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¿Cómo obtienen las plantas su O₂ para respirar durante la noche?

¿Cómo obtienen las plantas su O₂ para respirar durante la noche?



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Si no me equivoco, los estomas se cierran durante la noche. Como resultado, me cuesta imaginar cómo la planta puede obtener el O2 necesita respirar durante la noche. Pensé que la planta podría producir el O2 internamente a través de alguna reacción química. Tal reacción podría incluir la división de H2O absorbido a través de las raíces en dos. O tal vez la O2 se difunde lo suficientemente bien a través de los tejidos vegetales.

¿Cómo obtienen las plantas su O?2 para la respiración durante la noche?


No todas las plantas tienen los estomas cerrados durante la noche. Una excepción notable son las plantas de metabolismo del ácido crasuláceo (CAM) que mantienen sus estomas cerrados durante el día y abrirlo durante el noche. Esta es una estrategia evolutiva común con Xerophytes.

También hay otros 2 tipos de vías metabólicas, a saber, C3 y C4. Como consecuencia, obtenemos lo que se llama una planta C3 y C4, que representa acertadamente la vía metabólica predominante que emplea.

Además, las células vegetales, como toda la vida, pueden producir energía sin oxígeno mediante glucólisis. Además, cuando los estomas están cerrados, la respiración de oxígeno está restringida, no bloqueada por completo. Finalmente, puede ser importante señalar que el metabolismo de las plantas se reduce durante la noche.

Revelación completa, no soy botánico. Por favor, avíseme si hay errores evidentes.


El problema aquí radica en su suposición:

Los estomas se cierran durante la noche.

A pesar de que la mayoría de las plantas (C3) efectivamente cierran sus estomas durante la noche y los abren cuando detectan luz azul por la mañana, los estomas no están completamente cerrados, es decir, no están cerrados hasta el punto de no permitir alguna conductancia.

Según Snyder (2003):

En general, se acepta que para las plantas C3 y C4, el cierre de los estomas minimiza la pérdida de agua por transpiración (E) durante la noche cuando no hay oportunidad de ganar carbono. Sin embargo, existe una creciente evidencia de que algunas especies mantienen una conductancia estomática sustancial (g) y E durante la noche. Arabidopsis, Betula, Brassica, Chrysothamnus, Fraxinus, Picea, Rosa, Sarcobatus, y Tilia todos tienen g sustancial durante la noche, según las mediciones del intercambio de gases.

Por lo tanto, estas plantas absorben O2 por la noche.

Fuente:

  • Snyder, K. (2003). Conductancia nocturna en especies C3 y C4: ¿las plantas pierden agua por la noche ?. Journal of Experimental Botany, 54 (383), págs. 861-865.

No estas equivocado. Las plantas pueden utilizar el oxígeno obtenido de la fotólisis (rotura de la luz) del agua para impulsar la respiración celular. Por cada 1 $ C_6H_ {12} O_6 $ (glucosa) producido, se consumen 6 $ CO_2 $ y 12 $ H_2O $. Además, también se producen 6 $ H_2O $ y 6 $ O_2 $. Pero la forma principal en que las plantas reciben oxígeno es la misma forma en que reciben dióxido de carbono: a través de sus estomas.

Sin embargo, quiero enfatizar el punto de Niobe sobre las plantas CAM. Las plantas CAM se han adaptado a las condiciones cálidas y áridas cerrando sus estomas durante el día y abriéndolos durante la noche para recolectar $ CO_2 $.


Sí, cada uno de ustedes tiene razón, ya que hay muchas formas en que la planta puede obtener O2 ya que las plantas respiran no solo por las hojas, sino también por los tallos y las raíces que ayudan a obtener el oxígeno presente en el suelo y cerca de la superficie, y más allá de eso. tener fotólisis.


¿Cómo respiran las plantas?

El proceso de respiración es importante para todos los seres vivos porque lo utilizan para mantenerse con vida. Esto también es cierto para las células vegetales. Necesitan el proceso de respiración al igual que los humanos y los animales. Las plantas respiran mediante el proceso de respiración celular. Esto significa que utilizan los nutrientes que obtienen del suelo y los convierten en energía. Esta energía se utiliza para alimentar todas sus actividades celulares. Este proceso es diferente a la fotosíntesis.

La fotosíntesis es el proceso en el que las plantas convierten la energía luminosa en energía química. Almacenan esta energía en glucosa que luego usan en la respiración. Entonces, la diferencia es que durante la respiración, las plantas consumen varios nutrientes para mantener vivas sus células, mientras que durante la fotosíntesis, producen su alimento.


¿Cómo obtienen las plantas su O₂ para respirar durante la noche? - biología

Lista de verificación de sentido

Los maestros y las familias de todo el país se enfrentan a una nueva realidad de brindar oportunidades para que los estudiantes hacer la ciencia a través del aprendizaje a distancia y en casa. los Hacer diario es una de las formas en que NSTA apoya a los maestros y las familias con este esfuerzo. Cada día de la semana, NSTA compartirá una tarea de creación de sentido que los maestros y las familias pueden usar para involucrar a sus estudiantes en un aprendizaje científico auténtico y relevante. Alentamos a las familias a dedicar tiempo al aprendizaje familiar de ciencias (¡la ciencia es un proceso social!) Y nos dedicamos a ayudar a los estudiantes y sus familias a encontrar un equilibrio entre el aprendizaje de las ciencias y las responsabilidades diarias que tienen para mantenerse saludables y seguros.

