El cicle dela matèria i de l'energia ARACELI VÁZQUEZ
2.
Necessitats dels éssersvius Tosts els éssers vius necessiten Energia Matèria per a per a desenvolupar les seves crear i mantenir les seves estructures funcions vitals
3.
Experiències fàcils Atreveix-tei... som-hi !! Aquí tens un seguit d’experiències senzilles que pots fer a casa o a l’escola.
4.
La fotosíntesi Lesplantes, productores d’aliment L’energia dels aliments Escull l’experiència que vulguis: La respiració de les plantes La respiració cel·lular Observació de floridures
5.
La fotosíntesis Materials:Recipient amb aigua. Flascó de vidre. Plantes aquàtiques (de venda a les botigues d’animals o aquaris). Objectiu: Comprovar la fotosíntesi en les plantes, observant l’alliberament d’oxigen que es produeix en aquest procés.
Omple el flascóamb aigua inclinant-lo cap a un costat. Dóna-li la volta i tapa les plantes. Deixa l’experiment en un lloc amb sol i observa’l de tant en tant.
8.
Què ha passat?Hauràs observat bombolles de gas pujant cap a la superfície de l’aigua, i fins i tot, dipositant-se al fons del flascó. És l’oxigen alliberat per les plantes aquàtiques com a residu de la fotosíntesi, igual com ho fan les plantes de terra alliberant-lo a l’aire.
9.
Si vols comprovarque el gas és oxigen: treu el flascó de dins de l’aigua i posa’l boca avall. ràpidament aproxima-hi un llumí a punt d’apagar-se. Veuràs com la flama es revifa, això vol dir que el gas desprès és oxigen.
10.
Les plantes, productoresd’aliment Objectiu: Demostrar que a les fulles es produeix midó, una substància alimentícia. Materials: Gerani plantat en test. Cinta negra. Aigua. Alcohol. Fogó. Got de precipitats. Tub d’assaig. Placa de Petri (o similar) Lugol o tintura de iode.
11.
Procediment: Enganxa unacinta negra en una de les fulles del gerani i tingues cura de la planta durant uns dies. Arrenca la fulla, treu-li la cinta, i fes-la bullir amb aigua durant uns minuts per trencar les estructures cel·lulars.
12.
Col·loca un tubd’assaig amb alcohol a l’interior d’un got de precipitats amb aigua, posa la fulla dins del tub i escalfa al bany Maria. Quan la fulla hagi perdut el color perquè l’alcohol ha dissolt la clorofil·la, treu-la del tub i col·loca-la dintre de la placa de Petri. Cobreix-la amb tintura de iode o lugol, i espera uns minuts.
13.
Resultats i interpretació:La fulla es tenyeix d’un color blau violeta fosc, perquè el midó que conté reacciona amb el iode. La zona tapada amb la cinta no queda tenyida, perquè… Com no rebia la llum solar no ha fet la fotosíntesi i per tant no ha fabricat midó.
14.
L’energia dels alimentsObjectiu: Comprovar que les substàncies orgàniques dels aliments contenen energia. Materials: Cacauet. Termòmetre. Got de precipitats. Aigua. Flama. Agulla emmangada. Tres peus. Reixeta. Balança.
15.
Procediment: Posa 250ml d’aigua en un got de precipitats i col·loca-hi un termòmetre a dins. Posa el got sobre la reixeta i el tres peus. Pesa el cacauet i anota-ho. Crema un gra del cacauet, punxat amb l’agulla, a sota del got. Observa i anota l’augment de temperatura.
16.
Resultats: Per ainterpretar els resultats has de saber: La unitat que s’utilitza per mesurar l’energia dels aliments és el quilojoule (kJ). 4,2 kJ és la quantitat d’energia necessària per augmentar 1ºC la temperatura de 1.000 grams d’aigua (1 litre). Ara et toca a tu: Calcula l’energia que conté el teu cacauet (tenint en compte que has posat 250 ml d’aigua). Quanta energia conté, aproximadament, un gram de cacauet ? ( U tilitza la dada del pes del teu cacauet).
