PRACTICA DE LABORATORIO
METABOLISMO EN PLANTAS

Objetivo
* Comprender del papel imprescindible de los pigmentos vegetales, fundamental la clorofila, en el metabolismo vegetal
* Calcular la cantidad del CO2 producido durante la respiración de una planta en durante un tiempo determinado.

Fundamento teórico
Los Pigmentos vegetales, que se encuentran en los cloroplastos, son moléculas químicas que reflejan o transmiten la luz visible, o hacen ambas cosas a la vez. El color de un pigmento depende de la absorción selectiva de ciertas longitudes de onda de la luz y de la reflexión de otras. Constituyen el sustrato fisicoquímico donde se asienta el proceso fotosintético.
Hay diversas clases de pigmentos

- Principales:
• Clorofilas (a, b, c, d y bacterioclorofilas) de coloración verde.
- Accesorios:
• Carotenoides (carotenos y xantofilas) de coloración amarilla y roja.
• Ficobilinas de coloración azul y roja presentes en las algas verdeazuladas, que comprenden el filo de los Cianofitos.

La Clorofila, es el pigmento que da el color verde a los vegetales y que se encarga de absorber la luz necesaria para realizar la fotosíntesis, proceso que posibilita la síntesis de sustancias organicas a partir de las inorganicas (CO2, H2O y sales minerales), mediante la transformación de la energía luminosa en energía química. La clorofila absorbe sobre todo la luz roja, violeta y azul, y refleja la verde. Generalmente la abundancia de clorofila en las hojas y supresencia ocasional en otros tejidos vegetales, como los tallos, tiñen de verde estas partes de las plantas. En ocasiones, la presencia de clorofila no es tan patente al descomponerse y ocupar su lugar otros pigmentos de origen isoprénico también presentes en los plastos como son los carotenos (alfa, beta y gamma) y las Xantofilas.

Las algas verde-azuladas contienen la misma clase de clorofila que las plantas superiores, pero la ausencia de cloroplastos hace que se distribuya por toda la célula. Con frecuencia otros pigmentos como la ficobilina (presente también en los rodófitos) enmascaran la clorofila y confieren a estas a las células, un color azulado o rojizo. Su función es captar la luz y transferirla a la clorofila.

Las clorofilas presentan una estructura molecular de gran tamaño de tipo porfirinico, estando formada en su mayor parte por carbono e hidrógeno; constituyendo un anillo tetrapirrolico ocupado en el centro por un único atomo de magnesio, rodeado por un grupo de atomos que contienen nitrógeno. Del anillo parte una larga cadena de 20 atomos de carbono, denominada fitol que constituye el punto de anclaje de la molécula de clorofila a la membrana interna del cloroplasto, el organulo celular donde tiene lugar la fotosíntesis.

Cuando la molécula de clorofila absorbe un fotón, sus electrones se excitan elevandose a un nivel de energía superior. Esto es el punto de partida en el cloroplasto de una secuencia compleja de reacciones químicas que danlugar al almacenamiento de energía en forma de enlaces químicos. Los diversos tipos de clorofilas existentes, se diferencian en pequeños detalles de su estructura molecular y que absorben longitudes de onda luminosas algo distintas.

Por cromatografía se pueden separar cuatro clorofilas distintas:
• La clorofila A constituye de manera aproximada el 75% de toda la clorofila de las plantas verdes, estando presente también en las algas verdeazuladas y en células fotosintéticas mas complejas.
• La clorofila B es un pigmento accesorio presente en vegetales y otras células fotosintéticas complejas; absorbe luz de una longitud de onda diferente y transfiere la energía a la clorofila A, que se encarga de transformarla en energía química.
• Las clorofilas C y la D son propias de algas y bacterias.

Las clorofilas actúan como catalizadores, es decir, como sustancias que aceleran o facilitan las reacciones químicas, pero que no se agotan en las mismas. Entre los carotenoides hay también muchos catalizadores e intervienen como pigmentos accesorios en la fotosíntesis, transfieren a la clorofila la energía de la luz que absorben para su conversión en energía química.

Temas de consulta
Elabore un cuadro comparativo de la fotosíntesis C3, C4 Y CAM

Materiales por grupo: | Reactivos: |
* 2 Frasco grande con boca grande y tapa * 2 Frasco pequeño transparente con tapa * 1000cm de manguera de 3mm de diametro * 2 plantas pequeñas en bolsa plastica * Papelaluminio * Silicona | - Solución de Ca(OH)2 0.1 M |

Procedimiento
1. Prepare 100ml de solución de Ca(OH)2 0.1 M utilizando cal viva. Colocar 50ml en el frasco de vidrio
pequeño. Para preparar la solución protón colocar 50ml de solución en un vaso y con un pitillo soplar
dentro de la solución agitando suavemente hasta que la solución cambie de color blanco lechoso hasta
transparente.
2. Abrir un orificio en la tapa del frasco grande para introducir la manguera y sellar con silicona. Colocar la
planta dentro del frasco grande, colocar la tapa. Abrir un orificio en la tapa del frasco pequeño para el otro
extremo de la manguera e introducirla dentro de la solución que esta en el frasco. Colocar el montaje en
un sitio iluminado.

Fase luminosa | Fase oscura |


3. Repita el procedimiento anterior, pero forre el frasco grande con papel aluminio.
4. Tomar el tiempo inicial, cada hora agitar los frascos pequeños para facilitar la reacción. Cuando la
solución del frasco haya tomado la coloración de la solución patrón habra terminado la reacción, tomar el
tiempo final.
5. Calcule la intensidad respiratoria: 1ml de Ca(OH)2 0.1 M equivalen a 2,2 mg de CO2 desprendidos

1. En que etapa de la respiración se produce el CO2 desprendido?
2. Que efecto tiene el CO2 sobre el Ca(OH)2?
3. Que relación hay entre la fotosíntesis y la respiración?
4. Que factores pueden afectar los resultados?