de hidratos de carbono y liberar la misma cantidad de
oxígeno que el dióxido de carbono asimilado.
Expuesta al sol, la hoja con clorofila capta de éste su luz en forma
de energía lumínica, la cual provoca la reacción de las moléculas de agua
(H2O) separándolas en hidrógeno (H+ o ion hidrógeno) y oxígeno (O) y
acumulando como moléculas ATP la energía liberada (en forma de
electrones).
El hidrógeno (ión hidrógeno o protones de hidrógeno ya que han
perdido su electrón) del agua es almacenado en la planta y
eloxígeno (producto de la separación de las moléculas de agua) es
expulsado al exterior como material de desecho de la fotosíntesis
(desecho muy bienvenido por los seres vivos que lo usan para respirar).
Luego, el ion hidrógeno se unirá al CO2 que la planta toma del aire
(atmósfera) y comienza a ocurrir una serie de reacciones químicas, en las
cuales se van formando compuestos hasta llegar a formar la glucosa que
es un compuesto orgánico; es decir, está formado por C, H, O. La glucosa
se forma gracias a la energía que aporta la molécula de ATP.
Junto con la glucosa la reacción entre el dióxido de carbono y los
iones hidrógeno libera moléculas de nueva agua que se forman con
hidrógenos sobrantes del agua aportada desde las raíces unidos a
oxígenos sobrantes del CO2.

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Ya presente la glucosa, ésta participa en
una serie de reacciones que llevan a la
formación del almidón. Este también es
un compuesto orgánico. El almidón baja
por unos conductos especiales hacia la
raíz, donde se almacena.
Es muy importante no confundir el
proceso de fotosíntesis de la planta con
la respiración de la misma. En este
último proceso, la planta realiza una acción inversa, ya que toma oxígeno
del aire y expulsa dióxido de carbono, todo esto en forma simultánea con
la fotosíntesis durante el día. En la noche, la planta sólo respira.
EXPULSIÓN DE OXÍGENO POR MEDIO DE LA FOTOSÍNTESIS
INGENIOSO TRUCO DE LA NATURALEZA
La fotosíntesis es un proceso cuya finalidad fue ya intuida por Van
Helmont a principios del siglo XVII. Sin embargo, la comprensión de su
base molecular, imprescindible para poder ser imitada artificialmente con el
fin de obtener energía, sólo empezó a lograrse durante la segunda mitad
del siglo XX.
Los libros de Ciencias Naturales generalmente definen la
fotosíntesis como la producción de glucosa a partir de dióxido de carbono
atmosférico (CO2) y agua, gracias a la luz solar, según la reacción global:
Las materias primas para
producir glucosa.

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Sin embargo, esto no es más que una simplificación de un proceso
muy complejo, en el cuál la etapa clave es la rotura de una molécula de
agua por la luz solar, liberándose oxígeno gaseoso, y obteniéndose iones
hidrógeno y electrones. Estos últimos servirán para reducir el
CO2 (ganando electrones) hasta glucosa en las etapas siguientes de la
fotosíntesis:
La reacción química de la fotosíntesis es la siguiente:
Como podemos ver en la fórmula, seis moléculas de dióxido de
carbono más doce moléculas de agua, en presencia de luz solar y de
clorofila, producen una molécula de glucosa, seis moléculas de agua y seis
moléculas de oxígeno, este último liberado hacia la atmósfera.
Las hojas captan la energía lumínica del sol gracias a la clorofila,
pigmento verde que está en los tilacoides de los cloroplastos de las
células.
El dióxido de carbono de la atmósfera penetra por los estomas
(poros) de las hojas.
Las raíces absorben agua y sales minerales (savia bruta) que llegan
a las hojas a través del tallo.
El hidrógeno del agua (separado del oxígeno) se combina con el
dióxido de carbono y originan glucosa y nuevas moléculas de agua, en