17.
Interpretació: Tots elsaliments contenen substàncies orgàniques que, quan cremen alliberen l’energia que contenen. D’una manera similar, els organismes obtenen energia de la “combustió” d’una part de les substàncies orgàniques que aconsegueixen amb l’aliment o elaboren per fotosíntesi.
18.
La respiració deles plantes Objectiu: Comprovar que les plantes respiren. Materials: Dues plantes iguals amb test. Aigua de calç. Recipient transparent. Recipient opac (o cartolina negra).
19.
Procediment: Cobreix unade les plantes amb el recipient transparent i col·loca-hi un potet amb aigua de calç. L’altre planta tapa-la amb el recipient opac, o bé, amb un de transparent cobrint-la amb cartolina negra. Col·loca-hi també un potet amb aigua de calç. Deixa passar unes hores. Resultats: Observaràs que l’aigua de calç que has col·locat amb la planta tapada amb cartolina, s’enterboleix.
20.
Conclusions: La plantatapada no pot fer la fotosíntesi per manca de llum, però malgrat estar a les fosques, respira. El CO 2 produït a la respiració reacciona amb l’aigua de calç i es torna tèrbola. La planta exposada a la llum no només respira, sinó que també fa la fotosíntesi desprenent oxigen que renova l’aire. Si vols entendre millor aquest intercanvi de gasos, clica aquí .
21.
La respiració cel.lularObjectiu: Comprovar que la funció de respiració es dona dins les cèl·lules. Potser creus que la respiració es produeix en l’aparell respiratori, però has de saber que la respiració la realitzen les cèl·lules de tots els òrgans. Comprovarem que un tros d’òrgan amb cèl·lules vives és capaç de fer l’intercanvi de gasos respiratoris amb el medi.
22.
Procediment: Prepara trespots numerats: en el primer col·loca un tros de carn fresca (cèl·lules vives), en el segon un tros fred de carn bullida (cèl·lules mortes), i deixa el tercer buit (test). Tapa els pots i posa cadascun en contacte amb un recipient amb aigua acolorida i un altre amb aigua de calç.
23.
Procediment: El teumuntatge no cal que sigui tan complicat com el de la figura. Anima’t a simplificar-lo!
24.
Resultats: Una horamés tard, l’aigua de calç de la carn fresca s’ha enterbolit, però la dels altres dos pots es manté clara. (Hi ha hagut una reacció entre la calç i el diòxid de carboni que enterboleix l’aigua). La carn fresca desprèn diòxid de carboni.
25.
Resultats: L’aigua acoloridadel muntatge de la carn fresca puja pel tub, això indica que en el pot s’ha consumit un gas que deixa lloc per a que hi pugi l’aigua. Si introduïm un llumí en aquest pot, s’apaga; això ens fa suposar que el gas consumit és oxigen. En els altres dos muntatges no ha canviat el nivell de l’aigua en el tub. La carn fresca consumeix oxigen.
26.
Conclusió: Les cèl·lulesvives de la carn fresca respiren i fan l’intercanvi de gasos respiratoris amb el medi.
27.
Observació de floriduresObjectiu: Observar un dels grups de descomponedors, les floridures. Materials: Pa o fruita florits. Placa de Petri o similar. Lupa binocular (o estereoscopi).
28.
Procediment: Si notens res florit a casa, pots provocar tu el procés: suca un tros de pa amb aigua i deixa’l en un lloc temperat i fosc; per evitar que s’assequi, cobreix-lo amb un plàstic. Al cap d’uns dies hi sortirà la floridura. Col·loca un tros del pa o de la fruita florits dins d’una placa de Petri i observa-ho amb una lupa binocular. Intenta identificar el miceli i els esporangis.
L’energia Total’energia necessària per a la vida a la Terra és proporcionada pel Sol.
31.
L’energia Perpoder-la aprofitar, aquesta energia lumínica s’ha de transformar en energia química i magatzemar-la en molècules complexes.
32.
