Laboratorio de Biología IB (Fotosíntesis 2.0)

Daniel Eduardo Montesdeoca Cansing 004280-003

Colegio Teodoro Alvarado Olea

Laboratorio de Ciencias Experimentales

Biología

Datos Informativos:

Curso: 6to BI

Criterio a Evaluar: D, OPD, CE

1 TEMA

1.1 TEMA GENERAL Fotosíntesis

1.2 TEMA ESPECÍFICOLa Influencia del dióxido de carbono mediante un sustrato Bicarbonato de sodio (NaHCO3) en la tasa de fotosíntesis dela especie Egeria densa

2 OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERALDemostrar la influencia de un factor abiótico al proceso dela fotosíntesis en una especie de su elección

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Crear eficazmente un método para controlar las

variables dependientes Seleccionar eficazmente los materiales a utilizar Comprobar en qué medida se cumple la hipótesis en 2

grupos experimentales y 1 grupo control Demostrar la influencia del dióxido de carbono (CO2)

en el proceso de la fotosíntesis en la planta Elodea(Egeria densa) mediante la presencia de un sustratoque libere dióxido de carbono al contacto con el agua,como el bicarbonato de sodio (Na2HCO3)

1 | P á g i n a


2.3 VARIABLES o Variables Cuantitativas:

Independientes x : Concentración de bicarbonato de

sodio (g) (+/- 0.05 g) Dependientes

y: Número de burbujaso Variables Controladas

Volumen de agua (50 ml)(+/- 0.25 ml) Distancia del punto de luz (cm) )(+/-0.05

cm) Longitud de la planta (cm)(+/-0.05 cm) Temperatura (C°)(+/-0.05 C°) Tiempo (min)(+/-0.05 s) Intensidad lumínica (Lux)(+/- 0.5 lux)

o Cualitativas Color de Hojas

2.4 HIPÓTESIS“Si un espécimen de Elodea (Egeria densa) recibe mayores concentraciones de un sustrato (bicarbonato de sodio - NaHCO3) que reemplaza al dióxido de carbono (CO2), liberará mayor cantidad de burbujas (oxígeno)”

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3 TEORÍA

3.1 FOTOSÍNTESISA partir de las moléculas sencillas de dióxido de carbono(CO2) y agua (H2O), la fotosíntesis convierte la energía dela luz solar en energía química que se almacena en losenlaces de la glucosa (C6H12O6) y libera oxígeno (O2). Lareacción química general más sencilla para la fotosíntesises: 6 CO2 + H2O + energía luminosa = C6H12O6 + 6 O2La fotosíntesis se efectúa en las plantas y algaseucarióticas, yen ciertos tipos de procariotas, los cualesse describen como autótrofos (literalmente, “que se alimentanpor sí mismos”).

3.2 PAPEL DEL DIÓXIDO DE CARBONO EN LA FOTOSÍNTESIS

En plantas, algas y en algunos tipos de bacteriasfotosintéticas el proceso conlleva la liberación de oxígeno molecular y lautilización de dióxido de carbono atmosférico para la síntesis de compuestos orgánicos. Aeste proceso se le denomina fotosíntesis oxigénica.(Carril, 2009)En plantas la fijación y reducción de dióxido de carbonotiene lugar en el estroma

3 | P á g i n a

Daniel Eduardo Montesdeoca Cansing 004280-003del cloroplasto. Esto ocurre en la fase en la que el ATP yel NADPH son utilizados para fijar CO2 atmosférico yreducirlo para sintetizar carbohidratos (CH2On). Fijación de carbono. Durante la fijación de carbono, lasplantas captan el dióxido de carbono e incorporan (fijan)los átomos de carbono a una molécula orgánica más grande(Audesirk, Audesirk, & Byers, 2008), para formar laglucosa.

3.3 LA UTILIZACIÓN DE BICARBONATO DE SODIO COMO FUENTE DE DIÓXIDO DE CARBONO

Debido a la capacidad del bicarbonato de sodio de liberardióxido de carbono (bioqespecializad, 2013), se podríautilizar el bicarbonato de sodio como una fuente artificialde dióxido de carbono que evaluará los distintos niveles dedióxido en la fotosíntesis.

3.4 ESPECIE “ELODEA” (EGERIA DENSA) Tallos 1-3 mm de diámetro. Hojas verticiladas, recurvadas,10 - 40 '1.5 a 4.5 mm.

Egeria densa es nativa del sudeste de Brasil y se havendido en el comercio de acuarios, a menudo se establezcanen la naturaleza. Sólo estaminadas plantas de E. densa se han observado fuera de su área de distribución natural. Lareproducción, a continuación, se produce exclusivamente pormétodos vegetativos. Las hojas de Egeria densa, que sonsólo dos capas de células de espesor, se utilizan muchopara demostrar la estructura de las células vegetales ycorriente citoplasmática en los cursos introductoriosbotánica. (eFloras, 2013)

4 MATERIALES

4.1 MATERIALES DE LABORATORIO RANGO Y MARGEN DE ERROR2. 15 probetas de 50 ml3. 2 Marcadores de diferente color

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4. Termómetro5. Luxómetro (+/- 0.5 lux)6. Cronómetro(+/-0.05 s)7. Soporte universal8. Pinzas Fisher9. Lámpara con agarradera con foco de 25 watts 10. Fundas Negras11. Cinta transparente12. Regla de 30 cm (+/- 0.05 cm)13. Lupa14. Silla o Mesa15. Balanza analítica (+/- 0.05 g)16. Bandeja plástica ancha17. Papel blanco

