2. INTRODUCCION
◦ La fabricación por parte de la planta de compuestos ricos en energía, es uno de los procesos
químicos mas importantes del mundo.
◦ Las investigaciones se iniciaron hace 300 años.
◦ Las ideas que tenían los científicos naturalistas de tiempos pasados eran muy absurdas.
◦ Desde el siglo xx hacia periodos anteriores existían grandes errores científicos y falsas hipótesis.
◦ En el siglo XVII se comenzó el estudio experimental de la fisiología vegetal.
3. TEORIA DE LA TRANSMUTACION
◦ Se creyó que la transmutación era un proceso a través del cual se podía cambiar una sustancia
en otra.
◦ Los investigadores notaron que:
Cuando el agua se evaporaba por ebullición en un recipiente,
quedaba en el fondo de este un pequeño residuo de cristales.
Se explico
El agua se había transmutado a “material térreo”
4. SIGLO XVII
◦ Se sabia muy poco o nada acerca de la naturaleza de los gases que se
les llamaba “ sustancias aeroformes”
◦ Muchos creían que se trataba de espíritus liberados cuando se
calentaban ciertos sólidos, mientras que otros los consideraban
realmente vivos.
◦ La falta de conocimientos jugó un papel muy importante en las
primeras investigaciones sobre la fotosíntesis.
5. TEORIA DEL FLOGISTO
SIGLO XVII
◦ Se origino para explicar muchos fenómenos, especialmente el de la combustión de
algunas sustancias.
◦ Se creyó que:
Las llamas que brotaban hacia arriba y hacia fuera
del objeto que se quemaba, representaban algo que
se escapaba de él.
6. ◦ Hoy en día se sabe que las sustancias que se
queman se unen con el oxigeno .
◦ Si se pasan todos los productos del proceso de la
combustión (incluyendo compuestos gaseosos que
se liberan), el peso es mayor después que antes de
quemarse.
◦ El peso adicional se explica por la cantidad de
oxigeno usado en el proceso de la combustión.
7. ◦ La teoría flogisto considero un gran numero de fenómenos observables.
◦ Los primeros científicos notaron que:
Cuando una vela ardía bajo una campana sellada se
apagaba después de cierto tiempo.
Al hecho de que no hay más oxigeno en
el aire contenido dentro de la campana
Se debe
8. ◦ Decían que el aire estaba “flogisticado”
◦ Este aire “flogisticado” se dijo que estaba “fijo” y por
lo tanto, era incapaz de favorecer la combustión.
◦ El aire que estaba presente dentro de la campana
antes de que la vela ardiera era llamado “aire
desflogisticado”.
9. ¿CÓMO CRECE UNA PLANTA? ¿DE DONDE SE
OBTIENEN MATERIALES PARA CONSTRUIR
MATERIAL VEGETAL ADICIONAL?
◦ Jan Baptista Van Helmont (157-1644)
◦ Llevo a cabo un experimento muy significativo con un árbol de sauce:
◦ Tomó una macetera, en la cual colocó 90.7kilos de tierra secada en un horno, la
humedeció con agua de lluvia y sembró en ella un tronco o tallo de sauce que
pesaba 2.30 kilos.
◦ Después de 5 años de cuidado, el árbol creció y pesaba 76.74 kilos.
◦ Cuando era necesario, Jan siempre humedecía la tierra de la macetera con agua
de lluvia o agua destilada; la macetera era grande y estaba implantada en la
tierra.
10. ◦ Para que el polvo en los alrededores no se mezclará con la tierra, cubrió los
bordes de la macetera con una placa de hierro cubierta con plomo y con muchos
huecos.
◦ Finalmente, sacó 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.
11. ◦ A él le pareció que la materia vegetal, representada por la ganancia en peso,
había venido solamente del agua, puesto que no había habido una perdida de
peso apreciable en la tierra.
◦ Asume que el agua ha sido transmutada en madera, pues la consideró un
material “térreo”
◦ La ganancia en peso mostrado por la planta se debió totalmente al agua utilizada
para su riego durante los 5 años.
CONCLUSIÓN
12. ULTIMA PARTE DEL SIGLO XVII
◦ El desarrollo del microscopio y uso en ciencias naturales llevó al descubrimiento de que las
hojas de las plantas tienen muchas aberturas (estomas) en sus superficies.
◦ Los microscopistas consideraban las hojas de las plantas como órganos digestivos y los poros
funcionales como salidas para productos de desecho de la digestión.
◦ El sacerdote inglés Stephen Hales (1677-1761) fue uno de los primeros en notar que tal vez el
agua no es la única relacionada con la nutrición de las plantas.
13. Su experimento:
◦ Sospechaba que las hojas y los tallos de las plantas absorbían aire elástico.
◦ Coloco una planta de menta bien arraigada en una cisterna de vidrio llena de
tierra, y entonces echó dentro tanta agua como pudo contener; sobre la cisterna
de vidrio coloco un vaso invertido zz, aa.
◦ Así el agua fue elevada por medio de un sifón hacia aa.
◦ Al mismo tiempo coloco también, de la misma manera, otro vaso invertido zz, aa
de igual tamaño que el anterior, pero sin ninguna planta dentro de él.
14. Conclusión:
◦ Concluyó que las plantas toman algo del aire.
◦ También demostró que las plantas cambiaban la composición del aire, sin
embargo, no estuvo seguro sobre qué clase de cambio era el que se producía.
