El papel del suelo y del agua en la nutrición autótrofa
Preguntas generadoras:
- ¿De qué se alimentan las plantas?
R: se alimenta de la glucosa que elabora la planta misma
2.- ¿De qué manera participa el suelo en la nutrición autótrofa?
R: se alimenta de materia orgánica, la cual contiene nutrientes, que son 4, por medio de las suelo absorbe sales las cuales serán utilizadas en la fotosíntesis
3.- ¿Cuál es la función del agua en la nutrición autótrofa?
R: el agua es la que le aporta las sales para disolver elementos químicos
Planteamiento de las hipótesis:
La planta se alimenta de materia orgánica, la cual contiene nutrientes, que son 4, por medio de las suelo absorbe sales las cuales serán utilizadas en la fotosíntesis, y el agua es la que le aporta las sales para disolver elementos químicos.
Introducción
Nutrición es el proceso mediante el cual los alimentos sufren una serie de transformaciones dentro de los seres vivos para convertirse en nutrientes útiles al organismo para su crecimiento, desarrollo y mantenimiento.
Existen dos tipos de nutrición en los seres vivos. Nutrición Autótrofa y Nutrición Heterótrofa.
Existen dos tipos de nutrición en los seres vivos. Nutrición Autótrofa y Nutrición Heterótrofa.
La nutrición autótrofa es la realizada por las plantas verdes con clorofila, donde la planta fabrica sus propios alimentos (sustancias orgánicas) a partir del dióxido de carbono del aire y el agua que absorbe del medio (sustancias inorgánicas) mediante una serie de reacciones químicas (metabolismo celular) , donde en algunas de ellas es indispensable la luz, llamadas en su conjunto fotosíntesis.
La nutrición heterótrofa es la realizada por el resto de los seres vivos que no realizamos fotosíntesis y en la cual requerimos consumir alimentos (materia orgánica).
Cuando hablamos de nutrición, tenemos que entender que este fenómeno se lleva a cabo cuando los nutrientes, en sus formas más elementales, penetran en los usuarios finales: las células que conforman nuestro organismo.
Antes de que esto suceda, deben transcurrir una serie de procesos, iniciados con la obtención y preparación de los portadores de los nutrientes, que son los alimentos. Después nuestro organismo se encarga de separar los nutrientes, desde una fase de masticación, digestión, absorción y finalmente el transporte, a través de la sangre, de los macro nutrientes (proteínas, hidratos de carbono y lípidos) y micronutrientes (vitaminas y minerales).
La nutrición heterótrofa es la realizada por el resto de los seres vivos que no realizamos fotosíntesis y en la cual requerimos consumir alimentos (materia orgánica).
Cuando hablamos de nutrición, tenemos que entender que este fenómeno se lleva a cabo cuando los nutrientes, en sus formas más elementales, penetran en los usuarios finales: las células que conforman nuestro organismo.
Antes de que esto suceda, deben transcurrir una serie de procesos, iniciados con la obtención y preparación de los portadores de los nutrientes, que son los alimentos. Después nuestro organismo se encarga de separar los nutrientes, desde una fase de masticación, digestión, absorción y finalmente el transporte, a través de la sangre, de los macro nutrientes (proteínas, hidratos de carbono y lípidos) y micronutrientes (vitaminas y minerales).
Aquí vemos que en el proceso de la nutrición están involucrados varios sistemas fundamentales del organismo: sistema o aparato digestivo, sistema respiratorio, sistema circulatorio y sistema o aparato excretor.
Volviendo a los nutrientes, haremos una breve explicación de la función de cada uno de ellos y donde los encontramos:
Volviendo a los nutrientes, haremos una breve explicación de la función de cada uno de ellos y donde los encontramos:
Nutrientes
En primer lugar, están los conocidos como macro nutrientes, esto es porque nuestra dieta diaria se conforma de cantidades importantes de ellos, que son: proteínas, hidratos de carbono y lípidos.
Proteínas
Las ocupamos como materia prima para la construcción y reparación de las estructuras corporales (músculos, piel, pelo, uñas) y como unidades funcionales (hormonas, enzimas).
Las proteínas las obtenemos principalmente de alimentos de origen animal (carnes, leche, huevo, quesos, etc.) y leguminosas (frijol, haba, garbanzo, lentejas, etcétera.)
Las ocupamos como materia prima para la construcción y reparación de las estructuras corporales (músculos, piel, pelo, uñas) y como unidades funcionales (hormonas, enzimas).