L’energia Noméshi ha uns organismes capaços d’aprofitar directament l’energia del Sol per un procés anomenat FOTOSÍNTESIS: són les plantes, les algues i alguns bacteris.
33.
L’energia Després,els nutrients orgànics obtinguts en aquest procés són destruïts en la RESPIRACIÓ cel·lular de tots els éssers vius, per tal d’obtenir l’energia necessària per a les seves funcions vitals.
34.
L’energia L’energia flueix d’uns éssers vius a uns altres mitjançant l’aliment, però part d’aquesta energia és alliberada al medi en forma de calor, no aprofitable per a sobreviure.
35.
L’energia Aixídoncs, tots els éssers vius depenen del Sol per a proporcionar-li’s de forma continua l’energia necessària per a viure.
36.
L’energia aquestaés l’energia continguda a la fulla que menja la marieta part d’aquesta energia es perd en forma de calor en el cos de la marieta energia de la fulla que passa a la marieta només una petita part de l’energia de la fulla és utilitzada per la marieta per a realitzar les seves funcions l’altre part queda emmagatzemada en el seu cos energia emmagatzemada per la marieta pèrdua en forma de calor per la marieta energia utilitzada per la marieta energia desaprofitada quan un ocell es menja la marieta, una quantitat encara més petita d’energia és utilitzada i passa a formar part del cos de l’ocell pèrdua en forma de calor per l’ocell
37.
L’energia Desprésde tot el procés només s’ha aprofitat una petita part de l’energia continguda a la fulla per a formar part dels teixits de l’ocell
38.
El flux d’energiapart d’aquesta energia es perd en forma de calor entre l’1 i el 8% de l’energia solar que arriba a la Terra és transformada per les plantes en energia química els herbívors alliberen en forma de calor part de l’energia continguda en els vegetals i la resta és emmagatzemada en els seus teixits els carnívors obtenen l’energia dels teixits dels herbívors els descomponedors aprofiten l’energia dels teixits morts, destruint les seves molècules i reduint-les a molècules inorgàniques per a que la vida continui s’ha de tornar a obtenir energia de l’exterior
L’energia Entrela fotosíntesi i la respiració hi ha una estreta relació, tant pel que fa a l’intercanvi de gasos, com a la matèria i a l’energia. Per entendre-ho millor clica aquí .
41.
La matèria El carboni, l’oxigen, l’hidrogen, el nitrogen i la resta d’elements que formen part dels éssers vius no es destrueixen mai, sino que estan en contínua circulació per la biosfera .
42.
La matèria És possible que un àtom del teu cos en algun moment formés part d’un dinosaure i que demà formi part d’un roure o viatgi per l’atmosfera !!
43.
La matèria Segons la manera d’obtenir la matèria, els éssers vius es classifiquen en autótrofs heteròtrofs capaços de fabricar-se l’aliment han de prendre l’aliment d’altres éssers vius
44.
El cicle dela matèria productors consumidors primaris: herbívors consumidors secundaris: carnívors consumidors terciaris: depredadors decomponedors els productors transformen la matèria inorgànica en compostos orgànics, gràcies a l’energia solar els herbívors prenen l’aliment de les plantes els carnívors s’alimenten d’herbívors els depredadors mengen altres carnívors els descomponedors destrueixen completament les molècules orgàniques dels organismes morts, convertint-les en molècules inorgàniques que els productors tornaran a utilitzar energia solar la matèria retorna als productors, el cicle es tanca
45.
El cicle dela matèria productors consumidors primaris: herbívors consumidors secundaris: carnívors consumidors terciaris: depredadors decomponedors energia solar
46.
La matèria Entre la fotosíntesi i la respiració hi ha una estreta relació, tant pel que fa a l’intercanvi de gasos, com a la matèria i a l’energia. Per entendre-ho millor clica aquí .
47.
La fotosíntesi Les cèl·lules fotosintetitzadores, gràcies a l’energia solar, sintetitzen matèria orgànica a partir de matèria inorgànica .
48.