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Sensemaking está tratando activamente de descubrir cómo funciona el mundo (ciencia) o cómo diseñar soluciones a problemas (ingeniería). Estudiantes hacerciencia e ingeniería a través de las prácticas de ciencia e ingeniería. Participar en estas prácticas requiere que los estudiantes sean parte de una comunidad de aprendizaje para poder compartir ideas, evaluar ideas en competencia, dar y recibir críticas y llegar a un consenso. Ya sea que esta comunidad de estudiantes esté formada por compañeros de clase o miembros de la familia, los estudiantes y los adultos construyen y perfeccionan juntos el conocimiento de la ciencia y la ingeniería.

Introducción

¿Alguna vez te has preguntado qué hacen las plantas durante toda la noche? ¿Están durmiendo? ¿Hacen algo en absoluto? Es probable que los estudiantes comprendan que las plantas capturan la energía luminosa a través de la fotosíntesis. Sin embargo, es posible que no comprendan que las plantas también deben realizar la respiración celular para liberar energía utilizable de las moléculas orgánicas producidas como resultado de la fotosíntesis. Algunos estudiantes pueden pensar que las plantas solo realizan la fotosíntesis, mientras que otros pueden pensar que las plantas realizan la fotosíntesis durante el día y la respiración durante la noche.

La tarea de hoy, ¿Qué hacen las plantas en la oscuridad? se basa en la comprensión de los estudiantes de los procesos de fotosíntesis y respiración y comenzará a ayudarlos a aclarar ideas sobre la relación entre estos dos procesos. Los estudiantes descargan y analizan datos de una investigación que ya se ha completado y usan la herramienta de pensamiento de patrones para construir una explicación de lo que hacen las plantas durante toda la noche. Si bien los estudiantes necesitan oportunidades para desarrollar y utilizar el conocimiento y las habilidades de la planificación y realización de investigaciones, el Daily Do de hoy es un ejemplo de cómo los estudiantes como científicos pueden participar en la construcción de sentido sin realizar físicamente la investigación ellos mismos.

Comprometerse con el fenómeno

Pregunte a los estudiantes: "¿Alguna vez se han preguntado qué hacen las plantas durante toda la noche?" Dé a los estudiantes tiempo para pensar de forma independiente y registrar ideas sobre lo que hacen las plantas por la noche y luego pídales que compartan sus ideas con un compañero. Invite a los alumnos a compartir con la clase una idea o una pregunta que compartió su compañero y que les hizo sentir curiosidad.

Comparta la "Luz y oscuridad" sonda de evaluación formativa con tus alumnos. Si está completando esta tarea diaria en un escenario de aprendizaje a distancia, considere compartir esta versión de Google Docs de la prueba de evaluación formativa Light and Dark con los estudiantes. Pregunte a los alumnos: "¿Con qué amigo estás más de acuerdo?" Proporcione a los estudiantes tiempo de pensamiento independiente para completar la prueba de evaluación formativa. Pídales que registren sus ideas en su cuaderno de ciencias. Anime a los estudiantes a usar palabras, dibujos y / o símbolos para comunicar su pensamiento. Puede pedirles a los estudiantes que guarden la sonda (asegúreles que volverá a sus sondas más tarde) y luego les pregunte sobre la afirmación de qué amigo seleccionaron. Considere pedirles a los estudiantes que escriban sus afirmaciones en notas adhesivas y luego creen un gráfico de barras en la pared del aula. También puede utilizar una herramienta digital gratuita para encuestar a los estudiantes, como Mentimeter o Socrative.

Pregunte a los alumnos: "¿Cómo podríamos averiguar qué amigo tiene el mejor reclamo?" Si los estudiantes tienen dificultades para pensar en ideas, proporcióneles las ecuaciones químicas para la fotosíntesis y la respiración.

  • Fotosíntesis: 6H 2 O + 6CO 2 + energía luminosa → C 6 H 12 O 6 + 6O 2
  • Respiración celular: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6H 2 O + 6CO 2 + energía

Si los estudiantes continúan teniendo dificultades, pregúnteles: "¿Qué podríamos medir para determinar si están ocurriendo la fotosíntesis y / o la respiración celular?"

Los estudiantes pueden compartir muchas ideas diferentes sobre cómo medir las entradas o salidas de cada proceso. Prácticamente, los gases (O 2 o CO 2 ) que se consumen o liberan son los más fáciles de medir. En esta tarea, nos dirigimos al análisis de datos de una investigación en la que se utilizaron sensores para medir cambios en las cantidades de estos gases.

Diga a los estudiantes: "Puede que no estemos en una situación en la que podamos llevar a cabo esta investigación, pero podemos analizar los datos publicados recopilados en una investigación similar a la que estamos proponiendo".

