Universidad
Nacional Autónoma de México
Colegio de
Ciencias y Humanidades, Plantel Sur.
Alumnos:
-Lechuga
Marín Leonardo
-Rocha
García Edna Odett
Profesora:
Dra. María
Eugenia Tovar Martínez
Asignatura:
Biología IV
Grupo:
628
Práctica
IV:
Producción
de oxígeno e identificación de glucosa en Elodea expuesta a la luz y a la
oscuridad.
Producción
de oxígeno e identificación de glucosa en Elodea
expuesta a la luz y a la oscuridad
Preguntas generadoras:
- ¿Qué organismos
producen el oxígeno en el planeta?
Los autótrofos que son aquellos que realizan la
fotosíntesis como forma de alimentación, ejemplo las plantas, bacterias y algas
además de que en gran parte el oxigeno es el producto o desecho de este proceso
de alimentación.
- ¿Qué
necesitan para producir oxígeno?
Necesitan energía solar, pigmentos fotosintéticos
y agua para generar oxígeno y glucosa a partir del CO2 atmosférico y del
agua.
- ¿Qué
papel desempeña la luz en el proceso fotosintético?
La luz es muy importante ya que gracias a ella la
energía solar se transforma a energía química, en la clorofila que se encuentra
en las hojas de las plantas y que a su vez se encuentran en ella los
cloroplastos.
Planteamiento de las hipótesis:
Nosotros creemos que la
producción de Oxígeno en la Tierra se debe a la fotosíntesis que llevan a cabo
las plantas.
Los requerimientos para que
este proceso se lleve a cabo son que haya dióxido de carbono (CO2) en la
atmósfera u la acción de la luz del Sol, que es la principal fuente de energía
en la Naturaleza.
El papel de la luz solar es
vital, ya que se activan las reacciones
del metabolismo en las plantas.
Introducción:
La fotosíntesis se realiza en dos etapas:
una serie de reacciones que dependen de la luz y son independientes de la
temperatura, y otra serie que dependen de la temperatura y son independientes
de la luz.
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 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.
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.
Fase secundaria:
La fase oscura de la fotosíntesis es una
etapa en la que no se necesita la luz, aunque también se realiza en su
presencia. Ocurre en los cloroplastos y depende directamente de los productos
obtenidos en la fase lumínica.
En esta fase, el hidrógeno formado en la fase anterior se suma al dióxido de carbono gaseoso (CO2) presente en el aire, dando como resultado la producción de compuestos orgánicos, principalmente carbohidratos; es decir, compuestos cuyas moléculas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.
Dicho proceso se desencadena gracias a una energía almacenada en moléculas de ATP que da como resultado el carbohidrato llamado glucosa (C6HI2O6), un tipo de compuesto similar al azúcar, y moléculas de agua como desecho.
Después de la formación de glucosa, ocurre una secuencia de otras reacciones químicas que dan lugar a la formación de almidón y varios carbohidratos más.
A partir de estos productos, la planta elabora lípidos y proteínas necesarios para la formación del tejido vegetal, lo que produce el crecimiento.
En esta fase, el hidrógeno formado en la fase anterior se suma al dióxido de carbono gaseoso (CO2) presente en el aire, dando como resultado la producción de compuestos orgánicos, principalmente carbohidratos; es decir, compuestos cuyas moléculas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.
Dicho proceso se desencadena gracias a una energía almacenada en moléculas de ATP que da como resultado el carbohidrato llamado glucosa (C6HI2O6), un tipo de compuesto similar al azúcar, y moléculas de agua como desecho.
Después de la formación de glucosa, ocurre una secuencia de otras reacciones químicas que dan lugar a la formación de almidón y varios carbohidratos más.
A partir de estos productos, la planta elabora lípidos y proteínas necesarios para la formación del tejido vegetal, lo que produce el crecimiento.
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 ml2 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 gotero1 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.
- Introduce un vaso de precipitados
de 600 ml
- 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.