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tanto el oxígeno derivado del agua que llegó desde las raíces se libera hacia
la atmósfera.
Las plantas aprovechan la glucosa como alimento y guardan una
parte como reserva
Esquema de la fotosíntesis
Para realizar la fotosíntesis una planta
requiere de varios elementos que se
encuentran en el medio abiótico.
Estos son:
Luz solar. Proviene del Sol y la planta la
puede captar por sus hojas. En ellas tiene
un pigmento de color verde
llamado clorofila, que se encuentra en el
interior de una estructura llamada cloroplastos (las células de los
vegetales son las únicas que poseen cloroplastos).
La clorofila se encuentra esencialmente en hojas y tallos tiernos.
Anhídrido carbónico o dióxido de Carbono (CO2). Gas presente en la
atmósfera. Es una sustancia inorgánica y el vegetal puede incorporarla al
interior de sus células desde la atmósfera, por medio de una especie de
poros llamados estomas.
Agua. Sustancia también inorgánica presente en la tierra. El vegetal la
obtiene desde el suelo a través de sus raíces. El agua, al pasar a la raíz,
Desdelas raíces hasta las
hojas.

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asciende hasta las hojas por unos conductos especiales llamados vasos
conductores.
La fotosíntesis consta de dos etapas o fases: la fase inicial o lumínica, y
la fase secundaria u oscura.
Fase inicial o lumínica
En ella participa la luz solar. La clorofila —que es una sustancia orgánica—
capta la energía solar (luz). Lla luz provoca la ruptura de la molécula de
agua; es decir, se rompe el enlace químico que une el hidrógeno con el
oxígeno. Debido a esto, se libera oxígeno hacia el medio ambiente. La
energía no ocupada se almacena en una molécula especial llamada ATP.
El hidrógeno que se produce al romperse la molécula de agua se guarda,
al igual que el ATP, para ser ocupado en la segunda etapa de la
fotosíntesis.
Fase secundaria u oscura
En esta etapa no se ocupa la luz, a pesar de estar presente. Ocurre en los
cloroplastos.
El hidrógeno y el ATP, formados en la etapa lumínica, se unen con
el CO2 (dióxido de carbono o anhídrido carbónico) y comienza a ocurrir una
serie de reacciones químicas, por las cuales se van formando compuestos
hasta llegar a glucosa que es un compuesto orgánico; es decir, está
formado por C, H, O.
La glucosa se forma gracias a la energía que aporta la molécula de
ATP.

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Ya presente la glucosa, ésta participa en una serie de otras
reacciones, que llevan a la formación del almidón. Este también es un
compuesto orgánico. El almidón baja por unos conductos especiales hacia
la raíz, donde se almacena.
¿Cómo podemoscomprobar que el oxígeno liberado en la fotosíntesis
proviene del agua que llega desde las raíces?
Paso 1.- Se marca el oxígeno del CO2 (con rojo en la fórmula de arriba) y
luego se lo rastrea en la glucosa y en el agua resultantes.
Paso 2.- Se marca el oxígeno presente en el agua (con rojo en la fórmula
de arriba) que llega desde las raíces y después de la fotosíntesis se lo
rastrea en el oxígeno gaseoso que expulsa la planta.
DEMOSTRACIÓN DE EXPULSIÓN DE OXÍGENO EN LA FOTOSÍNTESIS
A TRAVÉS DE UNA PRÁCTICA
Si se restringe la luz, la planta no podrá realizar la fotosíntesis por lo
cual vernos que no se dará un desprendimiento de oxigeno (O2).
La más importante función realizada por los cloroplastos es la
fotosíntesis, es llevada a cabo en la membrana interna del tilacoide proceso
en la que la materia inorgánico es transformada en materia orgánica
empleado la energía bioquímica ATP (energía lumínica a energía química)
obtenida por medio de energía solar, a través de los pigmentos