◦ Las plantas interaccionan con la atmosfera. Como resultado hubo un volumen
menor de gases en el recipiente.
◦ De cierto modo las plantas afectan las condiciones de la atmosfera con la cual se
ponen en contacto. La composición original de la atmosfera en el recipiente
cambio ligeramente.
A través de este trabajo se estableció la interacción entre
las plantas y la atmosfera. Sin embargo, la naturaleza
exacta de esta interacción, permaneció oscura.
15. LOS QUIMICOS ENTRAN EN ESCENA
◦ El químico inglés Joseph Priestley (177733-1804) se interesó en la investigación
de los gases que se relacionaban con la vida de la planta.
◦ Descubrió que una vela permanecía encendida en un espacio cerrado (una
campana invertida) solamente por un cierto periodo de tiempo, notó también
que un ratón se sofocaba rápidamente cuando se colocaba en una situación
similar.
◦ Reconoció por lo tanto, que de alguna manera los animales y las velas prendidas
“dañaban” el aire, tornándolo incapaz de mantener la vida.
16. CONCLUSIÓN:
◦ Las plantas intervienen el afecto de la respiración.
◦ Los animales afectan la atmosfera añadiendo algo a ella, mientras que
las plantas sustraen algo de ella cuando purifican la atmosfera.
17. El prosiguió la experimentación de
Priestley
Confirmo que las plantas son las
capaces de purificar o restaurar el
aire.
El descubrió por primera vez que
la fotosíntesis necesitaba luz para
sus procesos fotosíntesis.
18.
19. En la última parte del siglo XVIII se fue
abandonando la teoría del flogisto y se
empezó a enfocar en reacciones
Algo que
proviene
del aire + Agua Material vegetal +Aire Restaurado
29. Se dio cuenta que el proceso de fotosíntesis
resultaba de la ruptura del dióxido de
carbono, liberación del oxígeno y la unión
del carbono con el agua, para producir
compuestos vegetales.
Concluyo que el oxígeno era liberado por
producto del anhídrido carbónico
36. En 1905, Frederick Frost Blackman midió la velocidad a la que se produce
la fotosíntesis en diferentes condiciones. En un primer momento se
centró en observar como variaba la tasa de fotosíntesis modificando la
intensidad lumínica, apreciando que cuando la planta era sometida a una
luz tenue cuya intensidad se iba incrementando hasta convertirse en
moderada, aumentaba la tasa fotosintética, pero cuando se alcanzaban
intensidades mayores no se producía un aumento adicional.
37. Con posterioridad investigó el efecto combinado de la luz y de la
temperatura sobre la fotosíntesis:
“si bien en condiciones de luz tenue un aumento en la temperatura no
tenía repercusión alguna sobre el proceso fotosintético, cuando la
intensidad luz y los grados aumentaban la tasa de fotosíntesis si que
experimentaba una variación positiva. Finalmente, cuando la
temperatura superaba los 30 °C, la fotosíntesis se ralentizaba hasta
que se sobrevenía el cesamiento del proceso.”
A consecuencia de los resultados obtenidos, Blackman planteó que en
la fotosíntesis coexistían dos factores limitantes, que eran la
intensidad lumínica y la temperatura.
38. Cornelius Bernardus van Niel
(1920)
◦ 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.
Robert Hill
(1937)
◦ logró demostrar que los cloroplastos son
capaces de producir oxígeno en ausencia
de dióxido de carbono, siendo este
descubrimiento uno de los primeros
indicios de que la fuente de electrones en
las reacciones de la fase clara de la
fotosíntesis es el agua.
39. Melvin Calvin inició
sus estudios e
investigaciones sobre
la fotosíntesis, que le
valieron el Premio
Nobel de Química de
1961.
Gracias a la aplicación del
carbono 14 radioactivo
detectó la secuencia de
reacciones químicas
generadas por las plantas al
transformar dióxido de
carbono gaseoso y agua en
oxígeno e hidratos de
carbono, lo que en la
actualidad se conoce como
ciclo de Calvin.
40. Daniel Arnon
◦ A pesar de que realizó descubrimientos
botánicos de notable importancia es
principalmente conocido por sus trabajos
orientados de cara a la fotosíntesis. Fue en
1954, cuando sus colegas y él emplearon
componentes de las hojas de las espinacas
para llevar a cabo la fotosíntesis en
ausencia total de células para explicar
cómo éstas asimilan el dióxido de carbono
y cómo forman ATP.
41. ◦ En el año 1982, los químicos alemanes Johann Deisenhofer, Hartmut Michel y Robert Huber analizaron
el centro de reacción fotosintético de las bacteria Rhodopseudomonas viridis, y para determinar la
estructura de los cristales del complejo proteico utilizaron la cristalografía de rayos X. Sin embargo, esta
técnica resultó excesivamente compleja para estudiar la proteína mencionada y Michel tuvo que idear
un método espacial que permitía la cristalografía de proteínas de membrana.
◦ Cuando Michel consiguió las muestras cristalinas perfectas que requería su análisis, su compañero de
investigación desenvolvió los métodos matemáticos para interpretan el patrón de rayos X obtenido.
Aplicando estas ecuaciones, los químicos lograron identificar la estructura completa del centro de
reacción fotosintética, compuesto por cuatro subunidades de proteínas y de 10.000 átomos. Por medio
de esta estructura, tuvieron la oportunidad con detalle del proceso de la fotosíntesis, siendo la primera
vez que se concretó la estructura tridimensional de dicha proteína.