Investigando lo que hacen las plantas en la oscuridad

Orientación del maestro: Se pide a los estudiantes que analicen datos de la biblioteca de datos de muestra y experimentación de Vernier, utilizando el software gratuito Graphical Analysis 4 de Vernier. Estos conjuntos de datos se recopilaron utilizando el software de prueba Vernier. Estos mismos experimentos realizados por los estudiantes en el aula arrojarían resultados similares. Vea el video Uso de datos y software de Vernier para obtener ayuda sobre la descarga y el uso del software de análisis y datos de Vernier.

Entregue a los estudiantes el folleto de investigación de la fotosíntesis y la respiración y pídales que lean el procedimiento. Puede utilizar las diapositivas 1 y 2 de la sección ¿Cómo obtienen energía las plantas en la oscuridad? presentación para recorrer la configuración de la investigación. Utilice las siguientes preguntas para guiar una discusión y aclarar la comprensión del procedimiento por parte de los estudiantes.

  • ¿Por qué la cámara está envuelta en papel de aluminio para recopilar el conjunto de datos 1?
  • ¿Por qué se necesita la luz para recopilar el conjunto de datos 2?
  • ¿Por qué se necesita el disipador de calor para recopilar el conjunto de datos 2?
  • ¿Por qué es importante tener hojas de espinaca frescas y turgentes?
  • ¿Cómo sabremos si está ocurriendo la fotosíntesis?
  • ¿Cómo sabremos si está ocurriendo la respiración celular?

Haga que los alumnos completen el organizador gráfico de hipótesis (Diapositiva 3) basándose en la afirmación con la que estuvieron de acuerdo. Si tiene un grupo grande de estudiantes, puede asociarlos en función de su reclamo seleccionado. Este organizador gráfico está adaptado de los recursos instructivos de la Investigación basada en argumentos. Haga que los estudiantes compartan sus predicciones y razonamientos primero en grupos pequeños y luego con la clase.

La tabla proporcionada en la Orientación para maestros para ¿Qué hacen las plantas en la oscuridad? resume los resultados esperados basados ​​en la afirmación de cada amigo en la sonda de evaluación formativa "Luz y oscuridad".

Analizando los datos

Dígales a los estudiantes que descarguen los datos del experimento y del software Graphical Analysis 4. Haga que los estudiantes se refieran a los pasos 8, 13 y 14 para analizar los datos de los conjuntos de datos y determinar las tasas de fotosíntesis y / o respiración. Haga que los estudiantes usen la herramienta de ajuste de curvas como se indica en el folleto de investigación de Fotosíntesis y Respiración y registren las tasas en la tabla de datos del folleto.

Además de los pasos enumerados en el folleto de investigación, realizar los siguientes pasos hará que las gráficas sean más fáciles de leer e interpretar.

  1. Haga clic en el botón "Ver opciones" en la parte superior derecha. El botón parece una pequeña mesa.
  2. Haga clic en "Tabla".
  3. Haga clic en los tres puntos junto al título de cada conjunto de datos.
  4. Haga clic en "Cambiar nombre de conjunto de datos".
  5. Cambie el nombre del conjunto de datos 1 a "Oscuro" y el conjunto de datos 2 a "Claro".
  6. Haga clic en el botón "Ver opciones" y haga clic en "2 gráficos".
  7. Para cada gráfico, haga clic en el botón Herramientas de gráficos y active "Leyenda del gráfico".

Los gráficos finales deberían verse como los de la siguiente captura de pantalla:

Pida a los estudiantes que trabajen con un compañero para responder las siguientes preguntas y registren sus pensamientos en sus cuadernos de ciencias:

  • ¿Cómo influye la cantidad de O 2 cambiar con el tiempo en la luz? ¿En la oscuridad?
  • ¿Cómo influye la cantidad de CO 2 cambiar con el tiempo en la luz? ¿En la oscuridad?
  • ¿Qué patrones observa en los datos presentados en los gráficos?
  • ¿Cómo cambian las tasas de cambio con el tiempo? ¿Cómo podría representar matemáticamente estas tasas de cambio?

Revisión de reclamaciones

Utilice las preguntas 1 a 4 del material de investigación de la fotosíntesis y la respiración para guiar una discusión y ayudar a los estudiantes a entender el fenómeno.

  1. ¿Fue alguno de los valores de la tasa de CO 2 un numero positivo? Si es así, ¿cuál es el significado biológico de esto?
  2. ¿Fue alguno de los valores de tasa para O 2 un numero negativo? Si es así, ¿cuál es el significado biológico de esto?
  3. ¿Tiene evidencia de que la respiración celular ocurrió en las hojas? ¿Cuál es la evidencia?
  4. ¿Tiene evidencia de que la fotosíntesis ocurrió en las hojas? ¿Cuál es la evidencia?

Orientación para el maestro: la pregunta 5 y las extensiones no son necesarias para responder " ¿Qué hacen las plantas en la oscuridad? " , pero pueden conducir a más oportunidades de creación de sentido.

Haga que los estudiantes regresen a sus organizadores gráficos de hipótesis y respondan estas preguntas, primero de forma individual o en parejas. Luego, haga que los estudiantes compartan con todo el grupo.

  • ¿Los resultados apoyan o refutan su afirmación seleccionada?
  • ¿Los resultados son consistentes con cualquier otra afirmación?

