Cicle matèria energia

1. ARACELI VÁZQUEZ

2. Necessitats dels éssers vius
Tosts els éssers vius
necessiten
Energia Matèria
per a per a
desenvolupar les
seves
crear i mantenir les
seves estructuresfuncions vitals

3. Experiències fàcils
Atreveix-te i... som-hi !!
Aquí tens un seguit
d’experiències senzilles
que pots fer a casa o a
l’escola.

4. La fotosíntesi
Les plantes, 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.

6. Col·loca les plantes dins
del recipient amb aigua.
Procediment:

7. Omple el flascó amb 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 comprovar que 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, productores d’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 una cinta 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 tub d’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 aliments
Objectiu:
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 250 ml 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 a interpretar 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? (Utilitza la dada del pes del
teu cacauet).

17. Interpretació:
Tots els aliments 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 de les 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 una de 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 planta tapada 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.lular
Objectiu:
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 tres pots
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 teu muntatge no cal
que sigui tan complicat
com el de la figura.
Anima’t a simplificar-lo!

24. Resultats:
Una hora més 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 acolorida del 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·lules vives de la carn fresca respiren
i fan l’intercanvi de gasos respiratoris amb
el medi.

27. Observació de floridures
Objectiu:
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 no tens 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.

29. Resultats:
Veuràs més o menys això:
espornagis
miceli

30. L’energia
•Tota l’energia necessària
per a la vida a la Terra és
proporcionada pel Sol.

31. L’energia
•Per poder-la aprofitar,
aquesta energia lumínica s’ha
de transformar en energia
química i magatzemar-la
en molècules complexes.

32. •Només hi ha uns organismes
capaços d’aprofitar directament
l’energia del Sol per un procés
anomenat FOTOSÍNTESIS:
són les plantes, les algues i alguns
bacteris.
L’energia

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
•Així doncs, tots els éssers
vius depenen del Sol per a
proporcionar-li’s de forma
continua l’energia necessària
per a viure.

36. L’energia
aquesta és 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
Després de 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’energia
part 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

39. El flux d’energia
fotosíntesis
respiració
descomposició

40. L’energia
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.

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. 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
La matèria

44. El cicle de la 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 de la 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. 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.
La fotosíntesi

49. 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.
La fotosíntesi

50. La fotosíntesi
La fotosíntesi té lloc en dues fases succesives:
Fase lluminosa Fase fosca
Té lloc dins del cloroplast dins del cloroplast
Necessitatspresència 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. 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:
La fotosíntesi

52. La fotosíntesi:
el procés
aigua
sals minerals
radiació solar
diòxid de
carboni
CO
2
oxigen
O
2
glucosa

53. El cloroplast
aigua
diòxid de
carboni
membrana
externa
glucosa
clorofil·l a
llum
solar
membrana
interna
lamela
grana
(pila de tilacoides)
espai
intermembranal
tilacoide
estroma
Oxigen

54. Per a què serveix la glucosa
Glucosa
AminoàcidsSacarosa Midó Cel·lulosaLípids
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. 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
La respiració

58. El mitocondri
nutrients
(glucosa)
oxigen
diòxid de
carboni
aigua
ENERGIA
membrana
externa
membrana
interna
crestes
matriu

59. Intercanvi de gasos en les plantes.
DIA NIT
O
2
O
2
CO
2
CO
2
CO
2
O
2
Respiració
Respiració
Fotosíntesi

60. Relació entre la fotosíntesi 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
On es 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
Una forma 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
Una forma especial de descomposició és la
FERMENTACIÓ:
BACTERIS:Lactobacillus

64. La fermentació
Una forma 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.

67. Autòtrofs (productors):
vegetals vegetals
bacteris algues

68. 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.

70. Heteròtrofs (consumidors):
animals
animals
fongs
protozous

71. Descomponedors
Són uns heteròtrofs 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 la matèria orgànica
d’organismes morts o de restes
d’éssers vius (excrements,
pells, closques, mudes....).

73. Descomponedors:
floridures
bolets
bacterisfongs

74. 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.