4.2 REACTIVOS O SUSTANCIAS A UTILIZAR18. Agua destilada (H2O)19. Bicarbonato de Sodio (NaHCO3)

4.3 MATERIALES DE SEGURIDAD PERSONAL20. Mandil

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5 TÉCNICA

5.1 PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA.

5.1.1 Selección del sitio de trabajo1. Seleccionar un lugar, que permita la realización del

experimento en condiciones donde no hayan fuentes deluminosidad cercanas (Se recomienda un cuarto cerrado,y si posee una entrada de luz, se procede a forrarlacon las fundas negras) (Ver Anexo #5)

2. Una vez escogido el lugar se acomoda la lámpara en lamesa o silla, colocando el foco en forma horizontal allugar de trabajo

5.1.2 Preparación del experimento3. Se cortas trozos pequeños de papel y se los pesa en la

balanza analítica4. Se coloca bicarbonato de sodio en el papel que estaba

previamente en la balanza analítica hasta que labalanza indique 3 gramos de bicarbonato sobre el peso

5. Llenar 15 probetas de 50ml con 50ml de agua destilada6. Se dividen las 15 probetas en 3 grupos de 5 probetas

con los siguientes nombres: Grupo control Grupo 3 gramos de bicarbonato Grupo 6 gramos de bicarbonato

7. Rotular las 5 probetas de cada grupo con A,B,C,D y E.Entonces cada muestra probeta pasará a llamarsemuestra con su respectiva letra. Ej: Muestra A degrupo control

8. Por cada probeta en el grupo 3 gramos de bicarbonato,pesar 3 gramos de bicarbonato de sodio y colocarlosrespectivamente en cada probeta del grupo

9. Por cada probeta en el grupo 6 gramos de bicarbonato,pesar 6 gramos de bicarbonato de sodio y colocarlosrespectivamente en cada probeta del grupo

10. Cortar 15 esquejes de 10 cm de tallo de elodea(Egeria Densa)

6 | P á g i n a


11. Colocar los 15 esquejes en cada probeta ymantenerlos en un lugar alejado de alguna fuente deluz hasta la realización del experimento

12. En el lugar de trabajo, se coloca una bandeja conlos siguientes materiales: cronómetro (En estapráctica se utilizó el cronometro digital delteléfono), luxómetro, termómetro, lupa.

5.1.3 Realización del experimento (Nota: los siguientesprocesos serán aplicados a cada una de las muestras delos 3 grupos)

13. Colocar el soporte universal junto a las pinzasFisher colocadas horizontalmente a la lámpara

14. Mediante las pinzas Fisher se agarran y colocahorizontalmente en un extremo el receptor delluxómetro, y en el otro extremo se coloca el luxómetro

15. Se coloca el luxómetro en la medida 10x y se tomala cantidad de lúmenes

16. Una vez tomada la intensidad lumínica en lamuestra, se retira el soporte, junto al luxómetro

17. En el grupo “control” se procede a colocar la“muestra A” a 17 cm de la lámpara

18. Se deja en reposo la muestra durante 3 min (estepaso es fundamental para reducir la incertidumbreocasionada por la agitación del bicarbonato)

19. Se procede a encender la lámpara e inmediatamenteiniciar el conteo del cronómetro

20. Por cada intervalo de 1 min, con ayuda de unalupa, se cuentan las burbujas que se eleven hasta ellímite de agua en la probeta. Este proceso se lorealizará hasta llegar a 10 min en el cronómetro, loque equivaldrían a 10 observaciones por muestra

21. Al final del conteo de cada muestra, se procede atomar la temperatura, introduciendo el termómetro enla probeta

7 | P á g i n a


6 OBTENCIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS

6.1 SELECCIÓN DE VARIABLESo Variables Cuantitativas:

Independientes x : Concentración de bicarbonato de

sodio (g) (+/- 0.05 g) Dependientes

y: Número de burbujaso Variables Controladas

Volumen de agua (50 ml)(+/- 0.25 ml) Distancia del punto de luz (cm) )(+/-0.05

cm) Longitud de la planta (cm)(+/-0.05 cm) Temperatura (C°)(+/-0.05 C°) Tiempo (min)(+/-0.05 s) Intensidad lumínica (Lux)(+/- 0.5 lux)

o Cualitativas Color de Hojas

6.2 OBTENCIÓN DE DATOS BRUTOS

6.2.1 Tabla de datos brutos #1 “Tabla de variables cuantitativas de elodea control”Número de Burbujas en cada muestra de elodea en

controlNúmero deobservaciones

Tiempo A B C D E

1 1° min 0 2 5 0 62 2° min 2 0 1 2 03 3° min 2 0 0 1 04 4° min 0 0 1 0 1

8 | P á g i n a

Daniel Eduardo Montesdeoca Cansing 004280-0035 5° min 0 0 1 0 06 6° min 1 2 5 0 37 7° min 3 1 1 1 08 8° min 1 0 0 0 09 9° min 2 0 1 0 010 10° min 4 3 2 1 3

6.2.2 Tabla de datos brutos #2 “Tabla de variables controladas de elodea control”

Variables Controladas VariablesCualita

9 | P á g i n a


ti-vasTempera-tura(C°)

Intensidad deLuz(lux)

Distancia delpunto deluz (cm)

CantidaddeBicarbonato deSodio(gr)