Diga a los alumnos: "Revisemos las afirmaciones que estamos evaluando. Según nuestro análisis de datos, ¿podemos determinar qué afirmación es la más precisa? ¿Como sabemos?" Facilite una discusión para generar consenso en torno a la afirmación de que las plantas realizan la respiración pero no la fotosíntesis en la oscuridad.

Es posible que los estudiantes todavía se pregunten por qué las plantas realizan la respiración. Pregúnteles: "¿Deberíamos investigar esta pregunta a continuación?" (Esta pregunta se investigará en un próximo Daily Do).

NSTA ha creado un ¿Qué hacen las plantas en la oscuridad?? recopilación de recursos para ayudar a los maestros y las familias a utilizar esta tarea. Si es miembro de NSTA, puede agregar esta colección a su biblioteca haciendo clic en Agregar a mi biblioteca ubicada cerca de la parte superior de la página.

El NSTA Daily Do es un recurso educativo abierto (REA) y puede ser utilizado por educadores y familias que brinden a los estudiantes aprendizaje de ciencias a distancia y en el hogar. Acceda a la colección completa de NSTA Daily Dos.


¿Cómo obtienen las plantas su O₂ para respirar durante la noche? - biología

¿Cómo y por qué respiran las plantas?

Usted sabe que todos los organismos vivos respiran para liberar energía de la glucosa y hacerla disponible en forma de ATP para trabajos químicos, osmóticos y de otro tipo.

Las plantas no son una excepción. Necesitan respirar prácticamente todo el tiempo para satisfacer sus necesidades energéticas. No pueden utilizar el ATP generado en la fotosíntesis para estos fines.

Las plantas respiran de forma normal mediante la glucólisis, el ciclo de Krebs, la fosforilación oxidativa, etc.

A menudo, la respiración está enmascarada por el hecho de que la fotosíntesis produce oxígeno más rápido de lo que la respiración lo absorbe y la fotosíntesis utiliza dióxido de carbono más rápido de lo que la respiración lo produce. Solo en la oscuridad se hacen evidentes los efectos completos de la respiración cuando se detiene la fotosíntesis.

Las plantas necesitan energía para absorber las sales minerales del suelo donde están presentes en concentraciones muy bajas; esto necesita trabajo (energía) para concentrar el mineral dentro de la planta. Las plantas que crecen en suelos anegados (que carecen de oxígeno) no pueden respirar en sus raíces y pronto muestran los síntomas de escasez de minerales (como hojas amarillas). (El arroz es interesante porque tiene un tallo conciso a través del cual permite que el oxígeno de arriba del agua llegue a las raíces y, por lo tanto, el arroz prospera en los "arrozales").

El agua entra en la planta en parte con la ayuda de energía, pero la mayor parte de la energía para la absorción de agua es el resultado de la evaporación de las hojas que "succionan" el agua. Sin embargo, mover los azúcares por la planta parece requerir energía, ya que las células muertas del floema no transportan azúcares.

Los productos químicos complejos (como las proteínas) necesitan energía para producirlos a partir de productos químicos simples; de nuevo, las plantas necesitan un suministro de energía para hacer esto.


Términos de biología relacionados

  • Ciclo del carbono - El ciclo por el cual los átomos de carbono se mueven a través de los ecosistemas vivos, desde que las plantas y otros fotoautótrofos los “fijan” en azúcares hasta que los animales los exhalan como un producto de desecho de la descomposición del azúcar.
  • Fijacion de carbon - El proceso por el cual los átomos de carbono del CO2 de la atmósfera se incorporan a azúcares simples que los seres vivos pueden utilizar como combustible y materiales de construcción a largo plazo.
  • Fotosíntesis - El proceso por el cual las plantas aprovechan la energía del Sol para realizar las funciones de la vida.

1. ¿Por qué a veces se hace referencia a CAM como "C4" ¿fijacion de carbon?
UNA. Porque 4 es mejor que 3.
B. Porque se necesitan 4 vueltas del ciclo CAM para producir una molécula de glucosa.
C. Porque la fijación de carbono CAM utiliza malato, que es un azúcar que contiene 4 átomos de carbono.
D. Ninguna de las anteriores.

2. ¿Cuál de las siguientes plantas es más probable que utilice la fotosíntesis CAM?
UNA. Una planta que vive en un bosque templado.
B. Una planta que vive en un bosque tropical.
C. Una planta que vive en la tundra ártica.
D. Una planta que vive en un desierto.

3. ¿Qué es una planta CAM facultativa?
UNA. Una planta que solo puede utilizar CAM para fijar carbono.
B. Una planta que no puede utilizar CAM para fijar carbono.
C. Una planta que puede usar CAM cuando sea necesario, pero que también puede usar otros métodos para fijar carbono.
D. Ninguna de las anteriores.


¿Cómo crecen las plantas? La biología de la vida vegetal

Las plantas son increíbles, especialmente cuando te preguntas cómo crecen las plantas. Hay más de 350.000 especies de plantas, plantas aéreas y submarinas. Cada uno tiene que sobrevivir a unas duras condiciones para crecer, y puedes ver la tenacidad de las plantas para crecer cuando las ves encaramadas en el costado de las paredes del cañón o abriéndose paso a través del pavimento viejo. ¡Su voluntad de sobrevivir y propagarse es intensa!