La fotosíntesi El procés té lloc en les fulles, dins uns orgànuls cel·lulars anomenats CLOROPLASTS . L’energia solar és captada per la CLOROFIL·LA , un pigment de color verd que és dins el cloroplast.
49.
La fotosíntesi Aquesta energia s’utilitza perquè el diòxid de carboni i l’aigua reaccionin formant GLUCOSA , un compost orgànic ric en energia. Aquesta reacció produeix OXIGEN, que és alliberat a l’atmosfera.
50.
La fotosíntesi La fotosíntesi té lloc en dues fases succesives: Fase lluminosa Fase fosca Té lloc dins del cloroplast dins del cloroplast Necessitats presència de llum no necessita llum Es dóna només durant el dia tant de dia com de nit Processos la clorofil·la capta l’energia lluminosa que s’utilitza per trencar les molècules d’aigua, alliberant l’oxigen a l’atmosfera i retenint l’hidrogen l’hidrogen de la fase lluminosa s’uneix al diòxid de carboni i es fabrica la glucosa
51.
La fotosíntesi 6CO 2 Diòxid de carboni + 6H 2 O Aigua + Energia del Sol C 6 H 12 O 6 Glucosa + 6O 2 Oxigen Midó La glucosa produïda a la fotosíntesi s’emmagatzema en la planta en forma de:
52.
La fotosíntesi: elprocés aigua sals minerals radiació solar diòxid de carboni CO 2 oxigen O 2 glucosa
53.
El cloroplast aiguadiòxid de carboni membrana externa glucosa clorofil·la llum solar membrana interna lamela grana (pila de tilacoides) espai intermembranal tilacoide estroma Oxigen
54.
Per a quèserveix la glucosa Glucosa Aminoàcids Sacarosa Midó Cel·lulosa Lípids Nitrats i sulfats S’emmagatzema a les llavors S’emmagatzema en tubercles i llavors Estructures cel·lulars i enzims Paret vegetal Respiració Proteïnes Fruits Membrana cel·lular
55.
La respiració Tots els organismes necessiten energia química que obtenen en els MITOCONDRIS de les seves cèl·lules mitjançant la RESPIRACIÓ CEL·LULAR.
56.
La respiració És un procés de transformació dels nutrients orgànics en que es necessita oxigen, que s’obté del medi, i es desprén diòxid de carboni, que s’aboca al medi, obtenint energia.
57.
La respiració Compostos orgànics + Oxigen Energia química + Aigua C 6 H 12 O 6 glucosa + 6O 2 oxigen + 6H 2 O aigua + Energia química + 6CO 2 diòxid de carboni Diòxid de carboni
58.
El mitocondri nutrients(glucosa) oxigen diòxid de carboni aigua ENERGIA membrana externa membrana interna crestes matriu
59.
Intercanvi de gasosen les plantes. DIA NIT O 2 O 2 CO 2 CO 2 CO 2 O 2 Respiració Respiració Fotosíntesi
60.
Relació entre lafotosíntesi i la respiració Oxigen + Aliment Oxigen + Aliment Energia química Energia lluminosa Aigua Aigua Diòxid de carboni Diòxid de carboni + + + + Respiració Fotosíntesis la fotosíntesi transforma l’E lluminosa en E química
61.
La descomposició Ones llencen les deixalles de la naturalesa? Restes orgàniques provinents dels éssers vius: excrements, pells, pèls, fulles... Éssers morts llevats bacteris fongs floridures bolets Matèria inorgànica: sals minerals Tornen als productors
62.
La fermentació Unaforma especial de descomposició és la FERMENTACIÓ: converteix la matèria orgànica en compostos més senzills i en energia, sense necessitat d’oxigen. és pròpia d’alguns bacteris i dels llevats. els productes obtinguts són de gran importància per l’alimentació humana, ne’n fem cervesa, vi, iogurt, formatges, fem pujar la massa del pa...
63.
La fermentació Unaforma especial de descomposició és la FERMENTACIÓ: BACTERIS: Lactobacillus
64.