Colorde Hoja

ElodeaA

26 809 17 0 Verde

ElodeaB

26 807 17 0 Verde

ElodeaC

26 807 17 0 Verde

ElodeaD

26 808 17 0 Verde

ElodeaE

27 809 17 0 Verde

6.2.3 Tabla de datos brutos #3 “Tabla de variables cuantitativas de elodea experimental en 3 gramos de bicarbonato”

Número de Burbujas en cada muestra de elodea en 3gramos de bicarbonato

Número deobservaciones

Tiempo A B C D E

1 1° min 7 10 7 12 132 2° min 8 9 2 10 73 3° min 8 5 10 4 144 4° min 5 1 12 6 55 5° min 10 4 3 4 66 6° min 6 2 5 8 87 7° min 3 9 6 7 118 8° min 6 8 13 5 129 9° min 7 15 5 7 610 10° min 10 11 4 3 3

Incertidumbre: La intromisión de bicarbonato de sodio,añadido con el movimiento de la probeta, causaba que seprodujeran burbujas de dióxido de carbono, lo que en cierta

10 | P á g i n a

Daniel Eduardo Montesdeoca Cansing 004280-003medida hubiera confusión sobre si las muestras estabangenerando burbujas de oxígeno.

6.2.4 Tabla de datos brutos #4 “Tabla de variables controladas de elodea experimental en 3 gramos de bicarbonato”

Variables Controladas VariablesCualitati-vas

Temperatura(C°)

Intensidad deLuz(lux)

Distancia delpuntode luz(cm)

Cantidad deBicarbonatode Sodio(gr)

Colorde Hoja

ElodeaA

26 808 17 3 Verde

ElodeaB

26 806 17 3 Verde

ElodeaC

27 808 17 3 Verde

ElodeaD

27 808 17 3 Verde

ElodeaE

27 809 17 3 Verde

6.2.5 Tabla de datos brutos #5 “Tabla de variables cuantitativas de elodea experimental en 6 gramos de bicarbonato”

Número de Burbujas en cada muestra de elodea en 6gramos de bicarbonato

Número deobservacion

Tiempo A B C D E

11 | P á g i n a

Daniel Eduardo Montesdeoca Cansing 004280-003es1 1° min 14 13 8 11 62 2° min 9 7 11 6 83 3° min 13 6 11 10 94 4° min 11 9 13 9 65 5° min 15 14 8 12 136 6° min 7 11 16 7 87 7° min 12 12 10 6 108 8° min 9 13 14 9 159 9° min 13 16 12 15 1210 10° min 8 13 9 16 13

6.2.6 Tabla de datos brutos #6 “Tabla de variables controladas de elodea experimental en 6 gramos de bicarbonato”

Variables Controladas VariablesCualitativas

Tempera-tura(C°)

Intensidad de Luz(lux)

Distancia delpuntode luz(cm)

CantidaddeBicarbonato de Sodio(gr)

Color deHoja

ElodeaA

26 807 17 6 Verde

ElodeaB

26 807 17 6 Verde

ElodeaC

27 804 17 6 Verde

12 | P á g i n a

Daniel Eduardo Montesdeoca Cansing 004280-003ElodeaD

27 805 17 6 Verde

ElodeaE

27 803 17 6 Verde

6.3 GRÁFICAS DE LOS DATOS BRUTOS

6.3.1 Gráfica de datos brutos #1 “Tabla de variables cuantitativas de elodea control”

13 | P á g i n a

1 min

2 min

3 min

4 min

5 min

6 min

7 min

8 min

9 min

10 min

02468

Gráfica de la tabla de datos brutos #1 "Control"

Elodea A Elodea B Elodea C Elodea D Elodea E

Minuto en que se realizo la observación

Núme

ro d

e Bu

rbuj

as

Daniel Eduardo Montesdeoca Cansing 004280-0036.3.2 Gráfica de datos brutos #2 “Tabla de variables

cuantitativas de elodea experimental en 3 gramos de bicarbonato”

6.3.3 Gráfica de datos brutos #3 “Tabla de variables controladas de elodea experimental en 6 gramos de bicarbonato”

14 | P á g i n a

1 min 2 min 3 min 4 min 5 min 6 min 7 min 8 min 9 min 10 min

01020

Gráfica de la tabla de datos brutos #2 "en 3 gramos de

bicarbonato"

Elodea A Elodea B Elodea CElodea D Elodea E


Núme

ro d

e Bu

rbuj

as

1 min

2 min

3 min

4 min

5 min

6 min

7 min

8 min

9 min

10 min

0

20

Gráfica de la tabla de datos brutos #3 "en 6 gramos de

bicarbonato"

Elodea A Elodea B Elodea CElodea D Elodea E


Núm

ero

de B

urbu

jas


6.4 OBTENCIÓN DE DATOS PROCESADOS

6.4.1 Tabla de datos procesados #1 “Tabla de media aritmética y desviación estándar en el grupo control”

Grupo ControlMuestra de Elodea

Promedio Desviación Estándar

A 1,3 1,354006B 0,8 1,135292C 1,7 1,828782D 0,5 0,70710678E 1,3 2,05750658Promedio del Grupo Control

1,12

Desviación Estándar del promedio

0,47116876

6.4.2 Tabla de datos procesados #2 “Tabla de media aritmética y desviación estándar en el grupo 3 gramos de bicarbonato de sodio”

Grupo 3 gramos de bicarbonato desodio

Muestra de Elodea


A 7 2,1602469B 7,4 4,35124503C 6,7 3,77270902D 6,6 2,83627298E 8,5 3,74907396

15 | P á g i n a

Daniel Eduardo Montesdeoca Cansing 004280-003Promedio del Grupo Control

7,24


0,77006493

6.4.3 Tabla de datos procesados #3 “Tabla de media aritmética y desviación estándar en el grupo 6 gramos de bicarbonato de sodio”

