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Determinación cuantitativa de las clorofilas

Enviado por kanevepe13



 

  1. Introduccion
  2. Objetivo
  3. Metodologia
  4. Cuestionario
  5. Discusión
  6. Bibliografia

INTRODUCCION

La fotosíntesis es un proceso por el cual las plantas verdes convierten a energía potencial de compuestos de carbono reducidos, desprendiendo simultáneamente oxigeno molecular. Este proceso es indudablemente, el proceso más importante sobre la tierra, pues suministra directa o indirectamente las substancias nutritivas esenciales para la mayoría de las formas de vida. La fotosíntesis, consiste en la reducción de C02 atmosférico por medio de los protones del agua obtenidos con la energía proveniente del sol. Así la planta almacena energía electromagnética como energía potencial en los compuestos orgánicos.

Los compuestos carbonados ricos en energía, obtenidos de esta manera, son usados después como fuente de energía por la propia planta y por otros organismos que son incapaces de fabricar sus propios alimentos, pero que si pueden aprovechar la materia vegetal.

El organismo vegetal ha desarrollado un sistema para capturar un fotón de luz y utilizar la energía para elevar el nivel energético de un electrón determinado que posteriormente regresa a su nivel basal; cuando esto sucede, el exceso de energía es liberada en diferentes formas.

Los organismos fotosintéticos atrapan la luz solar formando ATP y NADH, que utilizan como fuente de energía para formar lúcidos y otros componentes orgánicos a partir de bióxido de carbono y agua de forma simultánea liberan oxigeno molecular. El bióxido de carbono formado en la respiración de los heterótrofos regresa a la atmósfera para volver a ser utilizado por los organismos fotosintéticos. De este modo la energía solar proporciona la fuerza motriz para la circulación continua del bióxido de carbono y oxigeno molecular atmosféricos a través de la biosfera y proporciona los substratos reducidos (combustible).

La evolución de la vida vegetal ha logrado a través de mecanismos bioquímicos, desviar del retorno del electrón a su nivel primitivo y utilizar el exceso de energía para sintetizar carbohidratos. Las plantas superiores contienen también un complemento de enzima, semejante a los de la levadura, que son capaces de convertir la glucosa en alcohol etílico y bióxido de carbono. Esta conversión, se produce cuando las plantas están privadas de oxigeno. Permanecen vivas durante periodos variables de tiempo que dependen del tipo de planta, el grado de crecimiento. Etc.

En estas condiciones invariablemente producen bióxido de carbono y forma alcohol etílico en sus tejidos. Un gran número de productos intermedios o fragmentos carbohidratos se producen en el proceso principal de oxidación (respiración aeróbica) de la glucosa a bióxido de carbono y agua, en el proceso alternativo, fermentación alcohólica (respiración anaerobia). Muchos de estos productos intermedios se pueden emplear como componentes para la formación de la variedad de compuestos orgánicos que se encuentran en la planta. Algunos de los pasos de dos tipos de respiración son pasos que producen energía e indudablemente suministran, mediante transferencias, la energía que se necesita para la síntesis de nuevos compuestos. Todos los compuestos de carbono de la planta pueden sintetizarse comenzando con glucosa, fructosa o sacarosa; esto se demuestra por la facilidad con que tejidos vegetales cortados se pueden cultivar en una solución en la que uno de estos azúcares sirve como única fuente de carbono.

La capacidad de capturar el fotón y convertir la en energía luminosa en energía química es propiedad exclusiva de las plantas verdes.

Las substancias que absorben la energía radiante, que incide en la planta, es la clorofila. Una molécula de clorofila se compone de una cabeza y una cola. La cabeza contiene cuatro anillos de carbono \ nitrógeno unidos formando un anillo mayor en el centro de este anillo hay un átomo de magnesio y tiene un pigmento color verde con estructuras policiclicas planas. La cola es una cadena de carbonos enlazados unidos a la cabeza.

En todos los casos la fotosíntesis esta asociada con corpúsculos verdes aislados, llamados cloroplastos, que están suspendidos en el citoplasma de la célula. Es posible romper la célula de la hoja en varias fracciones triturándolas con una solución amortiguadora.

Este tratamiento rompe los cloroplastos en fragmentos más pequeños llamados grana. Se recuperan tres fracciones principales: A) el citoplasma, una solución transparente de color café rojizo, B)los grana sólidos (verde) y C)las paredes celulares mezcladas con células integras.

