Actividad experimental 7 

El papel del suelo y del agua en la nutrición autótrofa

Preguntas generadoras:

¿De qué se alimentan las plantas?

Las plantas realizan un proceso llamado fotosíntesis que les permite, transformar la materia inorgánica como sales minerales y agua, en materia orgánica, que son los carbohidratos (glucosa), gracias a la luz solar.

¿De qué manera participa el suelo en la nutrición autótrofa?

El suelo es muy importante porque les proporciona la materia prima, para llevar a cabo la fotosíntesis, esto es posible gracias a diversos microorganismos que se encargan de alimentarse de la materia orgánica en descomposición y que la transforman a compuestos inorgánicos.

¿Cuál es la función del agua en la nutrición autótrofa?

El agua es muy importante en la nutrición autótrofa, ya que con el agua las sales minerales disueltas, pueden atravesar la membrana celular de las plantas; también el agua es donadora de hidrogeno, en la producción de glucosa y como  desecho de la fotosíntesis el oxígeno, que es un indicador de que el agua se hidrolizo.

HIPÓTESIS:

Las plantas son organismos autótrofos, obtiene materia orgánica de la tierra, sales minerales y agua, dichos compuestos se modifican por un proceso llamado  fotosíntesis, que es donde van a modificarse las moléculas, para poder obtener nutrientes.

Introducción

El suelo contiene sales minerales, hongos, bacterias y una diversidad de formas de vida. Estos microorganismos se alimentan de materia orgánica en descomposición.

La materia orgánica está formada por moléculas fabricadas por los seres vivos. Son moléculas hechas a base de carbono, suelen ser moléculas grandes, complejas y muy diversas, como las proteínas, hidratos de carbono o glúcidos, grasas o ácidos núcleicos, que  a su vez transforman en compuestos inorgánicos y que a su vez constituye la materia prima que utiliza la planta para realizar la fotosíntesis.

La materia inorgánica entra a la planta disuelta en agua. Por su naturaleza, el agua no sólo es la fuente de hidrógeno indispensable para la construcción de moléculas orgánicas, sino también es el solvente de la mayor parte de los solutos que se encuentran en las plantas y demás seres vivos y participa en las reacciones biológicas. En el caso particular de los vegetales, éstos incorporan agua para compensar las pérdidas por transpiración. Aunque el suelo y el agua son esenciales para llevar a cabo los procesos fisiológicos de los vegetales, no son el alimento de las plantas, sino solamente son la materia prima que estará involucrada en las transformaciones químicas de la fotosíntesis.
La fotosíntesis (del griego φώτο [foto], "luz", y σύνθεσις [síntesis], "unión") es la conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz. En este proceso la energía luminosa que transforma a energía química estable, siendo el (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esa energía química. Con posterioridad, el ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad. Además, se debe de tener en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en el medio terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica (imprescindible para la constitución de los seres vivos ) partiendo de la luz y la materia orgánica .

OBJETIVO:

Establecer el papel del agua y del suelo en la nutrición autótrofa.

MATERIAL:

1 vaso de precipitados de 1000 ml

1 probeta de 100 ml

1 espátula

1 vidrio de reloj

1 agitador

4 envases de plástico de 250 ml aproximadamente

Regla en milímetros

Tezontle

MATERIAL BIOLOGICO:
Plántulas de frijol

Tierra

Sustancias:

Nitrato de calcio

Sulfato de magnesio
Fosfato de potasio monobásico
Agua destilada

EQUIPO:
Balanza  electrónica

PROCEDIMIENTO:
A. Preparación de la solución hidropónica.

Pesa 1.2 gr de nitrato de calcio, agrega 5 gr de sulfato de magnesio y añade 3 gr de fosfato de potasio monobásico. Disuélvelos en agua destilada y afóralos a 1 litro.