Grupo 6 gramos de bicarbonato desodio

Muestra deElodea


A 11,1 2,72641401B 11,4 3,16929715C 11,2 2,61618892D 10,1 3,47850543E 10 3,12694384Promedio del Grupo Control

10,76


0,658027355

16 | P á g i n a

Daniel Eduardo Montesdeoca Cansing 004280-0036.4.4 Tabla de datos procesados #4 “Tabla de promedios

del número de burbujas por minuto en cada muestra de los 3 grupos”

6.4.5 Tabla de datos

procesados #5 “Tabla de promedios y desviaciones estándares de los 3 grupos”

Tabla de promedios y desviacionesestándares de los 3 gruposGrupo “Control”

Grupo en “3 gramos de Bicarbonato”

Grupo en “6 gramos de bicarbonato”

Promedio 1,12 7,24 10,04Desviación Estándar

0,47116876

0,77006493 0,658027355

Tamaño del Grupo

5 5 5

6.4.6 Tabla de datos procesados #6 “Tabla de comparaciones hipotéticas entre los 3 grupos”

Tabla de comparaciones hipotéticas entre los 3grupos

17 | P á g i n a

Promedio del número de burbujas porminuto

Muestra de

Elodea

Grupo“Control”

Grupo en “3 gramos de Bicarbonato”

Grupo en “6 gramos de bicarbonato”

A 1,3 7 11,1B 0,8 7,4 11,4C 1,7 6,7 11,2D 0,5 6,6 10,1E 1,3 8,5 10


Grupo “3 gramos de bicarbonato” y “Control”

Grupo “6 gramos de bicarbonato” y “Control”

Grupo “6 gramos de bicarbonato” y “3 gramos de bicarbonato”

Grados delibertad

8 8 8

Nivel de Significancia (α)

0,01 0,01 0,01

Diferencia de promedios

6,12 8,92 2,8

Varianza ponderada

0,4075 0,3275 0,5129998

T calculada

15,1585486 24,6450218 6,181152

T teórica 2,8965 2,8965 2,8965

6.5 CÁLCULOS (FÓRMULA, REEMPLAZO DE LA FÓRMULA, RESULTADO)

6.5.1 Obtención de media aritmética de cada tabla de datos brutos

Fórmula:

Media Aritmética de la muestra de elodea:

xj = ∑ xijnj

=¿ x1j+x2j+x3j+…+x10j

nj

Siendo:

j= Muestra de elodea del grupo (A,B,C,D,E) i= Observación i-ésima (1° min, 2°min, … ,10° min) xij = Número de burbujas observadas en el i-ésimo

minuto de la muestra j nj= Número total de observaciones en el grupo de

elodea j

18 | P á g i n a


6.5.1.1 Media Aritmética de la “Tabla de variables cuantitativas de elodea control”

Muestra de elodea A:xA=∑xiA

nA=¿13

10=1,3

Muestra de elodea B: xB=∑ xiBnB

= 810

=0,8

Muestra de elodea C: xC=∑ xiCnC

=1710

=1,7

Muestra de elodea D: xD=∑ xiDnD

=510

=0,5

Muestra de elodea E: xE=∑ xiEnE

=1310

=1,3

6.5.1.2 Media Aritmética de la “Tabla de variables cuantitativas de elodea en 3 gramos de bicarbonato”

Muestra de Elodea A: xA=∑xiA

nA=7010

=7

Muestra de Elodea B: xB=∑ xiBnB

=7410

=7,4

Muestra de Elodea C: xC=∑ xiCnC

=6710

=6,7

Muestra de Elodea D: xD=∑ xiDnD

=6610

=6,6

Muestra de Elodea E: xE=∑ xiEnE

=8510

=¿8,5

19 | P á g i n a


6.5.1.3 Media Aritmética de la “Tabla de variables cuantitativas de elodea en 6 gramos de bicarbonato”

Muestra de Elodea A: xA=∑xiA

nA=11110

=11,1

Muestra de Elodea B: xB=∑ xiBnB

=11410

=11,4

Muestra de Elodea C: xC=∑ xiCnC

=11210

=¿11,2

Muestra de Elodea D: xD=∑ xiDnD

=8410

=¿10,1

Muestra de Elodea E: xE=∑ xiEnE

=8210

=10

6.6 OBTENCIÓN DE DESVIACIÓN ESTÁNDAR DE CADA TABLA DE DATOS BRUTOS

Sj=√∑ (xij

2−xj)

nj−1

Siendo:

j= Muestra de elodea del grupo (A,B,C,D,E) i= Observación i-ésima (1° min, 2°min, … ,10° min) xij = Número de burbujas observadas en el i-ésimo

minuto de la muestra j nj= Número total de observaciones en el grupo de

elodea j xj= Media aritmética de la muestra de elodea

20 | P á g i n a

Daniel Eduardo Montesdeoca Cansing 004280-0036.6.1.1 Desviación estándar de la “Tabla de variables cuantitativas de

elodea control”

