Practica 4: Observación de cloroplastos en células vegetales y la ciclosis en Elodea.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES

PLANTEL SUR

BIOLOGÍA III

PRACTICA EXPERIMENTAL 4:

NUTRICIÓN AUTÓTROFA

OBSERVACIÓN DE CLOROPLASTOS EN

 CÉLULAS VEGETALES Y LA CICLOSIS EN ELODEA

Integrantes:

Jordán Alejandre Euclides

López Ángeles Diana Andrea

Muciño Infante Ana Belén

Jiménez Martínez kenny

Profesora:

María Eugenia Tovar

Grupo: 518

Equipo: 3

Actividad experimental 4. Quinta y sexta etapas

Observación de cloroplastos en células vegetales y la ciclosis en Elodea

Preguntas generadoras:

1. ¿Qué es una célula?

Una célula es la unidad anatómica, morfológica y estructural de todos los seres vivos ya que ella constituye la forma o estructura del organismo, así como también todas las funciones vitales que éste realice.

2. ¿Cuál es la función del cloroplasto?

En los cloroplastos se realiza la fotosíntesis por lo mismo de que en su membrana interna tiene una serie de sacos que tienen grandes cantidades de clorofila, el pigmento fotosensible que ayuda a la fotosíntesis.

3. ¿Qué es y a qué se debe la ciclosis en las células vegetales?

La ciclosis es un movimiento de los cloroplastos que se puede producir por un estímulo como la luz, este movimiento influye en que los cloroplastos se muevan hacia las paredes de la célula durante la fotosíntesis como respuesta a la radiación de luz.

Planteamiento de las hipótesis:

Los cloroplastos son de suma importancia en el proceso de la nutrición autótrofa en las plantas. Estos se encuentran en constate movimiento ocasionado por la acción de la luz sobre ellos, lo cual provoca que se realice la ciclosis, es decir, son todos estos movimientos que dan lugar a la absorción de la luz solar y en consecuencia favorezca a la fotosíntesis.

Introducción

La porción verde de las plantas, en particular de las hojas, lleva a cabo la fotosíntesis. La hoja de una planta de floración contiene tejido mesofilo, mediante el cual las células se especializan para la fotosíntesis. La materia prima para la fotosíntesis consiste en agua y dióxido de carbono. Una vez absorbida por la raíz de la planta, el agua se mueve en el tejido vascular hacia el tallo y a la hoja a través de sus venas. El dióxido de carbono del aire ingresa en la hoja por medio de aberturas pequeñas llamadas estomas. Después de entrar a la hoja, el dióxido de carbono y el agua se difunden en los cloroplastos (del griego chloros: verde y plastos: formado, moldeado) que son un tipo de plastidos, plantas y organelos de algas unidos por una membrana doble y contiene una serie de membranas internas o vesículas, los cuales son organelos  encargados de llevar a cabo la fotosíntesis.

Como ya se mencionó, una membrada doble rodea a cada cloroplasto y a su interior, el cual está lleno de líquido llamado estroma (del griego stroma: lecho, colchón).

Un sistema de membrana diferente  en el estroma forma sacos aplanados conocidos como tilacoides (del griego thilakos:saco y eides: semejante, parecido) que se agrupan en algunos sitios y forman granos llamados así porque a los primeros microscopistas les parecieron montones de semillas. Se piensa que el espacio de cada tilacoide esta conectados con el de otros tilacoides, de modo que forman un compartimiento interno en los cloroplastos conocido como espacio tilacoide.

La clorofila y otros pigmentos que forman parte de la membrana del tilacoide son capaces de absorber la energía solar. Esta es la energía que dirige la fotosíntesis. El estroma es una solución rica en enzimas donde el dióxido de carbono se fija primero a un compuesto orgánico y luego se reduce a una molécula de carbohidrato.

Por tanto, es apropiado asociar la absorción de energía solar con las membranas del tilacoide que forman los granos y relacionar la reducción del dióxido de carbono a un carbohidrato con el estroma de un cloroplasto.