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fotosintéticos y la cadena transportadora de electrones de los tilacoides.
Otras vías metabólicas de vital importancia se realizan en el estoma, son la
biosíntesis de proteínas y replicación de ADN.
Proceso mediante el cual las plantas verdes utilizan la energía
proveniente de la luz y la convierten en energía química para realizar sus
demás funciones.
FASE LUMINOSA:
Reacción de la fotosíntesis que requiere luz para dar inicioal proceso
se lleva a cabo en la s membranas de los grana.
La energía que absorbe la clorofila se transmite a los electrones
externos de la molécula, los cuales escapan de la misma y producen la
cadena de transporte de electrones en el interior del cloroplasto
FASE OBSCURA (reductiva a oxidativa):
Después del proceso de la fase luminosa ocurren varias reacciones
mas que no necesitan luz a estos se le llama fase oscura y se realiza en el
estroma del cloroplasto.
Tiene ligar en la matriz o estroma de los cloroplastos, tanto la energía
en forma de ATP como NADPH. La fuente de carbono utilizada es el CO2.
La fotosíntesis tardo 20 siglos en descubrirse.
En IV a.C. Aristóteles decía que la planta tenia boquitas en las raíces
y asi se podía alimentar de la tierra.
Hasta el siglo XIX se descubrió que el CO2, H2O y la luz solar era
parte indispensable del proceso de fotosíntesis.

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MATERIAL:
1 Frasco de vidrio.
Agua.
1 Gotero.
Indicador azul de bromotimol.
Elodea (planta acuática).
Reloj.
Un popote limpio.
METODOLOGÍA:
 Pon agua a hasta la mitad del recipiente de vidrio, agrega varia gotas
de azul de bromotimol hasta que el agua esté azul.
 El azul de bromotimol tiñe el agua de azul cuando en ella se encuentra
disuelto el oxígeno.
 Empleando el popote burbujea el resultado de tu respiración. Como
resultado de tu respiración se produce bióxido de carbono.
 Continúa burbujeando hasta que el agua cambie al color amarillo.
 El azul de bromotimol cambia de color cuando en el agua hay bióxido
de carbono.
 Ten la precaución de no succionar a través del popote, si por
accidente lo llegarás a hacer, escupe el agua y enjuágatela varias
veces con agua limpia.

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 Coloca la rama de elodea en el recipiente con el agua y el azul de
bromotimol.
 Deja el recipiente expuesto a la luz solar directa por 30 min.
 Después de que haya transcurrido la hora observa el color del agua
del recipiente.
RESULTADOS:
Color
Agua + azul de bromotimol. Azul
Agua + azul de bromotimol + bióxido de
carbono.
Anaranjado
Agua + azul de bromotimol + bióxido de
carbono + elodea + 30 min.+ luz solar.
azul
Al comparar los tubos, el que estaba cubierto no tuvo reacio ya que
estaba oculto de la luz y como ya mencionamos es indispensable la luz
para otorgarle energía a la planta y así realizar la fotosíntesis
La muestra que no contenía la planta tampoco tubo reacción ya esta
es la que realiza la fotosíntesis entonces es esencial para este proceso.
La muestra que contenía la planta y estaba expuesta al la luz
recupero el color azul del indicador que nos muestra que el pH del agua
esta normal así que la reacción de fotosíntesis se llevo a cabo.

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CONCLUSIONES
 En esta práctica pude apreciar que para poder llevar a cabo la
fotosíntesis es indispensable la luz ya que es una reacción
enderdónica, es decir, requiere energía y de la luz la obtiene.
 Pudimos entender que la fotosíntesis es un proceso que lleva a
cabo los organismos fotosintetizadores para poder producir su
alimento el cual es la glucosa.
 Lo mas importante que nos enseño este tema es que los productores
son esenciales para los ecosistemas: alimento, flora, respiración etc.
Para que los productores existan se necesita la fotosíntesis para que
puedan adquirir la su alimento y la energía necesaria para poder
tener un desarrollo adecuado.
 Todo el proceso de la fotosíntesis en realidad es un proceso
bastante complejo; por lo que en el presente trabajo nos esforzamos
por describirlo de la forma más simple, para una mejor comprensión
del lector, y resaltar aquello que interesa a un alumno
de Ingeniería Agronómica.
 Para entender bien las necesidades, las capacidades, y, las
limitaciones de un vegetal es de vital importancia entender la
fotosíntesis. Por ello concluimos que los conocimientos que se
aportan en esta investigación son fundamentales para el
buen desempeño en esta materia.

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BIBLIOGRAFÍA
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 "Fundamentos de Fisiología Vegetal" - Joaquín Azcón-Bieto,
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 "Biología". Solomon, Berg, Martin. Octava edición.
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 Enciclopedia Encarta © 1993-2003 Microsoft Corporation.
Reservados todos los derechos.

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ANEXOS