Los granas, que son todavía capaces de llevar a cabo la fotosíntesis contienen, referido al residuo seco aproximadamente, el 40% de proteínas, 35% de lípidos, el 7% de minerales y el 5% de pigmento verde llamado clorofila. Esta molécula de pigmento se encuentra incluida en la unidad estructural fotosintética llamada cuantosoma que corresponde a una parte del tilacoide. Los pigmentos más importantes que absorben luz en las membranas de los tilacoides son las clorotila.

Además en el cloroplasto de las plantas superiores, hay otros grupos de pigmentos que son los carotenoides y de las xantótilas. La clorofila a es de color verde debido a que absorbe preferentemente la luz roja y azul y transmite la verde. Y se distingue de la clorofila B ya que esta tiene un grupo CH3.

Las xantólilas son carotenoides pardo amarillentos que absorben la luz visible de las plantas que complementa a la clorofila en la captación de energía a partir de la luz solar. Existen otros pigmentos como son las antocianinas, que se encuentran en células vegetales superiores que determina en especial el color de las flores y algunos matrices en hojas y otras estructural de las plantas.

Pigmentos vegetales hidrosolubles. Los hermosos colores azules, púrpuras, violeta, malva, magenta, la mayoría de los rojos. y los matices de amarillo pálidos al marfil que se encuentran en flores y frutos, son pigmentos hidrosolubles que pertenecen al grupo de las antocianinas o de la antoxiantina.

Contienen los grupos benzopirilium y benzopirona, respectivamente, como se encuentra.

Estos pigmentos suelen presentarse en forma de glucósidos. lo que explica su solubilidad en agua y la fácil extractabilidad por solventes acuosos. Se encuentran en la savia de las plantas, y a menudo en forma de sólidos amorfos o cristalinos en las hojas en el tejido leñosos y frutos. Su color esta algunas veces enmascarado pro otros pigmentos, como la clorofila.

ANTOCIANINAS. Estos pigmentos tienen coloraciones que van del escarlata al azul. Una antocxianina típica es la pelargonidina. Con la glucosa unida por un enlace glucosidico a las posiciones 3 y 5, se convierten en la antocianina pelaronina.

PERLARGONIDINA Pueden distinguirse varios grupos de antocianinas sobre la base de su naturaleza, número y posición de los azucares que contienen:

A) 3 Glucosa y 3 Galactosidos

B) 3 Pentasaglucosidos (incluyendo 3- ramnosidos)

C) 3 glucosidos (glucosidos disacaridos)

D) 3,5 Monoducido

OBJETIVO

Calcular la cantidad de clorofila que se encuentra en una determinada porción de extracto por una determinación cuantitativa.

MATERIAL

1 Mortero

1 Embudo de Buchner

1 Matráz de filtración

1 Matráz aforado de 50 mil

  1. Probeta de 100 ml
  1. Vaso de precipitados de 200ml.
  1. Tubos de ensayo

1 Pipeta de 5ml.

1 Embudo

  1. Pipeta pasteur, mechero, tripie y rejilla

espectrofotómetro y celdas

2 Discos de papel filtro

Gradilla

MATERIAL (LOS ALUMNOS)

1 gr de hojas frescas de espinacas.

3gr de pétalos de flores azules

Arena

REACTIVOS

Acetona al 80% (v/v)

H2S04 0.1N

NAOH 0.1N

Papel pH 0-14

METODOLOGIA

1.- Coloque en el mortero 1 g de hojas de espinacas, sin las venas grandes, cortadas en pequeños tamaños.

2.-Agregue arena y 4 ml de acetona al mortero, para moler el tejido y obtener una pasta fina. Adicione 20ml más de acetona.

3.-Transfiera cuidadosamente el extracto resultante al embudo de Buchner provisto de papel filtro, y filtre al vacío.

4.- Agregue otros 50ml de acetona a la pulpa de las hojas y reanude la molienda y el filtrado. Este segundo extracto agréguelo al primero. El tejido debe de quedar sin clorofila, de lo contrario repita el proceso con otros 20ml de acetona y reúna todos los filtrados.

5.- Lave el mortero y el embudo con 50ml de acetona que se incorporara al filtrado. En todo el proceso no debe de usar mas de 100ml de acetona se aconseja aforar a 50ml en un matraz.