Los cloroplastos tienen forma elíptica, con un diámetro de 5 a 10 mm y su número puede variar de 20 a 100 por célula vegetal. Durante la ciclosis se mueven libremente en el citoplasma. Ellos responden directamente a la energía solar, para llevar a cabo la fotosíntesis, orientándose perpendicularmente a los rayos de luz ; sin embargo sí la energía lumínica es muy fuerte , se disponen de tal forma que la radiación incida oblicuamente, recibiendo menos luz.

Los cloroplastos se originan a partir de proplastidios, reacción ésta que es disparada por la luz, que provoca la diferenciación del plastidio, apareciendo los pigmentos y la proliferación de membranas, que origina los tilacoides y grana. Así mismo, en el estroma del cloroplasto se encuentran pequeños pedazos circulares de ADN, dispuestos en doble hélice; parecidos al ADN de las mitocondrias y bacterias. El ADN del cloroplasto regula la síntesis del ARN ribosomal, del ARN de transferencia y de la Ribulosa 1,5 difosfato carboxilasa-oxigenasa( RUBISCO), enzima que cataliza la fijación del CO2 en la fotosíntesis. Sin embargo, la mayoría de las proteínas del cloroplasto, son sintetizadas en el citosol y transportadas al cloroplasto.

Objetivos:

·          Observar células vegetales.

·          Observar los cloroplastos en células vegetales.

·          Observar el movimiento de los cloroplastos (ciclosis) en las células de la planta acuática Elodea.

Material:

Portaobjetos y cubreobjetos

1 vidrio de reloj ó caja de Petri

2 agujas de disección

2 goteros

Navaja o bisturí

Material biológico:

Hojas y tallos de apio

Hojas de espinaca

Hojas de lechuga

Ramas de la planta de Elodea expuesta a la luz

Ramas de la planta de Elodea en oscuridad

Sustancias:

Azul de metileno

Agua destilada 200 ml

Agua de la llave

Equipo:

Microscopio óptico

Procedimiento:

A. Preparaciones temporales para observar cloroplastos.

Realiza preparaciones temporales de la epidermis de hojas y tallos de apio, espinaca y lechuga. Localiza los cloroplastos.

Para realizar preparaciones temporales:

1. Retira cuidadosamente, con ayuda de unas pinzas de disección, la epidermis del tallo de apio.
2. Colócala en un portaobjetos, agrega una gota de agua de la llave y pon un cubreobjetos.
3. Observa en el microscopio con el objetivo de 10x, después cambia al objetivo de 40x.
4. Realiza esquemas de tus observaciones.

Repite el procedimiento con la epidermis de hoja de espinaca.

NOTA: Para resaltar los cloroplastos agrega una gota de azul de metileno.

B. Para observar la ciclosis en los cloroplastos de Elodea.

Selecciona una hoja joven de la planta de Elodea, colócala en un portaobjetos con el envés hacia arriba, agrega una gota de agua de la llave, y pon el cubreobjetos. Coloca la preparación en el microscopio y obsérvala con el objetivo de 10x

¿Observas movimiento?

Si, el movimiento de los cloroplastos era muy rápido y eran muchos.

Indica cuántos cloroplastos observaste en cada célula, Observa con el objetivo de 10x.

Después cambia al objetivo de 40x, ubica un cloroplasto al centro del campo de observación.

Resultados:

Elabora dibujos de los cloroplastos con sus nombres. Indica cuántos cloroplastos observaste en cada célula, con el objetivo de 10x.

Los cloroplastos son orgánulos con forma de disco, de entre 4 y 6 m de diámetro y 10 m o más de longitud. Aparecen en mayor cantidad en las células de las hojas, lugar en el cual parece que pueden orientarse hacia la luz. Es posible que en una célula haya entre cuarenta y cincuenta cloroplastos, y en cada milímetro cuadrado de la superficie de la hoja hay 500.000 cloroplastos. Cada cloroplasto está recubierto por una membrana doble. El cloroplasto contiene en su interior una sustancia básica denominada estroma, la cual está atravesada por una red compleja de discos conectados entre sí, llamados lamelas. Muchas de las lamelas se encuentran apiladas como si fueran platillos; a estas pilas se les llama grana.