B. Siembra de las plántulas.

Selecciona doce plántulas de frijol y mide la longitud inicial de cada una. Después enumera cuatro envases de plástico (de aproximadamente 200 o 250 ml) y siembra tres plántulas por envase, con los sustratos que a continuación se mencionan:

·   En el envase 1 agrega tierra hasta cubrir las raíces de las plántulas y añade 10 ml de agua de la llave.

·   En el envase 2 acomoda el tezontle hasta cubrir las raíces de las plántulas y añade 10 ml de agua destilada.

·   En el envase 3 coloca tezontle hasta cubrir las raíces de las plántulas y añade 10 ml de agua de la llave.

·   En el envase 4 vierte la solución hidropónica y acomoda las plántulas cuidando de que las raíces queden sumergidas.

NOTA: Es importante que cada clase riegues y midas las plántulas, durante el tiempo que te indique tu profesor.

Para regar las plántulas añade:

·   Agua de la llave a los envases 1 y 3

·   Agua destilada al envase 2

·   Solución hidropónica al envase 4.

NOTA: Recuerda que se debe agregar la misma cantidad de agua o de solución hidropónica en los 4 envases, según sea el caso.

RESULTADOS;

	Recipiente 1 Suelo + 10 ml de agua de la llave	Recipiente 2 Tezontle + 10 ml de agua destilada	Recipiente 3 Tezontle + 10 ml de agua de la llave	Recipiente 4 Solución hidropónica
Medición inicial	1.2, .9, 1.1	1.1, 1.2, 1.1	1.1, 1.2, 1.9	1.2, 1, 1.2
Medición 1	1.2, X, 1.1	6.7, 3, 1.2	1.3, 1.9, 5.6	1.5, 1.1, 1.2
Medición 2	1.2, X, X	15.5, 15, 9.5	12.5, 10.5, 8.7	3, X, X
Medición 3	5, X, X	30, 33, 22	35, 20, 23	3, X, X

ANÁLISIS DE RESULTADOS:

Compara tus resultados con los obtenidos por los demás equipos y elabora tus conclusiones.

Al observar la tabla de los registros que realizamos, la planta que más creció fue la que estaba en la solución hidropónica, esto se debe a que las plantas necesitan sales minerales.
La planta que menos creció fue la contenida en tezontle y agua destilada, esto se a que no contenía ningún tipo de sal mineral para la planta.

En comparación con los otros equipos, pudimos notar que no hay gran diferencia y que en algunos equipos se presentó la contaminación de las soluciones.

Replanteamiento de la hipótesis:

Las plantas no solo obtiene nutrientes del suelo sino también del agua.

Conceptos claves:

Plántula de frijol: En Botánica, más específicamente en plantas vasculares, se denomina plántula a cierta etapa del desarrollo del esporófito, que comienza cuando la semilla sale de su dormancia y germina, y termina cuando el esporofito desarrolla sus primeras hojas no cotiledonares. Una plántula típica consiste de tres partes principales: la radícula o raíz embrionaria, el hipocótilo o tallo  embrionario y los cotiledones.

*Nutrición autótrofa: capacidad de ciertos organismos de sintetizar todas las sustancias esenciales para su metabolismo a partir de sustancias inorgánicas, de manera que para su nutrición no necesitan de otros seres vivos

*Crecimiento: al aumento irreversible del tamaño en un organismo consecuencia de la proliferación celular que conduce al desarrollo de estructuras más especializadas del mismo.

*Hidroponía: método utilizado para cultivar plantas usando soluciones minerales en vez de suelo agrícola.

*Suelo: Se denomina Suelo a la parte superficial de la corteza terrestre, biológicamente activa, que tiende a desarrollarse en la superficie de las rocas emergidas por la influencia de la intemperie y de los seres vivos, Es un sistema vivo en el que habitan bacterias y otros micro-organismos. El suelo es un complejo bioquímico que provee alimentos y otras sustancias básicas para el normal funcionamiento de muchos organismos

DISCUSIÓN:

JAVIER:
Desde mi punto de vista me párese que nuestra hipótesis estuvo mal , ya que pensábamos que el suelo era importante para el crecimiento pero nos dimos cuenta que no.