6.- Lea la densidad óptica (D) a 645. 652.663 nm del extracto. usando como blanco el acetona. Anota las densidades medidas.

  1. Otros pigmentos no fotosintéticos: las antocianinas

1 Macere 3g de pétalos de flores azules y colóquelos en un vaso de 200ml, con 100ml. de agua y ponga a hervir durante unos minutos.

2 Enfríe un poco el extracto y filtre

3 En 3 tubos de ensayo. coloque 5 ml del extracto

4 En tubo uno mida el pH de la solución, utilizando un papel indicador.

5 Al tubo 2, agregue. gota a gota la solución de H2S04 0.1 N y observe cualquier cambio de color con respecto al original. Determine el pH y continúe la adición del ácido para ver si ocurren otros cambios.

6 Al tubo 3 añada NAOH 0.1 N gota a gota y mide el pH de la solución al transcurrir un cambio de color.

RESULTADOS

Densidad de 645 nm con absorbancia de 0.400

Densidad de 652 nm con absorbancia de 0.550

Densidad de 663 nm con absorbancia de 0.832

CLOROFILA A 0.47452

CLOROFILA B 0.263312

CLOROFILA TOTAL 1 0.737632

CLOROFILA TOTAL 2 0.7971

TRATAMIENTO COLOR pH

Extracto original amarillo 7

Extracto mas H2S04 rosa 3

Extracto más NAOH verde 9

CUESTIONARIO

1.- QUE SON LAS CLOROFILAS’?

Pigmentos verdes con estructuras policiclicas planas que funcionan como receptores de energía luminosa en la fotosíntesis; al igual absorben energía de los organismos fotosintéticos.

También la clorofila es una profirina al igual que el grupo hemo de los citocromos pero contiene un átomo de magnesio en lugar de una de hierro en el centro del anillo periférico. La clorofila se asocia con lípidos y proteínas hidrofobicas de las membranas fotosintéticas. Hay dos tipos de clorofila como son: la clorofila A y la clorofila b.

2.- DESCRIBA LA FUNCION BIOLOGICA DE LOS PIGMENTOS VEGETALES Y DIGA ¿,CUAL ES SU IMPORTANCIA?

Son sustancias que su función es absorber la luz visible. Los diferentes pigmentos absorben luz de longitudes de onda diferentes, además de llevar a cabo principalmente la fotosíntesis.

La variación en las proporciones de estos pigmentos es la responsable de la gama de colores de los organismos fotosintéticos que van desde el azul obscuro de las hojas de abeto hasta el verde más intenso de las hojas de arce, el rojo marrón o incluso púrpura de algunas plantas.

Las células vegetales también tienen otros pigmentos fotosintéticos accesorios, como los carotenoides de color amarillo o anaranjado. Vistos absorben longitudes de onda de la luz diferente a las que corresponden a la clorofila y’ de tal suerte amplían el espectro luminoso que aporta energía para la fotosíntesis.

3.- DESCRIBA LAS CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DL LA CLOROFILA Y EL CAROTENO.

A)CLOROFILA:

La estructura básica de todas las clorofila es la de una unidad tetralirrolica plana que contienen metal similar al grupo proteico heme de la mioglobina y los citocromos. No obstante, la molécula de la clorofila es diferente al del grupo heme en tres aspectos:

1 .- En la clorofila, el ion, metálico que esta coordinado al grupo tetrapirrolico es magnesio como vez del hierro.

2.- Las clorofilas no son dependientes de uniones a grupos proteicos para su actividad.

3.- Las clorotilas contienen un grupo característico de cadenas laterales unidos a los pirroliticos, los más notables de los cuales son un grupo alcohólico, grande y no polar en enlace esférico o un residuo Iateral del ácido propionoico. y un anillo funcionado del ciclo pentano. El grupo fitol no polar es particularmente notable ya que proporciona la base estructural para una integración de las moléculas de clorofila en la matriz lipoproteica de la membrana de tilacoide.

B) CAROTENO.- carotenos y las xantotilas son pigmentos insolubles en agua y ampliamente distribuidas en la naturaleza, siendo más abundantes en plantas y algas.

4.-¿QUÉ SON LAS ANTICIANINAS?