Análisis de los resultados:

¿Cuál es la función del cloroplasto?

La misma que la mitocondria generar ATP, ósea energía adenosintrifosfato; es donde se realiza la fotosíntesis un proceso x el cual las plantas verdes producen y sintetizan materia inorgánica rica en energía química y liberan el oxígeno al medio ambiente.

¿A qué crees que se debe la ciclosis?

Se debe a que las células sufren una alteración, es decir, se exitan por la presencia de luz, por lo tanto comienzan a moverse generando la ciclosis.

Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:

Los cloroplastos son organelos ubicados en las hojas de las plantas,  en donde se realiza la fotosintesis. Están formados por un sistema de membranas interno en donde se encuentran ubicados los sitios en que se realiza cada una de las partes del proceso fotosintético.

Cuando dichos cloroplastos entran en contacto con el sol, inicia un proceso llamado ciclosis, que  es un permanente movimiento giratorio, de corriente o irregular del citoplasma y los componentes celulares vegetales. Su función es la de facilitar el intercambio de sustancias entre la célula y el exterior. Este movimiento varía fundamentalmente dependiendo del estado de la célula o por un agente externo que lo estimula.

Conceptos clave: Célula vegetal, cloroplasto, ciclosis.

Célula vegetal: La célula es un sistema muy complejo que es el centro de intercambios intensos en energía y que presenta áreas extensas de la interface. Como todos seres vivos, la célula se nutre, crece, se multiplica y muere.

Cloroplasto: orgánulo de clorofila que permite  la fotosíntesis.

Ciclosis: es un permanente movimiento giratorio, de corriente o irregular del citoplasma y los componentes celulares vegetales.

Relaciones. Este tema es importante porque ubica al alumno en el nivel microscópico, permitiéndole conocer una célula vegetal y reconocer los cloroplastos como los organelos en los que se lleva a cabo la fotosíntesis.

REFERENCIA:

TOVAR, María Eugenia. Programa de Biología III. México: 2006. PP. 35

1-Mader, Sylvia, 2008. Biología. Edit: Mc Graw hill. Mexico, p.952

2- karp, Gerald, 1987. Biología  celular. Edit: Mc Graw hill. Mexico, p. 950

 

V de practica 3: Producción de oxígeno e identificación de glucosa en Elodea expuesta a la luz y a la oscuridad.

Practica 3: Producción de oxígeno e identificación de glucosa en Elodea expuesta a la luz y a la oscuridad.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES

PLANTEL SUR

BIOLOGÍA III

PRACTICA EXPERIMENTAL 3:

NUTRICIÓN AUTÓTROFA

PRODUCCIÓN DE OXÍGENO E IDENTIFICACIÓN DE GLUCOSA

EN ELODEA EXPUESTA A LA LUZ

 Y A LA OSCURIDAD

Integrantes:

Jordán Alejandre Euclides

López Ángeles Diana Andrea

Muciño Infante Ana Belén

Jiménez Martínez kenny

Profesora:

María Eugenia Tovar

Grupo: 518

Equipo: 3

Actividad experimental 3. Cuarta etapa

Producción de oxígeno e identificación de glucosa en Elodea expuesta a la luz y a la oscuridad

Preguntas generadoras:

1. ¿Qué organismos producen el oxígeno en el planeta?

Los organismos que producen oxígeno en el planeta son las plantas verdes así como algunos organismos que contienen clorofila, como algunas bacterias y algas.

2. ¿Qué necesitan para producir oxígeno?

Necesitan agua y luz para poder fotosintetizar.

3. ¿Qué papel desempeña la luz en el proceso fotosintético?

La luz excita a la clorofila

Planteamiento de las hipótesis:

La luz desempeña un papel importante en la creación de compuestos con ayuda del agua, es decir, contribuye a la realización de compuestos orgánicos como la glucosa.

El O₂ que se libera durante el proceso fotosintético es utilizado por los organismos vivos que lo respiran además de cubrir las necesidades de los organismos acuáticos.