Las proteínas las obtenemos principalmente de alimentos de origen animal (carnes, leche, huevo, quesos, etc.) y leguminosas (frijol, haba, garbanzo, lentejas, etcétera.)
Hidratos de carbono o glúcidos
Estos son la fuente principal de energía, el combustible necesario para que nuestro cuerpo funcione. Los hidratos de carbono los encontramos en el azúcar, frutas, cereales (pan, arroz, maíz, galletas, etc.)
Lípidos
Lípidos
También constituyen una buena fuente de energía, de hecho es el nutriente energéticamente más denso de todos, por lo que se deben consumir en cantidades pequeñas, pero también se utilizan como parte de las estructuras celulares, o como materia prima para la construcción de hormonas.
Los lípidos están en los aceites, en las grasas animales (mantequilla, crema, grasa animal, etc.).Vitaminas y minerales
Los lípidos están en los aceites, en las grasas animales (mantequilla, crema, grasa animal, etc.).Vitaminas y minerales
Estos dos grupos conforman los micro nutrimentos, conocidos así debido a que necesitamos cantidades muy pequeñas para satisfacer las necesidades del organismo; sin embargo, su presencia es vital ya que una insuficiencia hace que un sinnúmero de funciones se lleven a cabo de manera inadecuada, por ejemplo, una deficiencia de vitamina A, es causa de ceguera nocturna.
La fotosíntesis es un proceso en virtud del cual los organismos con clorofila, como las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan energía 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.
La fotosíntesis se realiza en dos etapas: una serie de reacciones que dependen de la luz y son independientes de la temperatura, y otra serie que dependen de la temperatura y son independientes de la luz.
La velocidad de la primera etapa, llamada reacción lumínica, aumenta con la intensidad luminosa (dentro de ciertos límites), pero no con la temperatura. En la segunda etapa, llamada reacción en la oscuridad, la velocidad aumenta con la temperatura (dentro de ciertos límites), pero no con la intensidad luminosa.
Fase primaria o lumínica
La fase lumínica de la fotosíntesis es una etapa en la que se producen reacciones químicas con la ayuda de la luz solar y la clorofila.
La clorofila es un compuesto orgánico, formado por moléculas que contienen átomos de carbono, de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y magnesio.
Estos elementos se organizan en una estructura especial: el átomo de magnesio se sitúa en el centro rodeado de todos los demás átomos.
La clorofila capta la luz solar, y provoca el rompimiento de la molécula de agua (H2O), separando el hidrógeno (H) del oxígeno (O); es decir, el enlace químico que mantiene unidos al hidrógeno y al oxígeno de la molécula de agua, se rompe por efecto de la luz.
El proceso genera oxígeno gaseoso que se libera al ambiente, y la energía no utilizada es almacenada en moléculas especiales llamadas ATP. En consecuencia, cada vez que la luz esté presente, se desencadenará en la planta el proceso descrito.
Fase secundaria u oscura
La fase oscura de la fotosíntesis es una etapa en la que no se necesita la luz, aunque también se realiza en su presencia. Ocurre en los cloroplastos y depende directamente de los productos obtenidos en la fase lumínica.
En esta fase, el hidrógeno formado en la fase anterior se suma al dióxido de carbono gaseoso (CO2) presente en el aire, dando como resultado la producción de compuestos orgánicos, principalmente carbohidratos; es decir, compuestos cuyas moléculas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.
Dicho proceso se desencadena gracias a una energía almacenada en moléculas de ATP que da como resultado el carbohidrato llamado glucosa (C6HI2O6), un tipo de compuesto similar al azúcar, y moléculas de agua como desecho.
Después de la formación de glucosa, ocurre una secuencia de otras reacciones químicas que dan lugar a la formación de almidón y varios carbohidratos más.
A partir de estos productos, la planta elabora lípidos y proteínas necesarios para la formación del tejido vegetal, lo que produce el crecimiento.
Cada uno de estos procesos no requiere de la participación de luz ni de la clorofila, y por ende se realiza durante el día y la noche. Por ejemplo, el almidón producido se mezcla con el agua presente en las hojas y es absorbido por unos tubitos minúsculos que existen en el tallo de la planta y, a través de éstos, es transportado hasta la raíz donde se almacena. Este almidón es utilizado para fabricar celulosa, el principal constituyente de la madera.
El resultado final, y el más trascendental, es que la planta guarda en su interior la energía que proviene del Sol. Esta condición es la razón de la existencia del mundo vegetal porque constituye la base energética de los demás seres vivientes.