Las plantas incluyen flores, árboles, arbustos, arbustos, pasto, musgo, enredaderas, hierbas, algas y algas verdes. Tienen mucho en común. Dependen de la naturaleza para sobrevivir y del contenido de otros seres vivos y naturales. Necesitan luz solar (excepto plantas de aguas profundas), agua, aire, abejas e insectos, tierra, animales y fuego para vivir. Algunos pinos solo liberan sus semillas después de un gran incendio, necesitan el calor para abrir los conos y las semillas.

Algunas plantas submarinas obtienen sus nutrientes del agua y sobreviven sin luz solar. En el cultivo hidropónico, las plantas se cultivan solo en agua en lugar de tierra, y puede ver el crecimiento de las raíces. El agua debe tener los nutrientes necesarios o la adición de alimento vegetal para que la planta prospere.

Para responder a la pregunta de cómo crecen las plantas, debe observar la propagación. Algunas plantas tienen partes masculinas y femeninas, otras no, pero todas dependen del viento, el aire, los animales, las abejas y los insectos para ayudar con la polinización y la fertilización. Otros enviarán corredores y tubérculos, o crearán bulbos, bulbos, chupones y cogollos adventicios para propagar nuevas plantas a través del suelo a nuevas ubicaciones. Los seres humanos ayudan con el empalme para el cruzamiento y el nuevo crecimiento en plantas viejas.

Las plantas que tienen semillas crean pequeños paquetes (semillas) que contienen una tienda de alimentos y un embrión de planta bebé, similar a un huevo fertilizado, y hay una capa protectora de semillas sobre la semilla. Cuando se fertiliza mediante polinización, la semilla se forma después de que una flor muere. La flor contiene partes masculinas y / o femeninas que crean un óvulo listo para la fertilización. Esto se convierte en la semilla o fruto que contiene semillas.

La semilla cae al suelo y comienza a ablandarse con la humedad hasta que la cubierta de la semilla se abre lo suficiente para que la germinación se abra con una raíz principal, pelos de raíz y la parte superior de la planta comienza a crecer hacia la luz y el calor. Esta es la planta de semillero. Las raíces crecen hacia abajo para encontrar más humedad y la parte superior de la planta crece para encontrar alimento y energía.

El alimento vegetal proviene del agua y el suelo. Las plantas absorben alimentos y energía a través de la fotosíntesis de la luz solar y la respiración a través de sus hojas (ósmosis). Reciben dióxido de carbono del aire a la luz del día y liberan oxígeno durante la noche. Es importante que las plantas obtengan los minerales adecuados del suelo. Afortunadamente, la madre naturaleza funciona perfectamente en la mayoría de los casos y las plantas prosperan.

Cuando miras todo lo que se necesita para que la naturaleza esté en perfecto equilibrio y respondes a la pregunta de cómo crecen las plantas, es un pensamiento asombroso y un proceso milagroso.


¿Cómo utilizan las plantas la respiración aeróbica y anaeróbica?

Pregunta: ¿Cómo utilizan las plantas la respiración aeróbica y anaeróbica?

Antes de adentrarnos en toda la ciencia, usemos una abreviatura rápida, ¡me ayudará! Digamos que tenía hambre y quería comer. Si tuviera comida en el refrigerador o pidiera comida para llevar, tal vez simplemente calentaría un poco la comida preparada y luego la devoraría. Fácil ¿verdad? Sin embargo, si todo lo que tuviera fueran ingredientes / partes simples que no sean apetitosas / llenas por sí solas, tendría que invertir tiempo y esfuerzo para preparar esta comida, pero el resultado final es el mismo. Me lo comería.

Para las plantas, la fotosíntesis es la cocción de la comida y la respiración la devora. Esto se debe a que la fotosíntesis produce un azúcar nutritivo llamado glucosa a partir de partes del aire, hojas y raíces, y luego la glucosa se usa en la respiración aeróbica para producir energía química que la planta puede usar para su crecimiento y mantenimiento. Aquí están las ecuaciones para las vías de energía en las plantas:

Fotosíntesis: carbono + agua + energía luminosa del sol -> glucosa + oxígeno + agua

Respiración aeróbica: glucosa + oxígeno -> dióxido de carbono + agua + energía química (ATP)

Ahora es importante entender también que las plantas durante el día se someten a más fotosíntesis durante el día que durante la noche debido a la falta de sol. Por lo tanto, durante el día, a medida que producen glucosa, tendrán más de lo que necesitan para que las plantas funcionen y dejarán un exceso de glucosa en el almacenamiento de glucosa llamado almidón. Luego, durante la noche, estos depósitos se agotan mediante la respiración aeróbica, ya que la planta produce menos glucosa a través de la fotosíntesis de lo normal. Por lo tanto, la glucosa se agota durante la noche y se produce durante el día.

Si los niveles netos de glucosa son más bajos que los que la planta necesita para funcionar, se produce una reducción de la capacidad de glucólisis (descomposición de la glucosa) debido a la falta de ATP para los pasos iniciales. Esto puede causar un aumento en la respiración anaeróbica o respiración / producción irregular de ATP.