Muestra de Elodea A: SA=√∑ (xiA

2−xA)

nA−1=¿ 1,3540064

Muestra de Elodea B: SB=√∑ (xiB

2−xB)

nB−1=¿ 1,13529242

Muestra de Elodea C: SC=√∑ (xiC

2−xC)

nC−1=¿ 1,82878223

Muestra de Elodea D: SD=√∑ (xiD

2−xD)

nD−1=¿ 0,70710678

Muestra de Elodea E: SE=√∑ (xiE

2−xE)

nE−1=¿ 2,05750658

6.6.1.2 Desviación estándar de la “Tabla de variables cuantitativas de elodea en 3 gramos de bicarbonato”


2−xA)

nA−1=¿ 2,1602469


2−xB)

nB−1=¿ 4,35124503


2−xC)

nC−1=¿ 3,77270902


2−xD)

nD−1=¿ 2,83627298


2−xE)

nE−1=¿ 3,74907396

21 | P á g i n a


6.6.1.3Desviación estándar de la “Tabla de variables cuantitativas de elodea en 6 gramos de bicarbonato”


2−xA)

nA−1=¿ 2,72641401


2−xB)

nB−1=¿ 3,16929715


2−xC)

nC−1=¿ 2,61618892


2−xD)

nD−1=¿3,47850543


2−xE)

nE−1=¿ 3,12694384

6.7 REALIZACIÓN DE LA PRUEBA DE HIPÓTESIS

6.7.1 Formulación de hipótesis

Se realizaran 3 comparaciones en este laboratorio, que serán las siguientes:

6.7.1.1 Primera comparaciónSi se considera a μ1 como el valor promedio del número deburbujas en el grupo de elodea “control” y μ2 como elvalor promedio del número de burbujas en el grupo de elodea“3 gramos de Bicarbonato” respectivamente. Las hipótesis deinvestigación a analizar son:

HO: El número de burbujas en el grupo “3 gramos debicarbonato” es el mismo que en el grupo “control”

H1: El número de burbujas en el grupo “3 gramos debicarbonato” es mayor que en el grupo “control”

22 | P á g i n a

Daniel Eduardo Montesdeoca Cansing 004280-003Donde:

HO:μ1=μ2óμ1−μ2=0

H1:μ2>μ1óμ2−μ1>0

6.7.1.2 Segunda comparaciónSi se considera a μ1 como el valor promedio del número deburbujas en el grupo de elodea “control” y μ3 como elvalor promedio del número de burbujas en el grupo de elodea“6 gramos de Bicarbonato” respectivamente. Las hipótesis deinvestigación a analizar son:

HO: El número de burbujas en el grupo “6 gramos debicarbonato” es el mismo que en el grupo “control”

H1: El número de burbujas en el grupo “6 gramos debicarbonato” es mayor que en el grupo “control”

Donde:


H1:μ3>μ1óμ3−μ1>0

6.7.1.3 Tercera comparaciónSi se considera a μ2 como el valor promedio del número deburbujas en el grupo de elodea “3 gramos de bicarbonato” yμ3 como el valor promedio del número de burbujas en elgrupo de elodea “6 gramos de Bicarbonato” respectivamente.Las hipótesis de investigación a analizar son:

HO: El número de burbujas en el grupo “6 gramos debicarbonato” es el mismo que en el grupo “3 gramos debicarbonato”

H1: El número de burbujas en el grupo “6 gramos debicarbonato” es mayor que en el grupo “3 gramos debicarbonato”

Donde:


23 | P á g i n a


H1:μ3>μ2óμ3−μ2>0

6.7.2 Especificación del valor de probabilidad crítico o nivel de significancia (α)

Se lo definirá como α=0.01

6.7.3 Elección del estadístico de la muestra y de la distribución para someter las pruebas de hipótesis

El parámetro involucrado es la diferencia de mediaspoblacionales. Se eligirá la prueba estadística de la T deStudent por las siguientes razones:

La variable se considera distribuida normalmente convarianzas desconocidas

El tamaño de muestra es pequeña (n=5)

6.7.4 Comparación de las varianzas

Se procede a evaluar el comportamiento de las varianzas en las 3 comparaciones mediante la siguiente fórmula:

RV=Sb2

Sa2

Donde:

RV: Relación de las varianzas a comparar b: Muestra considerada con mayor producción de

burbujas a comparar a: Muestra considerada con menor producción de

burbujas a comparar

6.7.4.1 Primera Comparación

Como α=0.01 y RV=S22

S12=

(0,77006493)2

(0,47116876)2 ¿

0,5930,222

=¿2,67117115

24 | P á g i n a

Daniel Eduardo Montesdeoca Cansing 004280-0036.7.4.2 Segunda Comparación


S12=

(0,658027355)2

(0,47116876)2 ¿ 0,433

0,222=¿1,95045045

6.7.4.3 Tercera Comparación


S22=

(0,658027355)2

(0,77006493)2=0,4330,593

=¿ 0,7301855

Como el valor de las relaciones de las varianzas obtenidasson menores a 3.5 se consideran iguales para valores deα=0.01 . Partiendo de esto, se utilizará la siguientefórmula:

T=(xb−xa )−(μb−μa)

√Sp2

nb+Sp2

naDonde:

xb: media de la muestra considerada con mayorproducción de burbujas a comparar

xa: media de la muestra considerada con menorproducción de burbujas a comparar

Sp2: Varianza Ponderada (explicada a continuación)

nb: Tamaño de la población del grupo b na: Tamaño de la población del grupo a

Fórmula de Varianza Ponderada:

Sp2=

(na−1)Sa2+(nb−1)Sb2

na+nb−2

Sa: Desviación estándar de la muestra considerada conmenor producción de burbujas a comparar

Sb: Desviación estándar de la muestra considerada conmayor producción de burbujas a comparar

na: Tamaño de la población del grupo a nb: Tamaño de la población del grupo b

25 | P á g i n a

Daniel Eduardo Montesdeoca Cansing 004280-0036.7.5 Realización del estadístico de prueba (Prueba T

de Student)

