Las investigaciones experimentales sobre fotosíntesis se iniciaron hace unos 300 años

FOTOSÍNTESISHernández Pérez Fernanda

Lechuga Marín Leonardo

Pedraza Quintana Luz Marisol

Peralta Torres Alexa

Terán Carreón Tania Michel

Equipo 3

Jan Baptista Van Helmont

(1577-1644)

Experimento

◻ Antecedentes: Teoría de la transmutación.

◻ Uso un árbol de sauce.

◻ Intentaba descubrir la fuente de los materiales

nutritivos para los vegetales.

Explica su trabajo

◻ “Tomé una macetera, en la cual coloque 90.7 kilos de tierra que había sido secad en un horno, la humedecí con agua de lluvia, y sembré en ella el tronco o tallo de un árbol de sauce que pesaba 2.30 kilos. Finalmente, después de cinco años de cuidados, el árbol había crecido y pesaba 76.74 kilos. Cuando era necesario, siempre humedecía la tierra de la macetera con agua de lluvia o agua destilada; la macetera era grande y estaba implantada en la tierra. Para que el polvo en los alrededores no se entremezclara con la tierra, cubrí los bordes de la macetera con una placa de hierro cubierta con plomo y muchos huecos. No computé el peso de las hojas que cayeron durante cuatro otoños. Al final, sequé de nuevo la tierra que había en la macetera y se encontraron los mismos 90.7 kilos, faltando unos 56.7 gramos. Por lo tanto, 74. 5 kilos de madera, corteza y raíces se formaron solamente de agua.”

•Van Helmot creyó que el árbol se alimentaba de

agua, pues la tierra no había presentado cambios

en el peso.

•Concluye con ayuda de la teoría de la

transmutación que el agua se había transmutado

en madera.

Stephen Hales

(1677-1761)

◻Antecedentes:

◻ A fines del siglo XVII gracias al desarrollo del microscopio

se descubrió que las hojas de las plantas tienen muchas

aberturas. Algunos microscopistas consideraban las hojas

de las plantas como órganos digestivos y los poros como

salidas para productos de desecho de la digestión.

Experimento

◻ Colocó un vaso con mucha tierra.

◻ Colocó una planta de menta arraigada en una

“cisterna” de vidrio que lleno de tierra del

vaso.

◻ Agregó mucha agua, toda la que pudo en el

tubo a la altura del final del vaso.

◻ Después coloco lo mismo, solo que sin la

planta de menta.

Resultados.

◻ Después de un mes la planta de menta había

producido varios tallos delgados y débiles,.

◻ La mitad de las hojas del tallo estaban

muertas.

◻ Las hojas jóvenes seguían verdes.

◻ El agua en los dos vasos subió y bajó de nivel.

◻ Después de que la menta se marchitara

coloco una nueva pero está se marchitó a los

tres días.

Conclusiones

◻ Fue de los primeros en notar que el agua no es única relacionada con la nutrición de las plantas.

◻ Concluye con su experimento que las hojas y los tallos absorben aire elástico.

◻ La segunda planta muere porque la primera había provocado cambios en la atmósfera. Por lo que las plantas se interrelacionan con su atmósfera.

◻ El nivel de agua había subido debido a que la planta exhaló una sustancia la cual, al combinarse con partículas presentes en el aire, causó una disminución en el volumen

Antoine Laurent Lavoisier

(1743-1794)

◻ Antoine Laurent Lavoisier unificó una hipótesis

que decía que las plantas que crecen en agua

pueden obtener los materiales térreos de dos

fuentes. Primero agua y las pequeñas

cantidades de material térreo extraño que

deben haber estado presentes en todos los

casos; segundo, del aire y l0s distintos tipos

de sustancias que se encuentran en él.

Joseph Priestley

(1733-1804)

Experimentos 1

◻ Colocó una vela en un corcho, sobre una base

plana y después la encerró en una “cápsula”

de vidrio.

◻ Colocó una rata en la misma situación.

Resultados

◻ La vela permanecía encendida por un cierto

periodo de tiempo.

◻ Un ratón se sofocaba en una situación similar

a la vela.

Conclusiones

◻ Cierta cantidad se ha convertido en nociva

debido a los animales que respiran en él.

◻ Desconoce el método para hacerlo

“respirable”

◻ Reconoce que debe de haber algo que realice

este proceso.