DULCE:
Concuerdo con Javier, ya que con la practica nos dimos cuenta que no se necesitaba para el crecimiento del germen de soya, ya que esta puede crecer en una solución hidroponica.

PAOLA:
Concuerdo con mis compañeros, ya que en la hipótesis nos asamos en nuestras ideas previas, sin embargo con la practica modificamos estas ideas previas.

PALOMA:
Estoy de acuerdo con mis compañeros, ya que nuestra hipótesis era errónea.

RELACIONES:

Este tema es clave porque le permite al alumno comprobar que las plantas crecen en diferentes sustratos y que el agua y el suelo no son en sí mismos, los alimentos de la planta.

CONCLUSIÓN:

Las plantas no necesitan el suelo para vivir, el suelo solo aporta la metería inorgánica no los nutrientes, lo cual  es una idea previa con la que nosotros contábamos, ya que cuando decimos nutrientes nos referimos a los lípidos, carbohidratos, ácidos nucleídos etc. y en realidad lo que se encuentra en el suelo, solo son sales minerales y agua.

BIBLIOGRAFÍA:

Programa de Bilogía 3 de la profesora María Eugenia Tovar

http://www.botanical-online.com/alimentacionplantas.htm

http://www.botanical-online.com/fotosintesis.htm

http://www.botanical-online.com/alimentacionplantas.htm

Mapa conceptual 

http://prezi.com/ukebqdmqx2oe/fotosintesis/

Lectura 5. De la luz a la glucosa

Los únicos organismos vivos que habitan la Tierra y que pueden producir su alimento (glucosa), son aquellos capaces de transformar un tipo de energía en otra: ya sea de energía química a energía química, proceso conocido como quimiosíntesis, o de energía luminosa a energía química, como ocurre en la fotosíntesis (foto: luz; síntesis: unión). La luz solar es la fuente de energía que utilizan las plantas verdes para producir su  alimento: la glucosa.

Pero ¿Cómo ocurre esto?

Primero debemos entender que la luz es una forma de energía capaz de realizar o desencadenar ciertos procesos, por ejemplo con nuestro control remoto podemos prender o apagar la televisión o la radio por medio de la luz infrarroja que emite nuestro control, esta luz es invisible para nuestros ojos, sin embargo el hecho es que si presionamos el botón funcionan los aparatos. Otro ejemplo son los insectos, que son capaces de ver los colores ultravioleta que nosotros no podemos ver. Así, a la luz que sí vemos se le llama “espectro visible” e incluye las longitudes de onda que dan los colores que van desde el violeta hasta el rojo; siendo el violeta el que tiene una longitud de onda más corta (380 nm) y el rojo, el de la mayor longitud de onda que podemos observar (750 nm). Por longitud de onda debemos entender, la distancia que hay entre dos crestas (o dos valles) consecutivas de una onda, además se representa con el símbolo λ y se mide en unidades de nanómetros (nm).

Desde el punto de vista de la Física, la naturaleza de la luz es doble, lo que significa que se comporta como onda pero también como partícula energética. El comportamiento ondular de la luz se manifiesta en la correspondencia de cada color del espectro visible con una determinada longitud de onda (λ); la segunda cualidad de la luz es actuar como partícula energética o fotón, lo que significa que al chocar la luz contra los objetos, unos colores se reflejarán y otros serán absorbidos.

Pero ¿Qué tiene que ver la luz con las plantas?

Si observamos cortes muy finos de hojas y tallos de plantas con ayuda de un microscopio, nos daremos cuenta que las plantas están formadas por infinidad de células fotosintéticas, cada una de ellas conteniendo en su interior estructuras llamadas cloroplastos, los cuales a su vez presentan unas láminas parecidas a monedas apiladas, llamadas tilacoides, dentro de las cuales se encuentra la clorofila (cloro: verde; fila: hoja). La clorofila es un pigmento capaz de atrapar la energía luminosa y transformarla en energía química (o sea en ATP).