6.7.5.1 Primera Comparación

6.7.5.1.1 Varianzas ponderada

Sp2=

(n1−1)S12+(n2−1)S22

n1+n2−2

Sp2=

(5−1) (0,47116876 )2+(5−1)(0,77006493)2

5+5−2

Sp2=

3,259999998

=0,4075

6.7.5.1.2 Estadístico de prueba:

T=(7,24−1,12 )−(0)

√0,40755+0,4075

5

T=6,12

0,403733

T=15,1585486

6.7.5.1.3 Zona de AceptaciónZA={T /T<t(1−α;n1+n2−2)}={T /T<t(0,99;8)}= {T /T<2,8965 }

Donde:

ZA: Zona de Aceptación T/T: Valor hipotético del test Student para cumplir la

hipótesis nula α: Nivel de significancia n1: tamaño de la población del grupo “control”

26 | P á g i n a


n2: tamaño de la población del grupo “3 gramos de bicarbonato”

t: Valor en la tabla de la t de Student, definido por los grados de libertad y el nivel de significancia

6.7.5.1.4 Resumen de la primera comparación

Como T=15,1585486>t(0,99;8)

=2,8965. Se puede afirmar que el

valor del estadístico de prueba, se encuentra en la zona de

rechazo, y por ende se puede concluir con un 99% de

confianza que el número de burbujas en el grupo “3 gramos

de bicarbonato” es mayor que en el grupo “control”.

6.7.5.2 Segunda Comparación


Sp2=

(n1−1)S12+(n3−1)S32

n1+n3−2

Sp2=

(5−1) (0,47116876 )2+(5−1)(0,658027)2

5+5−2

Sp2=

2,628

=0,3275

6.7.5.2.2 Estadístico de prueba

T=(10,04−1,12 )−(0)

√0,32755+0,3275

5

T=8,92

0,361939

T=24,6450218

27 | P á g i n a



Donde:


hipótesis nula α: Nivel de significancia n1: tamaño de la población del grupo “control” n3: tamaño de la población del grupo “6 gramos de

bicarbonato” t: Valor en la tabla de la t de Student, definido por

los grados de libertad y el nivel de significancia

6.7.5.2.4 Resumen de la segunda comparación

Como T=24,6450218>t(0,99;8)






6.7.5.3 Tercera Comparación


Sp2=

(n2−1)S12+(n3−1)S32

n2+n3−2

Sp2=

(5−1) (0,77006493 )2+(5−1)(0,658027)2

5+5−2

Sp2=

4,103998548

=0,512999818

28 | P á g i n a

Daniel Eduardo Montesdeoca Cansing 004280-0036.7.5.3.2 Estadístico de prueba:

T=(10,04−7,24)−(0)

√0,5129998185+0,512999818

5

T=2,8

0,45299

T=6,181152


Donde:


hipótesis nula α: Nivel de significancia n1: tamaño de la población del grupo “control” n3: tamaño de la población del grupo “6 gramos de

bicarbonato” t: Valor en la tabla de la t de Student, definido por

los grados de libertad y el nivel de significancia

6.7.5.3.4 Resumen de la tercera comparación

Como T=6,181152>t(0,99;8)






29 | P á g i n a


6.8 GRÁFICO DE DATOS PROCESADOS6.8.1 Gráfico de datos procesados #1 “Gráfica de promedios del

número de burbujas por minuto en cada muestra de los 3 grupos”

6.8.2 Gráfico de datos procesados #2 “Gráfica comparativa de diferencia de promedios del número de burbujas de los 3 grupos”

30 | P á g i n a

A B C D E02468

1012

Gráfica de promedios del número de burbujas por minuto en cada

muestra de los 3 grupos

Grupo “Control”Grupo en “3 gramos de Bicarbonato”Grupo en “6 gramos de bicarbonato”

mUESTRA DE CADA GRUPO

VALO

R DE

L PR

OMED

IO P

OR M

UEST

RA


01.53

4.56

7.59

Diferencia de promedios entre grupos de elodea

Grupos comparados de Elodea

valo

r de

la

dife

renc

ia d

e pr

omed

ios

7 CONCLUSIÓN Y EVALUACIÓN

7.1 CONCLUSIÓNCuando se realizó una comparación mediante el test de la Tde Student sobre hipótesis nula (no aumentó la tasa defotosíntesis) y alterna (en el grupo con mayorconcentración de bicarbonato de sodio hubo mayor tasa defotosíntesis), de en los 3 diferentes grupos de elodea conconcentraciones diferentes de bicarbonato de sodio(“control”,”3 gramos de bicarbonato” y “6 gramos debicarbonato”), se puede llegar a la conclusión de que lahipótesis planteada se cumple en las 3 comparacionesrealizadas (Ver procedimiento en 6.7.5 Realización del estadístico deprueba “Prueba T de Student”).

31 | P á g i n a

Daniel Eduardo Montesdeoca Cansing 004280-003Lo cual indica que en mayores concentraciones de dióxido decarbono (CO2), la planta “elodea” (Egeria Densa) puederealizar mayores tasas de fotosíntesis, puesto que, deacuerdo al marco teórico (Ver 3. Teoría), el proceso defotosíntesis depende de la disponibilidad de este compuestoquímico para poder realizarse.