◻ Cree que por esto la atmósfera es menos apta

para la respiración de lo que siempre ha sido.

Experimento 2

◻ Coloco los mismo que en el experimento dos y

colocó un retoño de menta.

Resultados

◻ El retoño creció.

◻ El ratón siguió con vida.

◻ La vela permaneció encendida.

Conclusiones

◻ Las plantas invierten el efecto

de la respiración y sustraen algo

de la atmósfera.

◻ Los animales afectan la

atmósfera añadiendo algo a

ella.

Jan Ingenhousz

(1730-1799)

◻ Retoma algunas ideas que formuló Joseph

Priestley

◻ Él decía que las plantas absorbían gases de la

atmósfera y los cambiaban por aire desflogisticado.

◻ La teoría flogística decía que las plantas eliminaban

el flogisto del aire.

◻ La mayor aportación de Jan Ingenhousz fue decir

que él había visto que la luz era necesaria para los

procesos fotosintéticos.

◻ Ingenhousz notó que solamente las porciones

verdes de las plantas podían llevar a cabo

este proceso fotosintético.

◻ Decía también que las plantas contaminaban

el aire, fuese de día o de noche y que las

raíces eran destructivas.

Experimento:

◻ Uno de sus experimentos consistió en demostrar

que cuando las plantas se sumergen en agua

emiten pequeñas burbujitas, y dedujo que la

causa de este fenómeno era indirectamente la luz

solar.

◻ También concluyó que la fotosíntesis no podía ser

llevada a cabo en cualquier parte de la planta, como

en las raíces o en las flores, sino que únicamente se

realizaba en las partes verdes .

◻ Como médico que era, Jan Ingenhousz aplicó sus

nuevos conocimientos al campo de la medicina y del

bienestar humano, por lo que también recomendó

sacar a las plantas de las casas durante la noches

para prevenir posibles intoxicaciones.

M. Berthollet

(1748-1882)

◻ Decidió que el oxígeno liberado provenía de las moléculas

de agua. Argumentaba que, si las plantas crecían en un

medio libre de hidrógeno y se regaban solamente con agua,

cualquier hidrógeno que se encontrara en los tejidos debía

provenir del agua.

Hojas de

plantas

sumergidas en

agua sin CO2

no producen

O2

Hojas de plantas

sumergidas en agua

empozada que

contiene CO2

producen O2

◻ Para comprobar su hipótesis, hizo crecer

plantas en un medio que no contenía

hidrógeno. Luego analizó químicamente el

material vegetal para determinar la presencia

de hidrógeno.

◻ Observó que el hidrógeno podría venir

solamente del agua ya que el anhídrido

carbónico no contenía hidrógeno

◻ Por lo tanto él decía: “El oxígeno liberado por

las plantas viene de la molécula de agua.”

Jean Senebier

(1742-1809)

◻ Realizó observaciones similares a las de

Ingenhousz; incorpora a los conocimientos

previos, la capacidad de las plantas para

regenerar o purificar el aire depende de la

presencia de aire "flogisticado" a fijado (ó

como se conoce actualmente, con presencia

de CO2).

◻ Planteó una hipótesis:

◻ Hipótesis: Si el oxígeno viene de la molécula

de agua como cree Berthollet….

◻ Predicción: Entonces las hojas deben producir

oxígeno cuando se sumergen en agua

◻ Estableció, que aún en condiciones de iluminación, si

no se suministra CO2, no se registra desprendimiento

de oxígeno. Sin embargo Senebier opinaba en contra

de las teorías desarrolladas y confirmadas más

adelante, que la fuente de dióxido de carbono para la

planta provenía del agua y no del aire.

Thomas de Saussure

(1767-1845)

◻ Demostró que Senebier estaba equivocado

al asumir una correlación positiva entre la

cantidad de oxígeno producido por la planta

y la cantidad de anhídrido carbónico, a la

cual era expuesta.

◻ Determinó que la conclusión de Senebier

se aplicaba solamente con alcance limitado

y que un exceso de anhídrido carbónico

podría llegar a matar a la planta.

◻ Saussure mostró que el aumento de la masa

de la planta a medida que crece no puede

deberse sólo a la captación de CO2, sino

también por el ingreso de agua. Por lo tanto es

la reacción básica por la cual la fotosíntesis se

usa para producir alimento (tal como la

glucosa).