Esto implica que si vemos a las plantas de color verde es debido a que sus células tienen clorofila, pigmento que participa en la síntesis de la glucosa. Ahora bien, la glucosa tiene 6 átomos de carbono  en su estructura, entonces la pregunta que surge a partir de esto es: ¿De dónde saca la planta esos carbonos? Para contestar esta pregunta debemos recordar los experimentos de Calvin y Benson, quienes marcaron el carbono del bióxido de carbono (CO₂), con carbono 14 y encontraron que formaba parte de la glucosa, lo que implica que  el carbono de la planta proviene del CO₂ que adquieren del aire.

¿Qué partes de la planta están formadas por carbono?

La presencia de carbono en todos los órganos de las plantas, como lo son las hojas, tallo, raíz, fruto y semillas, provienen de esta capacidad que tienen de fijar el carbono que se encuentra en el aire y transformarlo en estructuras orgánicas que presentan carbono como: la glucosa, almidón, celulosa, hemicelulosa, entre otras macromoléculas. Desde el punto de vista científico, este proceso es resultado de la evolución de las células procariontes y eucariontes, así como de la evolución de los pigmentos fotosensibles como la clorofila.

V de la Practica 6

Actividad experimental 6. 

Estructuras que participan en la nutrición autótrofa (raíz, tallo y hoja)

            Hipótesis:

Las plantas, por medio de las raíces absorben materia que son agua y sales minerales, esto es llevado a través del tallo para que la materia ya mencionada  llegue a las hojas. El agua, las sales minerales, y el dióxido de carbono, junto con la luz solar son los elementos necesarios para que se lleve a cabo la fotosíntesis en la hoja de planta y esto con el propósito de formar glucosa.

            Preguntas generadoras:

1.         ¿Dónde elaboran las plantas su alimento?

Sus raíces toman el agua y las sales minerales indispensables para su desarrollo. La savia, líquido que circula por toda la planta, es la que distribuye este alimento.

La tierra proporciona a la planta los elementos minerales esenciales: nitrógeno, fósforo, calcio y potasio, contenidos en forma de disolución en el agua del suelo y que penetran en las raíces por los pelos absorbentes.

La planta capta la energía solar, el oxígeno y el gas carbónico del aire, y gracias a la función clorofílica realiza, a partir de todos estos materiales, la síntesis de los azúcares, de las grasas y de los prótidos necesarios para su crecimiento.

2.         ¿Cómo participa la raíz en la nutrición autótrofa?

El suelo contiene sales minerales, hongos, bacterias y una diversidad de formas de vida. La función de la raíz en la planta es sujetarla y absorber las sales minerales y el agua del suelo con ayuda de los pelos absorbentes (filamentos diminutos que recubren las raíces)

3.         ¿Qué función desempeña el tallo en la nutrición autótrofa?

Por medio de los tejidos conductores en el interior del tallo circula la savia bruta , constituido por la mezcla del agua & las sales minerales que es transportado hasta la hoja con ayuda de los vasos leñosos.

4.         ¿Qué función desempeña la hoja en la nutrición autótrofa?

Aunque el suelo y el agua son esenciales para llevar a cabo los procesos fisiológicos de los vegetales, no son el alimento de las plantas, sino solamente son la materia prima que estará involucrada en las transformaciones químicas de la fotosíntesis.

           Introducción:

En la fotosíntesis participan diferentes estructuras vegetales, como la raíz, el tallo y las hojas. Estructuralmente, las raíces y los tallos proporcionan soporte a la planta para mantenerse erguida y anclada al suelo. Las hojas poseen estomas que al abrirse permiten la entrada y salida de gases con la consecuente pérdida de agua a la atmósfera en forma de vapor.