7.2 EVALUACIÓNExisten algunos puntos dentro del laboratorio que puedengenerar cierta incertidumbre sobre la precisión y laconfiabilidad en la realización de la práctica. Acontinuación serán tratadas en los siguientes puntos:

7.2.1 Conteo de BurbujasUno de los puntos que pueden causar inconvenientes en larealización de la práctica, es la dificultad de conocerrealmente cuantas burbujas produce la muestra. Entre ellas,existe cierta confusión a la hora de realizar lasobservaciones del número de burbujas, puesto que en ciertoscasos, en que no se produzcan burbujas en cantidadessignificativas, o en su defecto, se produzcan, pero sequeden atrapadas entre las hojas de los esquejes, y llevara la confusión de si contarlas o no. A partir de ello,recomiendo que para evitar posibles confusiones, solamentese deben contar aquellas burbujas que floten hasta el bordede agua existente en la probeta, e ignorar las burbujasatrapadas en las hojas.

32 | P á g i n a

Daniel Eduardo Montesdeoca Cansing 004280-0037.2.2 Reacción del bicarbonato con el agua

La incertidumbre que estuvo mayormente presente en ellaboratorio, fue que cuando el bicarbonato de sodio eraintroducido en el agua destilada, este comenzaba a producirburbujas, debidas propiamente a la reacción con el aguadestilada, que genera dióxido de carbono. Entonces estefenómeno químico causaba duda sobre si la planta en verdadgeneraba su propio oxígeno, o solamente se contaba lasburbujas de dióxido de carbono causadas por la reacción.

Para ello, se especificó en la técnica (Ver 4. Técnica), quela probeta debía estar en reposo durante 3 min parapermitir liberar el exceso de dióxido de carbono. Sinembargo, aun cuando habían pasado los 3 min, seguíaliberando burbujas, lo cuál causó que se tuviera queesperar a que se liberaran completamente las burbujas.

Por lo que recomiendo que la probeta se la deje en reposodurante 5 o 10 min, o hasta que se liberen completamentelas burbujas.

7.2.3 Nivel de Bicarbonato de SodioOtra limitante posible del alcance de esta práctica, fueque no se utilizaron más cantidades de bicarbonato paracomprobar si la hipótesis planteada sucede sin un límitedefinido, o si hubiera habido valores más pequeños paraanalizar más profundamente la influencia del sustrato.

Puesto que de acuerdo a la “Gráfica de promedios del númerode burbujas por minuto en cada muestra de los 3 grupos”(Ver 6.8.2 Gráfico de datos procesados #1), aparece que existe unadiferencia de promedios significativa entre 3 gramos ycontrol (siendo lo más acercado), por lo que se genera unaincertidumbre sobre ¿en qué concentración de dióxido decarbono comienza a ser significativa en el proceso defotosíntesis?

Una mejora posible para la práctica que sugiero, es probarcon más niveles de bicarbonato de sodio, entre ellos, yorecomiendo menores que 3 gramos de bicarbonato (porejemplo: 1.5 gramos), para analizar mejor desde qué punto

33 | P á g i n a

Daniel Eduardo Montesdeoca Cansing 004280-003el bicarbonato de sodio influye más que en otrasconcentraciones.

También valdría la pena analizar qué sucedería en el casoque se excediese la concentración de 6 gramos, puesto queal observar la “Gráfica comparativa de diferencia depromedios del número de burbujas de los 3 grupos” (Ver 6.81Gráfico de datos procesados #2), se ve una disminución enla diferencia de los promedios entre los grupos “6 gramosde bicarbonato” y “3 gramos de bicarbonato”, en comparacióna los distintos promedios.

Si bien es cierto los esquejes de 10 cm de elodea tendránun límite en la producción de glucosa a partir de lafotosíntesis, y llegaría un punto muerto en el qué, laconcentración de bicarbonato de sodio no pueda aumentar másla tasa de fotosíntesis. Lo cual lleva a la incertidumbresobre hasta qué punto se cumple la hipótesis enconcentraciones superiores a 6 gramos.

34 | P á g i n a


8 BIBLIOGRAFÍA: Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B. E. (2008).

Biología la Vida en la Tierra. México: Pearson Educación de México.

Carril, E. P.-U. (2009). Fotosíntesis: Aspectos Básicos. Madrid: Facultad de Ciencias Biológicas. Universidad Complutense de Madrid.

9 ANEXOS

9.1 SITIOS O DOCUMENTOS WEB CONSULTADOS "OTHOPUX". (6 de Junio de 2013). Determinacion de la tasa

fotosintética. Obtenido de El profe de biolo: http://elprofedebiolo.blogspot.com/2010/02/determinacion-de-la-tasa-fotosintetica.html

bioqespecializad. (01 de Agosto de 2013). RESUMEN DE BICARBONATO DE SODIO. Obtenido de bioqespecializad: http://bioqespecializada.files.wordpress.com/2009/04/bicarbonato-de-sodio.pdf

eFloras. (09 de 06 de 2013). Flora of North America. Obtenido de eFlora.org: http://www.efloras.org/florataxon.aspx?flora_id=1&taxon_id=220004601

Segnini, S. (31 de Julio de 2013). Fundamentos de Bioestadística. Obtenido de webdelprofesor: http://webdelprofesor.ula.ve/ciencias/segninis/materias/capitulo_06.pdf

Wikipedia. (27 de Julio de 2013). Desviación Estándar. Obtenido de Wikipedia:

35 | P á g i n a


http://es.wikipedia.org/wiki/Desviaci%C3%B3n_est%C3%A1ndar

9.2 EVIDENCIA FOTOGRÁFICA DE LA PRÁCTICA

36 | P á g i n a

Anexo#1: Los materiales quese utilizaron en el

Anexo#2: Grupo “control”con las probetas A, B, C,D, E, ordenadas


37 | P á g i n a

Anexo#6: Bandeja con losmateriales para larealización delexperimento; entre ellos