- Posteriormente introduce un tubo de
ensayo y colócalo en forma invertida en el tallo del embudo, verificando
que no contenga burbujas.
- 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 maría 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 maría 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.
¿Qué sucedió con la pajilla al acercarla a los dos tubos de ensayo?
¿Por qué crees que ocurrió esto?
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.
En el caso de nuestro
grupo, tuvimos que esperar 108 horas para poder continuar con la práctica, ya
que nos tocó hacerla en miércoles.
Pasado este tiempo,
observamos cómo es que se produjo oxígeno en el recipiente que estaba expuesto
a la luz.
Después, al encender
la pajilla e introducirla en el recipiente, éste se quedó encendido por más
tiempo, lo que comprueba la producción de oxígeno en donde sí había luz.
A continuación hicimos la prueba de la glucosa, y comprobamos que en
efecto, se necesita de la luz para la producción de la glucosa, ya que el tubo
en el que estaba la elodea con luz se llegó a ver el color rojo ladrillo en el
concentrado, y en el que no había luz no se observó nada.
Análisis de
los resultados:
¿Cómo se
llama lo que se produjo dentro de los tubos de ensayo?
Glucosa
En tus
propias palabras explica ¿Qué factores intervinieron en la producción de lo que
apareció dentro de los tubos de ensayo? ¿Por qué?
En los
tubos de ensayo se pudo ver la presencia de glucosa en el tubo que contenía la
Elodea expuesta a la luz, así que el factor que intervino fue este, entre
más luz más cloroplastos que captan la energía para poder realizar .
¿Cuál es la
importancia de la luz para la producción de oxígeno?
El enlace químico que mantiene unidos al hidrógeno y al oxígeno de la
molécula de agua. Se rompe por el efecto de la luz.
Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
Discusión
de los resultados:
Esta
práctica nos hizo darnos cuenta de lo que ocurre en las plantas; de cómo se
produce el oxígeno en el tubo que contenía a la planta Elodea que había estado
expuesta a la luz y de cómo en el caso de la otra Elodea expuesta a la
obscuridad no se produjo nada, ya que no hay algo que active las funciones del
metabolismo de las plantas.
Replanteamiento
de la hipótesis:
Los
organismos fotosintéticos requieren de la luz para poder realizar la
fotosíntesis, gracias a la luz del sol se rompen las moléculas de agua, dando
como resultado el hidrógeno necesario para la creación de glucosa y el oxígeno
como desecho.
La
presencia de oxígeno nos indica que si
se llevó a cabo la fotosíntesis, además del color verde fuerte de la elodea.
Sin
la planta no está expuesta a la luz, ésta no podrá romper las moléculas de
agua, por lo que no habrá presencia de oxígeno y la planta tendrá un color
verde tenue, ya que la clorofila no entró en contacto con el agua, lo cual hace
que esta se desnaturalice.
Conclusiones:
La luz
forma parte importante de la fotosíntesis, pues sin ella este proceso no podría
llevarse a cabo; sin la luz no se podrían romper las moléculas de agua y CO2,
que da como resultado la formación de azúcares y se desecha el O2 que es vital
para los organismos heterótrofos.
Conceptos clave:
MONOSACÁRIDOS
Los
monosacáridos son sustancias blancas, con sabor
dulce, cristalizable y soluble en agua. Se oxidan fácilmente,
transformándose en ácidos, por lo que se dice que poseen poder
reductor (cuando ellos se oxidan, reducen a otra molécula).
Los
monosacáridos son moléculas sencillas que responden a la fórmula general (CH2O)
n. Están formados por 3, 4, 5, 6 ó 7 átomos de carbono. Químicamente son
polialcoholes, es decir, cadenas de carbono con un grupo -OH cada carbono, en
los que un carbono forma un grupo aldehído o un grupo cetona.
Se
clasifican atendiendo al grupo funcional (aldehído o cetona) en aldosas, con
grupo aldehído, y cetosas, con grupo cetónico.
Cuando
aparecen carbonos asimétricos,
presentan distintos tipos de isomería.
