INTRODUCCIÓN: El problema del papel de la luz en la

NOMBRE DE LA PRÁCTICA:
No. DE PRÁCTICA:
Reacciones del transporte de electrones
2
No. DE SESIONES:
No. DE INTEGRANTES MÁXIMO POR EQUIPO:
1
5
INTRODUCCIÓN:
El problema del papel de la luz en la fotosíntesis ha conducido en los últimos años a la
postulación de un modelo del que se conocen varios de sus componentes. De acuerdo
a este modelo, la luz proporciona la energía necesaria para que los electrones de la
clorofila
a 680 del fotosistema II sean transportados a través de una serie de
acarreadores (Q, plastiquinona, citrocromo b, plastocianina y citocromo f, hasta la
clorofila a 700 del fotosistema I, quien a su vez al ser excitado por la luz, ocasiona un
nuevo transporte de los electrones hasta el NADP
para formar NADPH + H +. Los
electrones perdidos por la clorofila del fotosistema II son recuperados mediante la
ruptura del agua (fotólisis)
En resumen, durante la fase luminosa de la fotosíntesis se produce un transporte de
electrones desde la molécula de agua hasta el NADP, siendo la luz quien proporciona
la energía necesaria para llevar a cabo este proceso. Ahora bien, ¿Cómo podemos
detectar este proceso de electrones?
En Inglaterra, en 1939, Robert Hill se planteo las misma pregunta y para contestarla
razonó aproximadamente de la siguiente forma:”Durante el transporte de electrones
estos son donados y recibidos por sustancias naturales encargadas de hacerlo. Ahora,
si nosotros introducimos artificialmente una sustancia que recibe electrones y que al
hacerlo, cambie de color, podemos detectar este transporte”. Así con sustancias como
el azul de metileno, se puede comprobar que en presencia de cloroplastos asilados y en
presencia de luz, el azul de metileno cambiaba de azul a incoloro, lo que indicaba que
había recibido un electrón. Cuando no había luz no había excitación de los electrones
de la clorofila y el azul de metileno no cambiaba.
Un efecto semejante al del azul de metileno se consigue con otro colorante llamado
DCPIP (Diclorofenol-indolfenol). El DCPIP es azul, cuando recibe un electrón se vuelve
incoloro. ¿Pero qué tiene que ver lo anterior con algunos herbicidas? Pues, como se
podrá comprender la presencia de sustancias que interrumpan el transporte de
electrones impedirán (dependiendo del caso): la formación de ATP, la formación de
NADPH+H+ la ruptura de la molécula de agua, etc., ocasionando trastornos que llevaran
a la planta, tarde o temprano, a la muerte. De esta manera se han diseñado sustancias
que al asperjarse sobre la planta, interrumpen el flujo de electrones en cualquiera de las
siguientes formas.
Inhibidores del transporte de electrones.
En este caso el compuesto actúa mediante la inactivación de uno o más acarreadores.
De los herbicidas de este tipo, uno de los más conocidos es el Diurón.
Agentes que impiden la formación de ATP.
Dentro de este grupo los compuestos pueden actuar separando el transporte de
electrones de la fosforilación (es decir, continúa el transporte de electrones pero no se
forma ATP y la energía se desperdicia en forma de calor) impidiendo directamente la
formación de ATP, o un tercer caso, haciendo ambas cosas a la vez. Dentro de los
compuestos que actúan de la manera anterior tenemos: perfluidone,
dinoseb, V-
fenilcarbamatos, acylanilidas, imidazoles y benzimidoles sustituidos, benzonitrilos
sustituidos y pyriclor, entre otros.
Aceptores de electrones.
Estos compuestos compiten con algunos compuestos de la cadena transportadora de
electrones y los reciben en su lugar
OBJETIVO GENERAL:
Estudiar las reacciones del transporte de electrones.
OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Evaluar el efecto de sustancias inhibidoras sobre el flujo de electrones en el proceso de
la fotosíntesis.
Aplicar un procedimiento de extracción de cloroplastos.
PARTE EXPERIMENTAL O METODOLOGÍA:
AISLAMIENTO DE LOS CLOROPLASTOS
1. Muela en un mortero 5 g de hojas con 30 ml de sacarosa 0.5 M
2. Filtre con la gasa para quitar los restos grandes
3. centrifugue la solución a 2500 rpm durante 10 minutos a 5°C y deseche el
sobrenadante (los cloroplastos están en el fondo)
Suspenda el precipitado o residuo con los cloroplastos con 10 ml de buffer fosfato frío.
