Download PROTOCOLO Titulo: Detección de glucosa y

PROTOCOLO
Titulo: Detección de glucosa y almidón en la fotosíntesis
Objetivo: Que el alumno identifique la presencia del almidón y la glucosa en diferentes
plantas sometidas a un ambiente carente de oxígeno o luz solar.
Resumen:
Introducción:
Las plantas y la luz
Las plantas utilizan la luz como fuente de energía para transformar el CO2 en compuestos
orgánicos indispensables para la vida. El color verde de las plantas se debe a que absorben
principalmente luz violeta, azul y roja, reflejando la verde.
Las plantas están adaptadas a la cantidad de luz que pueden recibir: las plantas de sombra regulan
su actividad fotosintética disponiendo de menores cantidades de enzimas como el rubisco, que
intervienen en ese proceso. Al mismo tiempo, incrementan la producción de clorofilas, captadoras
de luz. La tasa de respiración de estas plantas también es menor con respecto a las plantas de sol,
reduciendo sus demandas metabólicas.
Fotosíntesis
La fotosíntesis es el proceso por el cual las plantas verdes, las algas y algunas bacterias utilizan
para su desarrollo, crecimiento y reproducción a la energía de la luz. Consiste en la transformación
de la energía lumínica en química que hace que la materia inorgánica (agua y dióxido de carbono)
se vuelva orgánica. La ecuación que engloba la fotosíntesis es:
Las reacciones de fotosíntesis se dividen en dos fases: las reacciones dependiente de la luz (la
parte “foto” de la fotosíntesis) y las reacciones de fijación de carbono (la parte “síntesis”). Cada
conjunto de reacciones tienen lugar en una región distinta del cloroplasto: las reacciones
dependientes de la luz en los tilacoides, y las de fijación de carbono en el estroma
La velocidad de la primera etapa, llamada reacción lumínica, aumenta con la intensidad luminosa
(dentro de ciertos límites), pero no con la temperatura. En la segunda etapa, llamada reacción en
la oscuridad, la velocidad aumenta con la temperatura (dentro de ciertos límites), pero no con la
intensidad luminosa.
Fase primaria o lumínica
La fase lumínica de la fotosíntesis es una etapa en la que se producen reacciones químicas con la
ayuda de la luz solar y la clorofila.
La clorofila es un compuesto orgánico, formado por moléculas que contienen átomos de carbono,
de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y magnesio.
Estos elementos se organizan en una estructura especial: el átomo de magnesio se sitúa en el
centro rodeado de todos los demás átomos.
La clorofila capta la luz solar, y provoca el rompimiento de la molécula de agua (H2O), separando el
hidrógeno (H) del oxígeno (O); es decir, el enlace químico que mantiene unidos al hidrógeno y al
oxígeno de la molécula de agua, se rompe por efecto de la luz.
El proceso genera oxígeno gaseoso que se libera al ambiente, y la energía no utilizada es
almacenada en moléculas especiales llamadas ATP. En consecuencia, cada vez que la luz esté
presente, se desencadenará en la planta el proceso descrito.
La siguiente fase es el ciclo de calvin o fase oscura o de “fijación del dióxido de carbono”
En primer lugar se produce la fijación del dióxido de carbono. En el estroma del cloroplasto, el
dióxido de carbono atmosférico se une a la pentosa ribulosa-1,5-bisfosfato, gracias a la enzima
RuBiscO, y origina un compuesto inestable de seis carbonos, que se descompone en dos moléculas
de ácido-3-fosfoglicérico. Se trata de moléculas constituidas por tres átomos de carbono, por lo
que las plantas que siguen esta vía metabólica se llaman C3. Si bien, muchas especies vegetales
tropicales que crecen en zonas desérticas, modifican el ciclo de tal manera que el primer producto
fotosintético no es una molécula de tres átomos de carbono, sino de cuatro (un ácido
dicarboxílico), constituyéndose un método alternativo denominado vía de la C4, al igual que este
tipo de plantas.
Con posterioridad se produce la reducción del dióxido de carbono fijado. Por medio del consumo
de ATP y del NADPH obtenidos en la fase luminosa, el ácido 3-fosfoglicérico se reduce a
gliceraldehído 3-fosfato. Éste puede seguir dos vías, consistiendo la primera de ellas en regenerar
la ribulosa 1-5-difosfato (la mayor parte del producto se invierte en esto) o bien, servir para
realizar otro tipo de biosíntesis: el que se queda en el estroma del cloroplasto comienza la síntesis
de aminoácidos, ácidos grasos y almidón. El que pasa al citosol origina la glucosa y la fructosa, que
al combinarse generan la sacarosa (azúcar característico de la savia) mediante un proceso
parecido a la glucólisis en sentido inverso.
La regeneración de la ribulosa-1,5-difosfato se lleva a cabo a partir del gliceraldehído 3-fosfato,
por medio de un proceso complejo donde se suceden compuestos de cuatro, cinco y siete
carbonos, semejante a ciclo de las pentosas fosfato en sentido inverso (en el ciclo de Calvin, por
cada molécula de dióxido de carbono que se incorpora se requieren dos de NADPH y tres de ATP).