GLUCOSA:
La
glucosa es un carbohidrato, y es el azúcar simple más importante en
el metabolismo humano. La glucosa se llama un azúcar simple o un monosacárido,
porque es una de las unidades más pequeñas que tiene las características de
esta clase de hidratos de carbono. La glucosa también se llama a veces
dextrosa. El jarabe de maíz es principalmente glucosa. La glucosa es una de las
principales moléculas que sirven como fuentes de energía para las plantas y los
animales. Se encuentra en la savia de las plantas y en el torrente sanguíneo
humano, donde se conoce como "azúcar en la sangre".
La energía a partir
de la glucosa se obtiene por medio de la reacción de oxidación
C6H12O6 + 6O2 --> 6CO2 + 6H2O
Donde
un mol de glucosa (alrededor de 180 gramos) reacciona con seis moles de
O2 con un rendimiento energético ΔG = 2870 kJ. Los seis moles de oxígeno
a STP ocuparían 6 x 22,4L = 134 litros. El rendimiento de energía de
la glucosa se expresa a menudo, como rendimiento por litro de oxígeno, lo que
daría 5,1 kcal por litro o 21,4 kJ por litro. Este rendimiento de energía puede
medirse por un proceso de quemado de la glucosa, y la posterior medición de la
energía liberada en un calorímetro.
La
glucosa es elaborada por las plantas con la ayuda de la energía del Sol, en un
proceso llamado fotosíntesis. Esta síntesis se lleva a cabo en las
pequeñas fábricas de energía llamadas cloroplastos en las hojas de
las plantas. Los cloroplastos capturan la energía de la luz y fabrican
moléculas de glucosa a partir del dióxido de carbono del aire y el agua del
suelo.
REACCIÓN:
Se
conoce como reacción a la consecuencia o resultado de una determinada
acción. Según la teoría, este vocablo se concibe como una resistencia,
fuerza contraria u opuesta a
algo. Se trata también de la manera en la cual un objeto o individuo se
comporta ante un estímulo concreto.
REACTIVO DE FEHLING:
El reactivo
de Fehling, es una solución descubierta
por el químico alemán Hermann von Fehling y
que se utiliza como reactivo para la determinación de azúcares reductores.
El
licor de Fehling consiste en dos soluciones acuosas:
-Sulfato cúprico cristalizado,
35 g; agua
destilada, hasta 1.000 ml.
-Sal de Seignette (tartrato
mixto de potasio y sodio), 173 g; solución de hidróxido de sodio al
40%, 3 g; agua, hasta 500 ml.
Ambas
se guardan separadas hasta el momento de su uso para evitar la precipitación del hidróxido de cobre (II).
El
ensayo con el licor de Fehling se fundamenta en el poder reductor del
grupo carbonilo de
un aldehído.
Éste se oxida a un ácido carboxílico y
reduce la sal de
cobre (II) en medio alcalino a óxido de cobre(I),
que forma un precipitado de
color rojo. Un aspecto importante de esta reacción es que la forma aldehído
puede detectarse fácilmente aunque exista en muy pequeña cantidad. Si un azúcar reduce
el licor de Fehling a óxido de cobre (I)rojo,
se dice que es un azúcar reductor.
Esta
reacción se produce en medio alcalino fuerte, por lo que algunos compuestos no
reductores pueden enolizarse dando
lugar a un falso positivo.
OXÍGENO
El
oxígeno es un elemento químico con
un número atómico equivalente a 8. A temperatura ambiente y en su forma
molecular más común, que consiste en una combinación de dos átomos, conforma un
gas. En este último caso, representa un porcentaje importante de la composición
de la atmósfera terrestre y es esencial para la respiración y los fenómenos de
combustión; también es inodoro, insípido e incoloro.
Bibliografía y
cibergrafía:
Tovar Ma. Eugenia. (2010) Programa de Biología III DEL Programa de
Apoyo a Proyectos de Innovación Educativa (PAPIME)
profesores.fi-b.unam.mx/.../docs/.../C6-Sensores%20biologicos.pdf
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