Con mucho viento, poco oxígeno gaseoso o poco oxígeno disuelto en agua, puede ocurrir respiración anaeróbica. La respiración anaeróbica es la respiración sin oxígeno y esto es universal para todas las vías.

Si bien los animales producen ácido láctico en condiciones anaeróbicas a partir de la glucosa y tienen un proceso anaeróbico reversible (bajo oxígeno), es importante recordar que las plantas son diferentes. Las plantas tienen una vía de respiración anaeróbica similar a la de los hongos como la levadura, donde descomponen la glucosa en etanol y dióxido de carbono para producir pequeñas concentraciones de ATP. Sin embargo, es muy importante recordar que esta vía no es sostenible y reversible, por lo que si las plantas permanecen en malas condiciones, crecerán de forma anormal o morirán.

Este fue un ejemplo de cómo le explicaría el concepto anterior a un estudiante. Sin embargo, es importante recordar que los diferentes estudiantes aprenden de diferentes maneras y si veo que un estudiante tiene dificultades, tomaría otro enfoque o felizmente me tomaría mi tiempo con algunos conceptos. Estoy realmente feliz de dar clases particulares a este tipo de estudiantes, ya que tendría un impacto más positivo y estoy realmente feliz de ayudar. Además, algunos estudiantes aprenden mejor vocalmente que leyendo, pero espero que este artículo al menos pueda ayudar a la mayoría.


C 4 Plantas

Más de 8.000 especies de angiospermas han desarrollado adaptaciones que minimizan las pérdidas por fotorrespiración. Todos utilizan un método complementario de CO 2 absorción que forma una molécula de 4 carbonos en lugar de las dos moléculas de 3 carbonos del ciclo de Calvin. De ahí que estas plantas se llamen C 4 plantas. (Las plantas que tienen solo el ciclo de Calvin son C 3 plantas). Algunos c 4 plantas - llamadas plantas CAM - separan sus C 3 y C 4 ciclos por tiempo, mientras que otros C 4 las plantas tienen cambios estructurales en la anatomía de sus hojas de modo que su C 4 y C 3 las vías se separan en diferentes partes de la hoja con RUBISCO secuestrado donde el CO 2 el nivel es alto el O 2 nivel bajo.

Después de entrar a través de los estomas, CO 2 se difunde en un célula mesófila. Al estar cerca de la superficie de la hoja, estas células están expuestas a altos niveles de O 2 , pero no tienen RUBISCO por lo que no pueden iniciar la fotorrespiración (ni las reacciones oscuras del ciclo de Calvin).

En cambio, el CO 2 se inserta en un 3 carbonos compuesto (C 3 ) llamado ácido fosfoenolpirúvico (ENERGÍA) formando el 4 carbonos compuesto ácido oxaloacético (C 4). El ácido oxaloacético se convierte en ácido málico o ácido aspártico (ambos tienen 4 carbonos), que se transporta (por plasmodesmas) en un célula de la vaina del paquete. Las células de la vaina del paquete se encuentran en lo profundo de la hoja, por lo que el oxígeno atmosférico no puede difundirse fácilmente hacia ellas y, a menudo, tienen tilacoides con complejos del fotosistema II reducidos (el que produce O 2 ). Ambas características mantienen bajos los niveles de oxígeno en las células de la vaina del paquete, que es donde el compuesto de 4 carbonos se descompone en dióxido de carbono, que entra en el ciclo de Calvin para formar azúcares y almidón, y ácido pirúvico (C 3), que se transporta de regreso a una célula mesófila donde se convierte nuevamente en ENERGÍA.

El segundo 4 las plantas están bien adaptadas (y es probable que se encuentren en) hábitats con altas temperaturas diurnas y luz solar intensa. Algunos ejemplos hierba de cangrejo, maíz (maíz), caña de azúcar y sorgo. Aunque solo

3% de las angiospermas, C 4 las plantas son responsables de

25% de toda la fotosíntesis en tierra.

La capacidad de utilizar la C 4 La vía ha evolucionado repetidamente en diferentes familias de angiospermas, un ejemplo notable de evolución convergente. Quizás el potencial esté en todas las angiospermas.

Un informe de la edición del 24 de enero de 2002 de Naturaleza (por Julian M. Hibbard y W. Paul Quick) describe el descubrimiento de que el tabaco, una C 3 planta, tiene células capaces de fijar dióxido de carbono por el C 4 sendero. Estas células se agrupan alrededor de las venas (que contienen xilema y floema) de los tallos y también en los pecíolos de las hojas. En esta ubicación, están muy alejados de los estomas que podrían proporcionar CO atmosférico. 2 . En cambio, obtienen su CO 2 y / o el ácido málico de 4 carbonos en la savia que se ha subido al xilema desde las raíces.

Si esto resulta ser cierto para muchos C 3 plantas, explicaría por qué ha sido tan fácil para C 4 plantas para evolucionar de C 3 antepasados.