Fisiológicamente, las raíces efectúan la absorción de agua y sales minerales del suelo, necesarios para la síntesis de moléculas orgánicas. Los minerales disueltos son conducidos hacia el tallo y las hojas a través de tejidos vasculares. En su estructura, los tejidos vasculares están formados por células alargadas que permiten la conducción de agua y minerales desde el suelo hacia las hojas (xilema) o de los materiales elaborados en las hojas hacia las raíces (floema). Este eficiente sistema se conoce como “sistema conductor vegetal”.

          Objetivos:

•          Conocer diferentes tipos de raíces.

•          Mostrar la presencia de sistemas conductores en las plantas.

Observar las células estomáticas en hojas vegetales. 

          Material:

Muestra de saliva

Portaobjetos y cubreobjetos

Navaja o bisturi

           Material biológico:

Zanahoria

Raíz de cebolla de cambray

Raíz de ajo. NOTA: Si el ajo no presenta raíces, puedes dejarlo sobre agua sin sumergirlo durante 2 o 3 días.

Tallo y hoja de apio

Raíz, tallo y hoja de betabel

Jugo de betabel

Espinaca

Hoja de lirio

          Sustancias:

Agua destilada

Equipo:

Microscopio óptico

           Procedimiento: A. Raíz

Observa los diferentes tipos de raíces y dibújalos. Enseguida haz cortes transversales y procede a observarlos con ayuda del microscopio.

B. Tallo

Realiza un corte transversal del tallo de apio y de la zanahoria y obsérvalos al microscopio con el objetivo de 10x. Con ayuda de un libro trata de identificar las estructuras que observas.

Luego vierte el jugo de betabel en un matraz Erlenmeyer de 500 ml. Corta el extremo inferior del tallo del apio e introduce el apio en el matraz que contiene el jugo de betabel. Deja que el apio permanezca el mayor tiempo posible dentro del jugo de betabel. Una vez que ha transcurrido el tiempo señalado, retira el apio del matraz, quita el exceso de jugo y realiza un corte transversal del tallo que no estuvo sumergido. Obsérvalo al microscopio con el objetivo de 10x ¿Qué observas? ¿Notaste algún cambio en el apio después de haberlo dejado sumergido dentro del jugo de betabel?

Posteriormente realiza cortes transversales de las partes del tallo de betabel que estuvieron sumergidas y obsérvalas al microscopio con el objetivo de 10x. Con ayuda de un libro identifica las estructuras que se observan.

C. Hoja

Realiza preparaciones temporales de la epidermis de la hoja de lirio para observar las células estomáticas. Con ayuda de un libro identifica las células estomáticas y dibújalos.

           Resultados:

Elabora dibujos de raíz, tallo y hoja, con los nombres de las estructuras que observaste

Resultados:

Elabora dibujos de raíz, tallo y hoja, con los nombres de las estructuras que observaste.

Las estructuras principales de las plantas y en el corte sus sistemas conductores. Las estomas no se pudieron apreciar por la razón de que por ser tan temprano no se lleva a cabo la fotosíntesis, sin embargo los cloroplastos de los cortes son muy importantes en las plantas verdes

Dentro de ellos se encuentra la clorofila que cumple la función de la fotosíntesis, por medio de la cual, las plantas obtienen su energía moneda energética para que la planta realice todas sus funciones

TALLO DE APIO

         




















TALLO  DE APIO CON JUGO DE BETABEL

 HOJA DE ESPINACA- ESTOMAS

     


   













  LIRIO

    CEBOLLA

    Replanteamiento de la hipótesis:

Cada estructura colabora de manera importante a la realización de alimento para los organismos autótrofos. La mayoría de éstas, se encuentran de manera activa la mayor parte del tiempo.

La raíz contribuye a absorber las sales minerales y el agua que se encuentran en el subsuelo, las cueles serán utilizadas en el proceso fotosintético.