La fermentació Unaforma especial de descomposició és la FERMENTACIÓ: LLEVATS: Saccharomyces
65.
Autòtrofs (productors)Són els éssers vius capaços de fabricar el seu propi aliment ( matèria orgànica ) a partir de matèria inorgànica .
66.
Autòtrofs (productors)Se’ls anomena productors per què són la base de la cadena alimentària de tots els altres éssers vius. Són les plantes, les algues i alguns bacteris.
Heteròtrofs (consumidors)Són els éssers vius incapaços de fabricar-se l’aliment que necessiten per viure. S’anomenen consumidors perquè han de prendre l’aliment d’altres éssers vius.
69.
Heteròtrofs (consumidors)Segons d’on prenen l’aliment són: consumidors primaris o HERBÍVORS: s’alimenten de vegetals. consumidors secundaris o CARNÍVORS: mengen herbívors. consumidors terciaris o DEPREDADORS: mengen altres carnívors. DESCOMPONEDORS: s’alimenten d’organismes morts o de restes d’éssers vius.
Descomponedors Són unsheteròtrofs molt especials. Obtenen el seu aliment transformant la matèria orgànica en substàncies minerals que tornen a incorporar-se al medi, d’on poden ser aprofitades pels productors.
72.
Descomponedors Prenen lamatèria orgànica d’organismes morts o de restes d’éssers vius (excrements, pells, closques, mudes....).
Vocabulari Aminoàcid: compost químic que conté nitrogen, carboni, oxigen i hidrogen. Se’n coneixen 20 i formen part de les proteïnes. Àtom: la partícula més petita de la matèria . Biosfera: part de la Terra i de l’atmosfera on es desenvolupen els éssers vius. Cadena alimentària: és una forma de representar el pas de matèria i energia a través de l’alimentació, entre els éssers vius que habiten un mateix lloc. Cel·lulosa: hidrat de carboni que forma part de la paret de les cèl·lules vegetals. És el component fonamental del paper. Clorofil·la: pigment verd dels vegetals que capta l’energia lumínica per poder ser aprofitada en la fotosíntesi. Cloroplast: orgànul propi de les cèl·lules vegetals i de les algues que conté un pigment verd (la clorofil·la). És on té lloc la fotosíntesi. Enzim: proteïna que regula la velocitat de moltes reaccions químiques del metabolisme dels éssers vius.
75.
Vocabulari Fluir: córrer un líquid (però també qualsevol altre cosa que passa fàcilment d’un lloc a un altre). Funcions vitals: aquelles que tots els éssers vius duen a terme: la nutrició, la relació i la reproducció. Glucosa: sucre present a la mel, moltes fruites i a la sang dels animals. És cristal·lina, de color blanc i menys dolça que el sucre destinat al consum. Lípid: substància orgànica formada per carboni, hidrogen i oxigen, no soluble en aigua. Els lípids més coneguts són els greixos i els olis. Matèria inorgànica (sals minerals): és la que podem trobar formant part de la vida o fora d’ella (a les roques, l’aigua, l’aire...). Es caracteritza per formar molècules petites. Matèria orgànica (nutrients orgànics): és la matèria que forma part dels éssers vius. Caracteritzada per molècules grans, on els elements més abundants són: carboni, oxigen, hidrogen i nitrogen.
76.
Vocabulari Midó: hidrat de carboni complex, inodor i insípid, en forma de gra o pols. És fabricat per les plantes a la fotosíntesi i els hi serveix com a magatzem d’energia. Mitocondri: diminuta estructura cel·lular responsable de la conversió de nutrients en energia, mitjançant el procés de respiració. Nitrat: sal mineral de l’àcid nítric. Proteïna: substància orgànica formada per una o varies cadenes d’aminoàcids. Són fonamentals en la constitució i funcionament de la matèria viva; com les proteïnes estructurals, els enzims, les hormones, els anticossos... Sacarosa: és el sucre normal de taula. És cristal·lina, de color blanc, soluble en aigua i dolça. Sulfat: sal mineral de l’àcid sulfúric.