Respiración en plantas & # 8211 Live Proof

Un domingo por la tarde de invierno, mis hijas y yo estábamos paseando por nuestro jardín, disfrutando del sol. Siempre dispuesta a aprovechar las oportunidades para hacer que mis niñas aprendan algo nuevo o sientan curiosidad por algo, me mantengo armado con algunas preguntas, trivialidades interesantes o ideas para experimentos.

Ese día estábamos mirando nuestras plantas y les estaba mostrando lo diferente que es cada una. Mi hijo menor arrancó una flor de hibisco, ¡y el mayor consciente estaba molesto porque Tisha estaba recogiendo flores! Sin embargo, al estar de acuerdo en que estaba mal recoger flores, dije: "Hagamos un buen uso de esta flor y hagamos un experimento con ella.! ¡Déjame también arrancar algunas hojas! " Así es como nos embarcamos en aprender si las plantas respiran.

La pregunta: ¿respiran las plantas?

(La respuesta: sí, "respiran" a través de los poros de la superficie de las hojas, pétalos, etc., y se denominan estomas.).

Ambas chicas sabían, a su manera, que las plantas son seres vivos. Así que les comenté: "¡Si están vivos, probablemente también respiren!" El mayor inmediatamente intervino: “El maestro nos dijo que inhalamos oxígeno y emitimos dióxido de carbono cuando exhalamos. La maestra también dijo que obtenemos oxígeno de las plantas, por lo que debemos guardarlas ". El más joven se interesó pero no pudo entender lo que dijo el mayor. ¡Así que los tres hicimos un par de ejercicios de respiración profunda en ese momento! (Recuerde: debe mantener a los niños interesados ​​y comprometidos y, por lo tanto, intentar cosas diferentes, especialmente si hay dos o más grupos de edad involucrados).

Ahora habíamos establecido que respirar (no nos aventuramos en "respiración versus respiración") implicaba tomar un poco de "aire" y luego dar un poco de "aire".

Ahora tenía que mostrarles a mis hijos que las plantas también lo hacían, no a través de la nariz, sino a través de la superficie.

El experimento: cómo exploramos la pregunta en pasos detallados

Le pedí a Pritika que trajera un cuenco de vidrio del interior de la casa, recordándole que tuviera cuidado con el vidrio. (Aunque cualquier cuenco serviría, el vidrio facilita la observación de las cosas).

Vertí agua en el cuenco y le pedí al más joven que pusiera hojas en el cuenco. Le había dicho que tuviera cuidado y que no arrugara las hojas y que la pusiera en el agua con suavidad y manteniéndola en posición horizontal. Lo empujé ligeramente hacia abajo para que las hojas se sumergieran en el agua.

Luego tuvimos que dejarlo solo, sin molestarlo, durante aproximadamente una hora. Ambos estaban inquietos e impacientes por lo que iba a suceder y vigilaban el cuenco. Estaba feliz: estaban adquiriendo algunas habilidades de observación y fortaleciendo su paciencia. No respondí a ninguna de sus preguntas porque después quería que hicieran más observaciones y trataran de inferir cosas por sí mismos.

En menos de una hora, pude ver lo que estábamos destinados a hacer: burbujas en la superficie de las hojas sumergidas y algunas burbujas subiendo a la superficie del agua. No señalé esto y esperé, esperando que ellos mismos notaran el cambio. ¡Lo hicieron! Ambos vieron la burbuja cuando empezaron a ascender a la superficie del agua y preguntaron si eso era lo que se suponía que iba a pasar. Emocionado, dije: “¿Qué podría significar la presencia de burbujas? Si eso responde a nuestra pregunta sobre la respiración de las plantas, entonces sí, de eso se trata el experimento, de lo contrario, tenemos que esperar a que ocurra algún otro cambio ".

Después de un tiempo, tuve que darles una pista: "¿Qué hay dentro de las burbujas?" "Aire! " saltó el mayor captando la respuesta inmediatamente después de eso y luego se lo explicó al menor. ¿Nuestro día estaba hecho y terminamos con varias preguntas más? - ¿Pasará lo mismo con las flores? ¿Ocurrirá con todas las plantas? ¿Ocurrirá con las frutas? ¿Ocurrirá también de noche (esto del mayor porque la maestra les había dicho que las plantas dan oxígeno durante el día)?

Así que esta vez repetimos el experimento con flores.

Pudimos ver burbujas de aire saliendo de las flores, así como una prueba de respiración.

Los pétalos que estaban sumergidos todavía "respiraban". Cuando soltaron el aire (exhalaron), se formaron pequeñas burbujas en la superficie, porque la planta estaba en otro medio, agua (¿No es esta una forma inteligente de "ver" el aire??!). Dado que el aire es más ligero que el agua, las burbujas también subieron a la superficie del recipiente.

Permítanme explicar algunas palabras científicas relacionadas con este contexto respiración en plantas

  • Respiración celular en plantas - La respiración en la que no hay dióxido de carbono se llama respiración celular. Las células respiran en esta situación.
  • Fotosíntesis - el proceso mediante el cual las hojas producen alimento por sí mismas se llama fotosíntesis. La planta utiliza luz solar, dióxido de carbono, agua y minerales para preparar los alimentos.
  • Estomas - poros que permiten que la planta respire. A través de los estomas, solo las hojas pueden absorber dióxido de carbono y liberar oxígeno.
  • Difusión - en las plantas, el alimento preparado por las hojas se distribuye a todas las partes de la planta a través de la difusión, donde unicelular lleva el alimento a todas las partes del cuerpo de la planta.