Anexo#3: Grupo“experimental 3 gramos”con las probetas A, B, C,

Anexo#4: Grupo“experimental 6 gramos”con las probetas A, B, C,

Anexo#5: Preparación delsitio del experimento


38 | P á g i n a

Anexo#11: Medición del largodel tallo del esqueje deelodea

Anexo#12: Exposición de lamuestra a la lámparadurante el conteo deburbujas

Anexo#10: Pesando elbicarbonato de sodio en labalanza

Anexo#9: Balanzaanalítica usada en elexperimento

Anexo#7: Colocación delreceptor del luxómetro enlas pinzas Fisher

Anexo#8: Obtención del valor de la intensidad lumínica de las muestras


10 TABLA DE CONTENIDO1 Tema..................................................11.1 Tema General.......................................11.2 Tema Específico....................................1

2 Objetivos.............................................12.1 Objetivo General...................................12.2 Objetivos Específicos..............................12.3 Hipótesis..........................................2

3 Teoría................................................33.1 Fotosíntesis.......................................33.2 papel del Dióxido de carbono en la fotosíntesis....33.3 La utilización de bicarbonato de sodio como fuente de Dióxido de carbono...................................3

39 | P á g i n a

Anexo#13: Obtención del valorde la temperatura en lasmuestras


3.4 Especie “Elodea” (Egeria Densa).......................34 Materiales............................................44.1 Materiales de laboratorio rango y margen de error. .44.2 Reactivos o sustancias a utilizar..................44.3 Materiales de seguridad Personal...................4

5 Técnica...............................................55.1 Procedimiento de la Práctica.......................55.1.1 Selección del sitio de trabajo..................55.1.2 Preparación del experimento.....................55.1.3 Realización del experimento (Nota: los siguientesprocesos serán aplicados a cada una de las muestras de los 3 grupos).........................................5

6 Obtención y procesamiento de datos....................66.1 Selección de Variables.............................66.2 Obtención de datos brutos..........................76.2.1 Tabla de datos brutos #1 “Tabla de variables cuantitativas de elodea control”......................76.2.2 Tabla de datos brutos #2 “Tabla de variables controladas de elodea control”........................86.2.3 Tabla de datos brutos #3 “Tabla de variables cuantitativas de elodea experimental en 3 gramos de bicarbonato”..........................................86.2.4 Tabla de datos brutos #4 “Tabla de variables controladas de elodea experimental en 3 gramos de bicarbonato”..........................................96.2.5 Tabla de datos brutos #5 “Tabla de variables cuantitativas de elodea experimental en 6 gramos de bicarbonato”..........................................96.2.6 Tabla de datos brutos #6 “Tabla de variables controladas de elodea experimental en 6 gramos de bicarbonato”.........................................10

6.3 Gráficas de los datos brutos......................106.3.1 Gráfica de datos brutos #1 “Tabla de variables cuantitativas de elodea control”.....................10

40 | P á g i n a


6.3.2 Gráfica de datos brutos #2 “Tabla de variables cuantitativas de elodea experimental en 3 gramos de bicarbonato”.........................................116.3.3 Gráfica de datos brutos #3 “Tabla de variables controladas de elodea experimental en 6 gramos de bicarbonato”.........................................11

6.4 Obtención de datos procesados.....................126.4.1 Tabla de datos procesados #1 “Tabla de media aritmética y desviación estándar en el grupo control” 126.4.2 Tabla de datos procesados #2 “Tabla de media aritmética y desviación estándar en el grupo 3 gramos debicarbonato de sodio”................................126.4.3 Tabla de datos procesados #3 “Tabla de media aritmética y desviación estándar en el grupo 6 gramos debicarbonato de sodio”................................136.4.4 Tabla de datos procesados #4 “Tabla de promedios del número de burbujas por minuto en cada muestra de los3 grupos”............................................136.4.5 Tabla de datos procesados #5 “Tabla de promedios y desviaciones estándares de los 3 grupos”...........136.4.6 Tabla de datos procesados #6 “Tabla de comparaciones hipotéticas entre los 3 grupos”........14

6.5 Cálculos (fórmula, reemplazo de la fórmula, resultado).............................................146.5.1 Obtención de media aritmética de cada tabla de datos brutos.........................................14

6.6 Obtención de desviación estándar de cada tabla de datos brutos...........................................166.7 Realización de la prueba de Hipótesis.............176.7.1 Formulación de hipótesis.......................176.7.2 Especificación del valor de probabilidad crítico o nivel de significancia (α).........................186.7.3 Elección del estadístico de la muestra y de la distribución para someter las pruebas de hipótesis. . .186.7.4 Comparación de las varianzas...................19

41 | P á g i n a


6.7.5 Realización del estadístico de prueba (Prueba T de Student)..........................................20

6.8 Gráfico de datos procesados.......................236.8.1 Gráfico de datos procesados #1 “Gráfica de promedios del número de burbujas por minuto en cada muestra de los 3 grupos”.............................236.8.2 Gráfico de datos procesados #2 “Gráfica comparativa de diferencia de promedios del número de burbujas de los 3 grupos”............................24

7 Conclusión y Evaluación..............................247.1 Conclusión........................................247.2 Evaluación........................................257.2.1 Conteo de Burbujas.............................25

8 Bibliografía:........................................279 Anexos...............................................279.1 Sitios o documentos web consultados...............279.2 Evidencia fotográfica.............................28

42 | P á g i n a

Laboratorio de Biología IB (Fotosíntesis 2.0)

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