El tallo sirve como conductor de los compuestos que fueron absorbidos por medio de la raíz, además de servir como soporte de las hojas y los frutos.

Las hojas son muy importantes, pues en ellas se encuentran los cloroplastos, los cuales captan la energía solar que será utilizada para la fotosíntesis.

           Conceptos:

Raíz:

La raíz es un órgano muy importante de las platas, tiene dos funciones:

1.-Sujetar a la planta del suelo.

2.-Succionar el agua y las sales minerales del suelo.

Tallo:

El tallo es la parte de la planta opuesta a la raíz. Generalmente, crece en sentido vertical hacia la luz del sol. A partir del tallo, se desarrollan las ramas en donde nacerán las hojas, las flores y los frutos. Por el interior del tallo circula la savia, constituida por la mezcla de agua y minerales que la planta absorbe del suelo.

-Xilema

Se trata de un tejido leñoso de los vegetales superiores que conduce agua y sales inorgánicas en forma ascendente por toda la planta y proporciona también soporte mecánico. En las hojas, las flores y los tallos jóvenes, el xilema se presenta combinado con floema en forma de haces vasculares conductores. Las raíces tienen un cilindro central de xilema. El xilema formado a partir de los puntos de crecimiento de tallos y raíces se llama primario. Pero además, la división de las células del cámbium, situado entre el xilema y el floema, puede producir nuevo xilema o *xilema secundario*; esta división da lugar a nuevas células de xilema hacia el interior en

las raíces y hacia el exterior en casi todos los tallos. Algunas plantas tienen muy poco xilema secundario o ninguno, en contraste con las especies leñosas; el término botánico *xilema* significa madera.

-Floema

En las plantas superiores, el floema es un tejido vascular que conduce azúcares y otros nutrientes sintetizados desde los órganos que los producen hacia aquéllos en que se consumen y almacenan (en forma ascendente y descendente). El floema está organizado en haces vasculares, que son los filamentos longitudinales del tejido conductor, asociados con el tejido

conductor de agua o xilema. Los haces vasculares constituyen importantes órganos estructurales de los tallos herbáceos y los nervios de las hojas.

Hoja:

La hoja es una de las partes más importantes de los vegetales puesto que es la parte de la planta que está encargada de realizar la función clorofílica, así como la respiración y la transpiración vegetal.

Células estomáticas:

Las células estomáticas son las únicas células epidérmicas que poseen cloroplastos y tienen una pared interna elástica y de mayor grosor que la externa. Característica importante en el mecanismo de apertura y cierre de los estomas.

Estomas:

Los estomas son un tipo especial de apertura de los poros en las hojas de las plantas. Están diseñadas para absorber el agua de fuentes tales como la lluvia al mismo tiempo eliminando el agua sobrante en la planta mediante la transpiración

Dicusión:

DULCE:

Una de las partes mas importantes de la plantas son los estomas, ya que en estos se va hacer el intercambio de gases, ademas de que la planta va transpirar agua en vapor por medio de estos.

PAOLA:

Coincide con Dulce que una de las partes mas importantes ademas que influyen en la fotosíntesis son los estomas.

JAVIER:

Considero desde mi punto de vista que una de las partes mas importantes es la hoja, ya que en esta es donde se realiza la mayor parte de la fotosíntesis. 

PALOMA:

Concuerdo con Javier, ademas pienso que es de suma importancia el tallo, ya que va a ser el conductor de la savia bruta (sales minerales y agua) y savia elaborada (glucosa).

          Conclusión:

En esta práctica nos dimos  de la nutrición de los organismos autótrofos se da en un lugar en específico como las raíces efectúan la absorción del agua y el tallo está conectado a estos dos.

Bibliografía:

          http://www.udg.co.cu/cmap/botanica/Tejidos_de_proteccion._Estomas.htm

          Programa de biología III de Biología de la Profesora María Eugenia Tovar