La realización de cualquier experimento con niños requiere precaución. Este experimento no es diferente. Sin embargo, permítame enumerar las pocas áreas en las que debe concentrarse.

Use a glass bowl for more visibility. But you need to be very careful to let kids deal with them as they may cause damage if they fall down.

Next, with plants, you need to select the right plant that will not cause any toxicity for kids. Not all plants are good hence exercise caution. Don’t let kids pick plants from the garden on their own.

Four-year old pre-school children are exposed to very basic ideas about living and non-living things. Some of them may be taught things like – ‘plants also have life’, ‘plants are helpful for us’, ‘you should not harm plants and flowers’, ‘they “sentir dolor” too’ etc. It is easier for them to relate to other humans and animals, and even birds. Plants are similar to us in some ways! is too hard a concept for them to grasp. On top of that, they then build their own notions – we breathe through our noses, animals also have noses and breathe through those, plants don’t have noses.

Leave alone four-year-olds, even older children at least up to the age of eight, may not even think of the question of whether plants breathe. Eight-year-old children, i.e. those probably in class 3, would have studied a bit more about differences between living and non-living things, but even they do not really explore this question or become curious about cómo they breathe if they don’t have noses.

Girls are more inclined towards playing with flowers and plants, hence this activity was thoroughly enjoyed by them. This, however, is a function of how we bring up our children and what they see around them! No stereotype here. Hence, it can be equally interesting and productive with boys.

Final thoughts

I am glad to let you know all these details and now it’s time for you to put this in action with your kids. Feel free to share your comments and also let us know if we missed any details related to this experiment.


What is Photosynthesis?

Photosynthesis is a process which uses six molecules of water and six molecules of carbon dioxide and converts these reactants into six molecules of carbohydrates (Glucose) and six molecules of oxygen under the presence of sunlight.

Oxygen is basically a byproduct of this process which is then released into the atmosphere to be inhaled by organisms which need oxygen to carry out aerobic respiration.

Aerobic respiration is just a fancy word for ‘using oxygen to make energy’.

Let me show you a chemical equation of how photosynthesis works:

Here’s a more detailed one 6 CO2 + 6 H2O ——> C6H12O6 + 3 O2

Papel de Dióxido de carbono in Photosynthesis

Plants get carbon dioxide directly from the atmosphere.

The atmosphere gets it from many sources like breathing out of various organisms, burning of fossils fuels, volcanic eruptions and other processes that evolve carbon dioxide.

Plants need to absorb carbon dioxide.

They do that through the underside of leaves which contains pore-like openings known as stomata.

The stomata are open throughout the day to allow ample amount of carbon dioxide to be absorbed by the plant so that photosynthesis can be carried out.

At night, this process reverses. The stomata remain closed and the plant produce carbon dioxide since there is no sunlight available to carry out photosynthesis. Hence, during the night, plants respire just like other organisms to produce energy and carry out metabolic processes.

Papel de Agua in Photosynthesis

Water is absorbed by plants through roots embedded into the soil.

The plant consists of conducting vessels known as Xylem vessels which transport water through the stem up the plant against gravity. Phloem vessels running along xylem vessels carry nutrients from the soil up the tree.

Excess water is either stored by the plant for future use or evaporated from the leaves through stomata. Release of water into the atmosphere in the form of water vapors is known as transpiration.

After plants get Carbon dioxide and water, they are now ready to start producing oxygen and glucose (photosynthesis).

Sunlight – Most important element of Photosynthesis

Sunlight is an important catalyst for this process.

Look at it like this No sunlight, No Photosynthesis.

We need sunlight to provide energy which will break down carbon dioxide and water molecules. Sunlight is absorbed by organelles known as chloroplast which contain a pigment known as chlorophyll.

Chlorphyll pigment is the reason why plants appear green. It only absorbs a cierto wavelength of light (the red and blue parts), reflecting the green, giving the plant its natural verde apariencia.

That explains Why Plants are Green in Color!

This way the molecules of carbon dioxide and water are broken down in the presence of sunlight to produce glucose and oxygen.

Glucose (Carbon)

Glucose gives the plant energy, as it does to other organisms, allowing them to carry out various metabolic processes necessary for growth and repair of the plant.

Excess glucose is stored in the form of starch which can be used in future whenever the plant requires it.

It’s also a way of plants to store carbon inside their cells.

Loss of this carbon due to deforestation is the reason why we’re losing the fight to climate change.

Oxígeno

Meanwhile, oxygen is released by plants into the atmosphere from stomata. This was the same opening through which carbon dioxide was taken in.

This way, plants are the largest contributors of oxygen on the planet. No organism comes close to the amount of oxygen produced by plants.

Without plants, we definitely won’t have enough oxygen to survive.

Now that we know about how Plants make oxygen for us How about we go and plant some trees?


Ver el vídeo: La fotosíntesis de las plantas. Ciencias naturales para niños (Agosto 2022).