Por una parte, las plantas son para los animales fuente de alimentación, y, por otra, mantienen constante la cantidad necesaria de oxígeno en la atmósfera permitiendo que los seres vivos puedan obtener así la energía necesaria para sus actividades.
Si los químicos lograran reproducir la fotosíntesis por medios artificiales, se abriría la posibilidad de capturar energía solar a gran escala. En la actualidad se trabaja mucho en este tipo de investigación. Todavía no se ha logrado sintetizar una molécula artificial que se mantenga polarizada durante un tiempo suficiente para reaccionar de forma útil con otras moléculas, pero las perspectivas son prometedoras.
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 biológico:
Plántulas de frijol
Tierra
Sustancias:
Nitrato de calcio
Sulfato de magnesio
Fosfato de potasio monobásico
Agua destilada
Equipo:
Balanza granataria 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: Completa la siguiente tabla:
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 | No habían germinado | No habían germinado | No habían germinado | No habían germinado |
Medición 1 | Comenzaba a salir la raíz | Comenzaba a salir la raíz | Comenzaba a salir la raíz | Comenzaba a salir la raíz |
Medición 2 | 5.5cm | 1.8cm | 4.3cm | 4.9cm |
Medición 3 | 7.6cm | 5.1cm | 10.2cm | 8.2cm |
Medición 4 | 20.3cm | 12.4cm | 13.3cm | 10.2cm |
Medición 5 | 29.7cm | 22.7cm | 17.8cm | 15.1.cm |
Todos los frijoles germinaron, unos más que otros pero todos crecieron debido al medio en que se encontraban. Los que crecieron más fue el de suelo y agua y el de solución hidropónica
Análisis de los resultados:
Todos los frijoles germinaron, el que creció más fue el de la tierra debido a que estaba en su medio natural y pudo tomar bien las sales minerales y agua para así poder crecer, el segundo en crecer más fue el se la solución hidropónica dado que en la solución hidropónica tenia sales minerales que es lo que le ayudo a los frijoles a germinar, los de tezontle crecieron, pero creció más el de agua normal, que el de agua destilada, dado que con el agua destilada no tenia sales que tomar la planta y con la otra sí.
Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
Las plantas son autótrofas, por lo mismo se alimentan del alimento que ellas producen, ósea de la glucosa, el suelo participa en la aportación de sales que la planta utilizara en la fotosíntesis, y el agua es la que le aporta las sales para disolver elementos químicos, y que sin la luz solar, el agua y los minerales que ayudan a la planta en la producción de la fotosíntesis, es decir sin factores que le ayudan a la planta en la fotosíntesis, es lo que detiene el crecimiento, que esto no quiere decir que depende de ellos, porque la planta produce su propio alimento.
Las plantas son autótrofas, por lo mismo se alimentan del alimento que ellas producen, ósea de la glucosa, el suelo participa en la aportación de sales que la planta utilizara en la fotosíntesis, y el agua es la que le aporta las sales para disolver elementos químicos, y que sin la luz solar, el agua y los minerales que ayudan a la planta en la producción de la fotosíntesis, es decir sin factores que le ayudan a la planta en la fotosíntesis, es lo que detiene el crecimiento, que esto no quiere decir que depende de ellos, porque la planta produce su propio alimento.
Conceptos clave: Plántula de frijol:
Nutrición autótrofa: La nutrición autótrofa es la realizada por las plantas verdes con clorofila, donde la planta fabrica sus propios alimentos (sustancias orgánicas) a partir del dióxido de carbono del aire y el agua que absorbe del medio (sustancias inorgánicas) mediante una serie de reacciones químicas (metabolismo celular) , donde en algunas de ellas es indispensable la luz, llamadas en su conjunto fotosíntesis
Crecimiento: El crecimiento es la acción y efecto de crecer. Este verbo, a su vez, hace referencia a tomar aumento natural, a producir aumento por añadir una nueva materia o a adquirir aumento en sentido simbólico.
Hidroponía: La hidroponía o agricultura hidropónica es un método utilizado para cultivar plantas usando soluciones minerales en vez de suelo agrícola. La palabra hidroponía proviene del griego, hydro = agua y ponos = trabajo. Las raíces reciben una solución nutritiva equilibrada disuelta en agua con todos los elementos químicos esenciales para el desarrollo de la planta. Y pueden crecer en una solución mineral únicamente o bien en un medio inerte como arena lavada, grava o perlita, entre muchas otras.
Suelo: es una mezcla de agua, bacterias, minerales, materia orgánica,
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.
Fuentes de información:
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