Introducción

La fotosíntesis es un proceso de alimentación mediante al cual los sistemas vivos, en especial las plantas, algas y algunas bacterias que contiene clorofila, captan y transforman la energía luminosa del sol en energía química contenida en las moléculas de glucosa.

La fotosíntesis implica dos grupos de reacciones químicas que se pueden catalogar como reacciones endotérmicas (de absorción de energía) o anabólicas (de construcción de moléculas).

Radiación luminosa del sol:

La luz visible es solo una pequeña parte del amplio espectro de radiaciones electromagnéticas emitidas por el sol. Por debajo del espectro visible, las radiaciones ultravioleta o de menor longitud de onda , son muy enérgicas  y no tiene utilidad para la vida; al contrario, pueden causar mutaciones  y  graves daños en los seres vivos.

Por encima de la luz visible, las radiaciones infrarrojas, escasamente energéticas, solo provocan cierta agitación térmica de las moléculas, aumentando la temperatura.

Sin embargo, el pequeño intervalo de luz visible es trascendental para el mantenimiento de la vida. Casi todas nuestras actividades dependen de esta pequeña banda con longitud  de onda de unos pocos nanómetros. No solo la fotosíntesis, sin la cual no podríamos existir, sino también la visión, la regulación rítmica entre el día y la noche, la curvatura de los tallos, el apareamiento de las luciérnagas o nuestras sensaciones ante una respuesta de sol; todo depende de ese pequeño intervalo de luz visible comprendido entre el ultravioleta y el infrarrojo.

Cuando un fotón o partícula energética de la luz, incide sobre un pigmento fotosintético, desplaza a un electrón hacia un orbital de mayor energía. La molécula excitada tiende a volver a su estado original de tres formas posibles:

Liberando la energía extra en forma de luz y de calor.

Transfiriendo la energía (pero no el electrón) a otro pigmento fotosintético vecino, mediante un proceso denominado transferencia de energía  por resonancia. 

Oxidándose, al perder un electrón de alta energía que será captado por un trasportador cercano de electrones y retornando luego a su estado original al aceptar  un electrón de baja energía.

Los últimos dos son mecanismos esenciales para el proceso fotosintético.

Todos sabemos que la fotosíntesis es posible gracias a la absorción de la energía luminosa por los llamados pigmentos fotosintéticos, que se encuentran localizados en las membradas tilacoidales de los cloroplastos.

Captación de la energía:

Implica la acción de transportadores de los electrones que pierde la clorofila al ser excitada por la luz e incluye dos fotosistemas que funcionan en el cloroplasto, una estructura de doble membrana cuya membrana interna es lisa, a diferencia de la de mitocondria. En el interior del cloroplasto hay un sistema membranoso formado por los llamados tilacoides, que son estructuras que se apilan de manera paralela donde se encuentran los pigmentos, básicamente la clorofila. Ésta disposición en paralelo permite que los pigmentos queden expuestos a la luz y funcionen como antenas para captar la energía.

La luz excita a los pigmentos antena y eleva los electrones a un nivel alto de energía en tanto que la clorofila, al perder de esta manera un electrón, queda con carga positiva reemplazando el electrón perdido con un electrón que procede de la escisión del agua que se ioniza en hidrogeniones, electrones y oxigeno atómico. Los electrones de la clorofila caen a una cadena de trasportadores liberando su energía para sintetizar ATP hasta llegar a la clorofila del fotosistema que recupera así un electrón que se excito por acción de la luz y que va a una cadena de transportadores. La energía que liberan permite unir a los hidrógenos del agua con un trasportador de hidrógenos, el NADP que se produce quedando NADP.H sustancia que va a entrar al proceso de la fase de fijación del carbono. Los fotosistemas se localizan en las membradas del  cloroplasto, en especial en las de los tilacoides.

Siguiendo la reacción general de la fotosíntesis, en la fase de captación de energía, participan la luz, la clorofila y el agua y se produce ATP y NADP.H.  Los hidrógenos del agua, después de romperse la molécula, son aceptados por el trasportador de hidrogeno NADP que los lleva a la siguiente fase.