◻ También realizó estudios sobre

la respiración en plantas y

concluyó que, junto con la

emisión de dióxido de carbono,

hay una pérdida de agua y una

generación de calor.

◻ Finalmente, de Saussure

describe la necesidad de la

nutrición mineral de las

plantas.

C. B. Van Niel

(1897-1985)

◻ Estudió la fotosíntesis en bacterias sulfurosas

purpúreas.

◻ Descubre que estas bacterias

fotosintetizadoras liberan azufre y no oxígeno.

◻ La luz descompone el sulfuro de hidrógeno en

hidrógeno y azufre

◻ Propuso la hipótesis: “el oxígeno producido

por las plantas verdes durante la fotosíntesis

provenía de las moléculas de agua”

◻ Propuso, tras haber estudiado a las bacterias

fotosintéticas del azufre, que el oxígeno

liberado en la fotosíntesis provenía del agua y

no del dióxido de carbono, extrayéndose que

el hidrógeno empleado para la síntesis de

glucosa procedía de la fotólisis del agua que

había sido absorbida por la planta.

F. F. Blackman

(1866-1947)

Experimento

◻ Midió el desprendimiento de oxígeno de la planta acuática Anacharis densa (Elodea) mientras la exponía a varias intensidades de luz.

◻ Encontró que el desprendimiento de oxígeno variaban en proporción directa con la intensidad de la luz dentro de un alcance limitado.

◻ Concluyó que la luz era responsable solamente de una fase del proceso fotosintético (las reacciones luminosas) y que debería haber una segunda fase (las reacciones de oscuridad) las cuales eran independientes de la luz.

◻ Encontró que cuando la intensidad de la luz baja a cero, el desprendimiento de oxígeno disminuía y se suspendía.

◻ Sus experimentos mostraron que la fotosíntesis tiene ciertos factores limitantes de los cuales depende.

◻ No importa la cantidad de luz presentes, la fotosíntesis no prosigue sin CO2.

◻ De la misma manera, sin importar las cantidades de agua y de CO2 presentes, la fotosíntesis no prosigue sin la luz.

T. W. Engelmann

(1843-1909)

❑ Para determinar qué longitudes de onda eran empleadas en

la fotosíntesis.

❑ Se utiliza un alga verde filamentosa (Cladophora) y algunas

bacterias aeróbicas móviles.

❑ (Siendo aeróbicas, las bacterias se mueven desde regiones

de baja concentración de oxígeno a regiones de alta

concentración de oxígeno)

◻ Observación: Las bacterias se congregan sobre

todo alrededor de aquellas regiones del filamento

iluminada por la porción rojo y azul del espectro.

◻ Conclusión: En estas regiones liberan la mayor

parte del oxígeno; por lo tanto ellas deben llevar a

cabo la mayor parte de la actividad fotosintética.

Teoría del quantum

Sostiene que la luz está compuesta

de partículas diminutas llamadas

quantos o fotones.

Estas partículas son liberadas por

cualquier objeto que emite luz y

viajan por el espacio hasta que

encuentran e intervención un objeto

material

MELVIN CALVIN

(1911-1997)

◻ Las técnicas experimentales que utilizaron incluyeron el crecimiento del agua verde Chlorella en un medio que contiene CO2

marcado con C14 radioactivo. Se observo que el carbono radioactivo iba a formar parte de las moléculas de glucosa segundos después de que de iniciara la fotosíntesis. Para descubrir como ocurría fue necesario averiguar que compuestos intervenían en los pasos intermedios de las reacciones de obscuridad, entre los materiales primarios, CO2 y agua, y el producto final, glucosa.

George Hevesy

(1885-1966)

◻ Uso isótopos radioactivos de plomo para trazar el

camino que llevan los materiales de las plantas.

◻ Expusieron el alga chlorella a un agua que había

sido marcada con oxígeno 18

◻ Se concluyó que el oxígeno 18 fue el que apareció

en el oxígeno liberado, ninguno apareció en el

carbohidrato producido.

BIBLIOGRAFÍA

◻ Baker, Jeffrey J. Allen, Garland E. (1970) Biología e

investigación científica. Editorial Fondo educativo

interamericano Cap. 8 pp. 159-194