Coloque los tubos con los cloroplastos y hielo hasta que los use en el siguiente paso (si
tiene 2 tubos o más de cloroplastos reúna todo en uno solo)
Reducción del DCPIP y efectos del herbicida
a. Numere los tubos de ensayo (del 1 a 3) y los reactivos conforme se muestra en el
cuadro:
Control
SOLUCION
Cloroplastos aislados
DCPIP
Paraquat
Buffer de fosfatos, frío
Volumen total
Color esperado después
de exponer al sol:
1a
2
3
0
5
10
1b
2
3
0
5
10
Verde
No. de tubo
Efecto de la
ausencia de luz
2a
2b
2
2
3
3
0
0
5
5
10
10
Efecto del
Paraquat
3a
3b
2
2
3
3
3
3
2
2
10
10
Azul
Azul
b. Los tubos 2 se cubre con papel aluminio
c. Los tubos 1 y 3 se dejan a la luz
d. Coloque todos los tubos en un vaso de precipitado con agua suficiente para cubrirlos
(sin que penetre el agua o floten) y déjelos expuestos a la luz del sol 15 ó 20 minutos y
compare las coloraciones de los tubos.
CANTIDAD
1
MATERIAL/UTENSILIOS
DESCRIPCIÓN
ESPECIFICACIONES
Matraz Kitazato
250 o 500 ml
1
Embudo Buchner
2
Matraz Erlenmeyer
2
Papel filtro
4
Tubos de centrífuga
Hermle refrigerada
6
1
1
Tubos de ensayo
Probeta
Embudo
2
3
1
4
2
Vaso de precipitados
Vaso de precipitados
Vaso de precipitados
pipetas de 5 ml
pipetas de 2ml
1 vaso de precipitado
de 250 ml
Gradilla
1
2
1
1
CANTIDAD
10 ml
20 ml
30 ml
5g
10 ml
50 cm
CANTIDAD
1
1
1
OBS.
250 ml
De fondo redondo,
con tapón de rosca,
de 50 ml.
15 x 150 mm
Graduada, de 50 ml.
Chico, de cristal o de
plástico, de cuello
corto
Capacidad de 250 ml
Capacidad de 50 ml
Capacidad de 100 ml
Graduadas
Graduadas
Para tubos de 15 x
150mm
Trozos manta de cielo
25 x 25 cm aprox.
Piceta
Capacidad de 100 ml
Mortero con pistilo
Capacidad de 100 ml
REACTIVOS/INSUMOS
DESCRIPCIÓN
ESPECIFICACIONES
2,6-Dicloro
2.2 x 10-4 M (0.007
fenolindolfenol
g/100ml agua
(DCPIP)
Buffer fosfato
pH 6.5 (frio)
Sacarosa
0.5 M (frio)
Hojas de espinaca
Fresca
Solución de Paraquat 1.0ml/100 ml de agua.
Papel aluminio
EQUIPO
DESCRIPCIÓN
ESPECIFICACIONES
pH metro
Centrífuga refrigerada
Hermle
Balanza analítica
Sensibilidad de
0.0001 g
OBS.
OBS.
CUESTIONARIO:
1. Mencione cual es la molécula donadora de electrones necesarios para la
transformación de la energía luminosa en energía química.
2. Mencione cuál es la molécula portadora de ‘poder reductor’ obtenida en la
fotosíntesis.
3. Mencione cual es la molécula portadora de energía obtenida en la fotosíntesis
4. Elabore un diagrama del flujo de electrones de los foto-sistemas I y II y señale los
sitios donde actúan los inhibidores
5. Investigue la estructura del diclorofenol-indofenol y el cambio que ocurre en la misma tras ser
reducida.
REPORTE DE LA PRÁCTICA:
BIBLIOGRAFÍA:
- Devlin, R.m.1975. Fisiología vegetal. Ed Omega. Barcelona. España
- Hall, D.O y K.K. Rao.1978. Fotosíntesis. Ed Omega. Barcelona. España
- Nelson, L. D. y M. M. Cox. 2000. Lehninger Principios de Bioquímica. Ediciones
Omega, S. A., Barcelona, Esp.
Róvalo, Merino y Rojas M. 1977. Experimentos de Laboratorio de Fisiología Vegetal.
ITESM, Monterrey, México.
- Stryer, L., J. M. Berg y J. L. Tymoczko. 2003. Bioquímica, 5a edición. Editorial Reverté,
S. A. Barcelona, Esp.