Síntesis de compuestos orgánicos nitrogenados: gracias al ATP y al NADPH obtenidos en
la fase luminosa, se puede llevar a cabo la reducción de los iones nitrato que están
disueltos en el suelo en tres etapas.
En un primer momento, los iones nitrato se reducen a iones nitrito por la enzima nitrato
reductasa, requiriéndose el consumo de un NADPH. Más tarde, los nitritos se reducen a amoníaco
gracias, nuevamente, a la enzima nitrato reductasa y volviéndose a gastar un NADPH. Finalmente,
el amoníaco que se ha obtenido y que es nocivo para la planta, es captado con rapidez por el ácido
α-cetoglutárico originándose el ácido glutámico (reacción catalizada por la enzima glutamato
sintetasa), a partir del cual los átomos de nitrógeno pueden pasar en forma de grupo amino a
otros cetoácidos y producir nuevos aminoácidos.
Hidratos de carbono
Todos los organismos se componen de la unidad básica de la materia conocida como el átomo.
Cuando los átomos se unen con otros átomos producen moléculas. Las moléculas orgánicas están
directamente asociadas con los organismos vivos, debido a que son los bloques que componen la
estructura celular. Las moléculas orgánicas grandes se forman mediante la síntesis por
deshidratación y se destruyen mediante el proceso de hidrólisis. Lo que implica que para romper
una macromolécula tenemos que romper una molécula de agua (hidrólisis), mientras que al
formar una macromolécula se produce una molécula de agua (síntesis de deshidratación).
Disacárido
Monosacárido
Monosacárido
Hidrólisis
Hidratos de
hidratos de
Carbono: Los
carbono son
macromoléculas
Agua
que se componen de pequeñas moléculas conocidas como monómeros. Estos monómeros son
azúcares simples conocidas como monosacáridos. Existen otros carbohidratos que tienen una
organización más compleja, como los disacáridos y los polisacáridos. Los disacáridos se componen
de dos unidades de azúcar como la maltosa. Los polisacáridos se componen de cadenas de
glucosas como por ejemplo el glucógeno, el almidón y la celulosa.
Síntesis por
deshidratación
La glucosa es utilizada como fuente de energía en los organismos vivos. La energía se libera
cuando la glucosa se rompe formando dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O). Esta energía
liberada es la que utilizan los organismos para hacer trabajo. Nosotros los animales almacenamos
el azúcar en forma de glucógeno, mientras las plantas las almacenan en forma de almidón.
Para detectar la presencia de hidratos de carbonos en las soluciones se utilizan algunas sustancias
químicas que reaccionan con el sustrato produciendo un cambio en color. Si el cambio en color es
observado, entonces la reacción es positiva lo que indica que la molécula de hidratos de carbono
está presente.
Nosotros utilizaremos Lugol para la detección de almidón: la solución de iodo distingue al almidón
de los monosacáridos, disacáridos y otros polisacáridos. La solución de lugol (amarillo-marrón)
reacciona químicamente con los espirales que se forman en la molécula de almidón cambiando a
un color azul-negro. Si los hidratos de carbono no están en espiral, entonces la solución de iodo
no reacciona (permanece amarillo-marrón). El Lugol no reacciona con azúcares simples como la
glucosa o la fructosa.
Para detectar azúcares se utiliza el reactivo Benedict, el cual contiene un agente oxidante débil
(cobre) que reacciona con las azúcares. Las azúcares reaccionan con el reactivo Benedict después
de ser calentado en un baño de agua caliente, generando un cambio de la solución de color azul a
verde, amarillo, anaranjado o rojo.
Autores:




Galván Nieto Luz del Carmen
Madrigal Esquivel Claudia
Romero Baños Tania Paola
Ruiz Reyes Mayra Andrea
Resumen:
Hipótesis: Al quitarle la luz solar a algunas plantas los cloroplastos no obtendrán la suficiente
energía solar como para completar de manera correcta la fotosíntesis medio por el cual la planta
se pone verde. El lugol y Fehling ayudarán a identificar una cantidad aproximada (de forma
general) la producción de glucosa y almidón en las hojas de las plantas.
Metodología
1. Compramos 2 plantas, una de luz y una de sombra y las preparamos durante una semana.
2. Algunas hojas de la Planta de luz la metemos en el closet para evitar que le dé el sol y las
otras hojas las ponemos al sol para poder comprobar que pasa (como lote de control)
previamente durante una semana.
3. Coda hoja la pondremos en una caja de Petri con unas cuantas gotas de lugol para
detectar la presencia de almidón. Deberá cambiar su color a azul, morado oscuro o
negro.
4. Algunas de las hojas también sometidas a este proceso las colocamos en una caja de Petri
con reactivo de Benedict para detectar la presencia de glucosa.
5. Observar lo que pasa.
Materiales
 hojas de plantas de luz y de sombra preparadas durante una semana previa





Pinzas
Lugol
Reactivo de benedict
Cajas de Petri
Agua

Variables dependientes: Cantidad de Lugol, Fehling,

Variables independientes: Tiempo, cantidad de almidón o glucosa encontrados,
Tiempo de reacción.
Variables extrañas: Cantidad de sol en los días de preparación previos, clima,
temperatura.

Cuestionario:
• ¿Qué pasaría, con la producción de glucosa y almidón si se impide
que la planta reciba la luz? Y ¿Qué aspecto presentaría la planta después
de un tiempo en esta condición?
- Las hojas que fueron privadas de luz tendrán un tono más claro debido a
que no pudieron realizar bien el proceso de fotosíntesis y no produjeron
suficiente almidón.
La luz solar interviene en la producción de glucosa y almidón pues estos
son los productos de la fotosíntesis; la luz solar es indispensable para la
realización de la primera etapa de fotosíntesis: fase luminosa o fase
dependiente de la luz.
• ¿Cuál sería el resultado con la producción de glucosa y almidón, si se
limita el intercambio gaseoso en la planta (CO2 y O2)? y ¿Cómo piensan
que afectarían estas condiciones el aspecto de la planta?
Recordemos que la ecuación que resume la fotosíntesis es:
Dióxido de carbono + Agua + Luz → Hidratos de carbono + Oxígeno
Así que como podemos ver el dióxido de carbono es indispensable para
que la fotosíntesis se realice, a una planta a la que se le limitara el CO2, no
puede realizar correctamente este proceso lo que la llevaría a un cambio
de color, a secarse y luego morir.
Al igual que todos los demás seres vivos, las plantas respiran pues tienen
mitocondrias, al privarla de oxígeno, impedimos su intercambio gaseoso
(inhalan oxígeno y desechan dióxido de carbono) lo que provoca su
muerte.
3. •
¿Ocurrirá lo mismo, si plantas de sol y sombra se mantienen en
estas condiciones?
Si, pero la planta de sol con limitantes de luz, será la que sufra más daños
pues, la planta de sombra produce más cloroplastos para captar la poca
luz que tenga, la planta de sol al no tener estas características sus hojas
cambiarán de color y podría morir.
REFERENCIAS:
 Campbell, Reece .Biologia. 7tha edition. (2005) Madrid: Editorial Medica
Panamericana
 Respiración y fotosíntesis en plantas. http://www.hezkuntza.ejgv.euskadi.net/r43573/es/contenidos/informacion/dia6/es_2027/adjuntos/zubirik_zubi/unidades_di
dacticas_EL2/CIENCIAS_NATURALEZA/3_PLANTAS/03_LAS_PLANTAS_ALUMNADO.
pdf visitado el 19 de abril de 2011.
 Ciclo de Calvin en
http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/Ejercicios/2b/Biolo
gia/Metabolismo/ciclo_de_calvin.jpg visitado el 19 de abril de 2011