Son pigmentos vegetales hidrosolubles que se encuentran en flores y frutos, son hermosos colores azules, púrpura, violeta, malva y la mayoría de los rojos, contienen los grupos henzaopirilium y benzopirono. Estos pigmentos suelen presentarse en forma de gluxodisos lo que explica su solubilidad en agua y la fácil extractailidad por solventes acuosos. Se encuentran en la savia de las plantas y a menudo en forma de sólidos amorfos o cristalinos en las hojas en el tejido leñoso y frutos. Su color esta algunas veces enmascarado por otros pigmentos, como la clorofila en algunas células vegetales la vacuola contiene elevadas concentraciones de pigmentos que dan su intenso color o púrpura en las llores de los geranios. Las rosas las ciruelas y las uvas.

5.- DE ACUERDO A SU EXTRCCION. QUE DIFERENCIA HAY ENTRE LAS CLOROFILAS Y LAS ANTOCIANINAS.

La clorofila se encuentra en los cloroplastos formando compuestos insolubles se hace necesaria para llevar acabo el estudio de su poder. absorbente, extraerlas y aquellos por medio de éter, acetona u otros disolventes adecuados.

Además que la parte fundamental de la molécula de la clorofila es cl anillo llamado porfirina estructura formada por 4 núcleos pirrolicos unidos por eslabones metálicos.

Los antocianinas son del grupo de los glucosidos son compuestos de glucosa, alcohol, o ácido. Que en solución en las vacuola dan color a la flor, rojo si en el pH es ácido, azul o violeta si el ph es básico.

DISCUSIÓN

La fotosíntesis es un proceso que transforma en carbono orgánico el gas carbónico tomado del aire o disuelto en el agua. En el proceso interviene un pigmento, la clorofila, que es una sustancia capaz de absorber las radiaciones luminosas. Esta captación de energía luminosa se realiza en una primera etapa en la fotosíntesis, en la cual se produce energía química en forma de moléculas de adenosintrifosfato (ATP) y se desprende oxigeno, que produce de la escisión de una molécula de agua. En una segunda etapa, que se denomina fase obscura porque puede tener lugar en ausencia de luz, el dióxido de carbono se combina con una pentosa para formar glucosa a través de una serie de reacciones químicas. La clorofila absorbe sobre todo la luz roja, violeta y azul, y refleja la verde.

La luz roja es la de mayor eficacia para la fotosíntesis, ya que el espectro de absorción de la clorofila es más amplio en la zona del rojo. En cambio la luz verde carece de acción sobre este proceso.

Lo anterior nos explica por que cuando llevábamos la solución de clorofila a la luz del sol esta cambiaba a un color rojo.

Cabe mencionar que no todas las soluciones obtenidas en la práctica por los demás equipos tenían la misma tonalidad de verde, esto es por que no todas las hojas de espinacas tenían la misma frescura, esto es que entre más frescas se encuentren las hojas mayor contenido de clorofila.

En cuanto a las antocianinas estas son glucosidos es decir que se pueden hidrolizar por la acción de enzimas o de los ácidos en una o más de azucares y en otra porción de diferente naturaleza llamada aglicon o antocianidina.

Este se divide en tres antocianidinas: roja en solución ácida, violeta en medio neutro y azul en solución alcalina.

Por lo que cabe resaltar que las antocianinas pueden alterar químicamente de acuerdo a su medio, el color se cambia de acuerdo a su medio ácido cuando va de 1 a 7 y la basticidad cuando va de 7 - 11 por lo que se tiene que proceder a ver un cambio de color de la substancia por el indicador que contiene la antocianina.

La antocianina pertenece al grupo de los glusidos los cuales contiene glucosa, ácido y alcohol en su estructura.

CONCLUSIÓN

Sabemos que la clorofila es un factor importante en la fotosíntesis y que es capaz de absorber la energía luminosa y gracias a ello puede promover la serie de reacciones que conducen al almacenamiento de dicha energía en un compuesto de alto poder calórico.

La luz roja es la de mayor eficacia para la fotosíntesis, ya que el espectro de absorción de la clorofila es más amplio en la zona del rojo. En cambio la luz verde carece de activación sobre este proceso.

BIBLIOGRAFIA

Enciclopedia Microsoft® Encarta® 99. © 1993-1998 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

CRISTOPHER K. MATHEWS.-K.E. VAN HOLDE

BIOQUIMICA 2da Ed.

MADRID: Mc GRAW-HILL INTERAMERICANA ,1998

P.P. 657-665

 

VEGA PEREZ KARLA NELY


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