Objetivos:

·  Conocer el efecto que produce la luz sobre las plantas de Elodea en condiciones de luminosidad y oscuridad.

·   Comprobar que las plantas producen oxígeno.

Material:

1 palangana

1 pliego de papel aluminio

1 vaso de precipitados de 250 ml

2 vasos de precipitados de 600 ml

1 caja de Petri ó vidrio de reloj

2 embudos de vidrio de tallo corto

2 tubos de ensayo

1 probeta de 10 ml

1 gotero

1 espátula

1 varilla de ignición (o pajilla de escoba de mijo)

Cerillos o encendedor

Material biológico:

2 ramas de Elodea

Sustancias:

Fehling A

Fehling B

Glucosa

Agua destilada

Equipo:

Balanza granataria electrónica

Parrilla con agitador magnético

Microscopio óptico

Procedimiento:

A. Montaje de los dispositivos.

Enjuaga con agua de la llave la planta de Elodea que se utilizará en la práctica. Selecciona dos ramas jóvenes. Verifica en la balanza granataria electrónica que las ramas pesen exactamente lo mismo.

Llena la palangana con agua de la llave. Lo siguiente deberá hacerse dentro de la palangana, por debajo del agua.

1.   Introduce un vaso de precipitados de 600 ml

2.   Coloca una rama de Elodea dentro de un embudo de vidrio de tallo corto e introduce el embudo en forma invertida al vaso de precipitados de 600 ml, cuidando que la planta se mantenga dentro del embudo.

3.   Posteriormente introduce un tubo de ensayo y colócalo en forma invertida en el tallo del embudo, verificando que no contenga burbujas.

4.   Saca el montaje y colócalo sobre la mesa. 

Repite la misma operación con la otra rama de Elodea.

Una vez que ya se tienen los dos montajes, colócalos a temperatura ambiente. Uno de ellos se dejará en condiciones de luminosidad natural y el otro se cubrirá con papel aluminio. Deja transcurrir 48 horas.

B. Después de transcurridas las 48 horas.

Antes de iniciar la actividad observa ¿Qué se formó en los tubos de ensaye de los montajes que dejaste en luz y en oscuridad?

Enseguida toma el montaje que se dejó en condiciones de luminosidad natural y agrega más agua al dispositivo, de tal manera que al sumergir la mano al vaso de precipitados, puedas tapar con el dedo pulgar ó índice la boca del tubo de ensayo que se encuentra invertido en el vaso de precipitados, con el propósito de impedir la salida del gas contenido en el interior del tubo.

Enciende una varilla de ignición (utiliza una pajilla de escoba de mijo), y espera hasta que aparezca una pequeña brasa, apaga la flama de la pajilla e introdúcela al interior del tubo que contiene el gas, observa qué le sucede a la brasa de la pajilla.

Repite los pasos 2 y 3 con el montaje que se dejó envuelto con el papel aluminio.

C. Preparación de las soluciones para realizar la prueba control y la prueba de identificación de glucosa

Pesa 1 gr de glucosa, colócala en un vaso de precipitados de 250 ml y agrega 100 ml de agua destilada para preparar una disolución de glucosa al 1%. Rotula el vaso de precipitados con la leyenda: Glucosa al 1%.

Toma todas las hojas de la planta de Elodea del montaje que se dejó en condiciones de luz, y tritúralas en un mortero hasta obtener un homogenizado.

Procede a realizar la prueba control y la prueba de identificación de glucosa y anota tus observaciones.

Prueba control:

Mezcla 2 ml de Fehling A y 2 ml de Fehling B en un tubo de ensayo, agrega 10 ml de la solución de glucosa al 1%. Agita suavemente. Calienta en baño maria hasta la ebullición y observa lo que sucede.

Prueba de identificación de glucosa:

Mezcla 2 ml de Fehling A y 2 ml de Fehling B en un tubo de ensayo, coloca el macerado de las hojas de Elodea. Ponlos a calentar en baño maria hasta la ebullición. Realiza una preparación temporal de Elodea y observa al microscopio con el objetivo de 10x.

Repite la parte C desde el paso 2, con el montaje que se dejó en condiciones de oscuridad.

Resultados:

Parte B. Anota tus observaciones de lo que se formó en el tubo de ensayo que dejaste en luz y en el tubo de ensayo que dejaste envuelto en papel aluminio.

Observaciones….

En el tubo de ensayo del dispositivo que dejamos en la luz, se formaron burbujas de oxígeno; mientras que el dispositivo que se encontraba en la oscuridad, no contaba con éstas.

¿Qué sucedió con la pajilla al acercarla a los dos tubos de ensayo? ¿Por qué crees que ocurrió esto?

En el caso del primer dispositivo al acercarle la pajilla, esta siguió ardiendo debido a que contaba con oxígeno dentro, lo cual permitió la combustión; mientras que en el dispositivo que se encontraba en la oscuridad, no logró dicho efecto, sino contrariadamente, apagó por completo la varita de mijo.

Parte C. Si en la prueba de identificación de glucosa, se observa el cambio de coloración de azul a naranja, indica positivo para la presencia de glucosa.

Si al examinar la preparación en el objetivo de 10x se observan zonas teñidas de color naranja, indican positivo para la presencia de glucosa.

Análisis de los resultados:

¿Cómo se llama lo que se produjo dentro de los tubos de ensayo?

Lo que se produjo fue oxígeno

¿Qué factores intervinieron en la producción de lo que apareció dentro de los tubos de ensayo? ¿Por qué?

Intervino la luz, porque en el primer dispositivo infería directamente, por lo tanto existía una actividad fotosintética activa y por lo tanto, se producía oxígeno constantemente; mientras que en el segundo montaje, al estar en condiciones carentes de luz, no había una actividad fotosintética.

¿Cuál es la importancia de la luz para la producción de oxígeno?

La luz ayuda a modificar la estructura química del agua y del dióxido de carbono que es captado por las plantas, de este modo la transforma en compuestos organismo como la glucosa y el oxígeno.

Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:

La luz juega un papel sumamente importante en el proceso fotosintético, pues ayuda a modificar la estructura química tanto del dióxido de carbono que es captado por los estomas de las hojas, así como del agua que es absorbida por las raíces, hasta éstas, donde se realiza este proceso. Así convierte la materia inorgánica en compuestos orgánicos  que pueden ser aprovechados por demás organismos, además de cumplir con la alimentación de las plantas, con la producción de glucosa.

Conceptos clave: Monosacáridos, glucosa, reacción, reactivo de Fehling, oxígeno.

Monosacáridos: Carbohidrato que no puede ser hidrolizado a otro carbohidrato más sencillo; polialcohol que contiene propiedades reductoras asociadas con un grupo aldehído o cetona.

Glucosa: monosacárido, se encuentra en estado libre o combinado y es el azúcar más corriente, también conocida por cerelósa.

Reacción: Fuerza igual y opuesta que se origina cuando una fuerza se ejerce sobre un cuerpo.

Reactivo de Fehling: se utiliza como reactivo para la determinación de azúcares reductores.

Oxígeno: Elemento químico gaseoso, elemento esencial para la respiración celular y para los procesos de combustión; es el elemento más abundante de la corteza terrestre y representa alrededor del 20% del aire en volumen.

Relaciones. Este tema es importante porque permite observar en el laboratorio la producción de oxígeno y de glucosa por las plantas expuestas a la luz y por lo tanto sirve para ubicar a los alumnos en la explicación de la importancia de la luz en la fotosíntesis.

Referencias:

1-Modenes, Rafaela, et,al,  2002. Biología. Edit.: editex. México, p.403

2- Eréndira, Alonso, 2003. Biología. Edit.: mc Graw Hill. México, p. 280

3-TOVAR, María Eugenia. Programa de Biología III. México: 2006. PP. 35

V de practica 2: El papel del suelo y del agua en la nutrición autótrofa