Qué causa el cambio de color del agua de azul a amarillo? El pH ¿Qué causa el cambio de color del agua de amarillo a azul? Cuando hay un exceso de CO2 el pH es muy alto y cuando el O2 es adecuado el pH es normal. ¿Por qué se coloca el recipiente a la luz solar? Por que la luz aporta la energía que se necesita para llevar a cabo la fotosíntesis. ¿Qué función está realizando la elodea? La elodea la utilizamos como el fotosintetizador ya que esta es una fanerógama acuática y así podremos apreciar bien los procesos de la fotosíntesis y sus funciones ¿Qué relación existe entre la elodea y el cambio de coloración de agua? La elodea es la que desecha el oxigeno al hacer la fotosíntesis y con este oxigeno el pH s nivela y cambia de color el agua con indicador ¿En qué proceso participa el bióxido de carbono? En la fotosíntesis se necesita el CO2 CO2 + H2O + L.S. ----------) C6H12O6 + O2 ¿Cuáles son las substancias que resultan de la fotosíntesis? CO2 + H2O + L.S. ----------) C6H12O6 + O2 GLUCOSA, OXIGENO (DESECHO) HIPOTESIS: Si se restringe la luz, la planta no podrá realizar la fotosíntesis por lo cual vernos que no se dará un desprendimiento de oxigeno (O2). INTRODUCCION: La mas importante función realizada por los cloroplastos es la fotosíntesis, es llevada a cabo en la membrana interna del tilacoideproceso en la que la materia inorgánico es transformada en materia orgánica empleado la energía bioquímica ATP (energía lumínica a energía química) obtenida por medio de energía solar, a través de los pigmentos fotosintéticos y la cadena transportadora de electrones de los tilacoides. Otras vías metabólicas de vital importancia se realizan en el estoma, son la biosíntesis de proteínas y replicación de ADN. Proceso mediante el cual las plantas verdes utilizan la energía proveniente de la luz y la convierten en energía química para realizar sus demás funciones. FASE LUMINOSA: Reacción de la fotosíntesis que requiere luz para dar inicio al proceso se lleva a cabo en la s membranas de los grana. La energía que absorbe la clorofila se transmite a los electrones externos de la molécula, los cuales escapan de la misma y producen la cadena de transporte de electrones en el interior del cloroplasto FASE OBSCURA (reductiva a oxidativa): Después del proceso de la fase luminosa ocurren varias reacciones mas que no necesitan luz a estos se le llama fase oscura y se realiza en el estroma del cloroplasto. Tiene ligar en la matriz o estroma de los cloroplastos, tanto la energía en forma de ATP como NADPH. La fuente de carbono utilizada es el CO2. La fotosíntesis tardo 20 siglos en descubrirse. En IV a.C. Aristóteles decía que la planta tenia boquitas en las raíces y asi se podía alimentar de la tierra. Hasta el siglo XIX se descubrió que el CO2, H2O y la luz solar era parte indispensable del proceso de fotosíntesis. MATERIAL: 1 Frasco de vidrio. Agua. 1 Gotero. Indicador azul de bromotimol. Elodea (planta acuática). Reloj. Un popote limpio. METODOLOGIA: · Pon agua a hasta la mitad del recipiente de vidrio, agrega varia gotas de azul de bromotimol hasta que el agua esté azul. · El azul de bromotimol tiñe el agua de azul cuando en ella se encuentra disuelto el oxígeno. · Empleando el popote burbujea el resultado de tu respiración. Como resultado de tu respiración se produce bióxido de carbono. · Continúa burbujeando hasta que el agua cambie al color amarillo. · El azul de bromotimol cambia de color cuando en el agua hay bióxido de carbono. · Ten la precaución de no succionar a través del popote, si por accidente lo llegarás a hacer, escupe el agua y enjuágatela varias veces con agua limpia. · Coloca la rama de elodea en el recipiente con el agua y el azul de bromotimol. · Deja el recipiente expuesto a la luz solar directa por 30 min. · Después de que haya transcurrido la hora observa el color del agua del recipiente. · Anota tus resultados en la siguiente tabla. RESULTADOS: Color Agua + azul de bromotimol. Azul Agua + azul de bromotimol + bióxido de carbono. Anaranjado Agua + azul de bromotimol + bióxido de carbono + elodea + 30 min.+ luz solar. azul Al comparar los tubos, el que estaba cubierto no tuvo reacio ya que estaba oculto de la luz y como ya mencionamos es indispensable la luz para otorgarle energía a la planta y así realizar la fotosíntesis La muestra que no contenía la planta tampoco tubo reacción ya esta es la que realiza la fotosíntesis entonces es esencial para este proceso. La muestra que contenía la planta y estaba expuesta al la luz recupero el color azul del indicador que nos muestra que el pH del agua esta normal así que la reacción de fotosíntesis se llevo a cabo. REPLANTAMIENTO DE LA HIPOTESIS: Si se restringe la luz, la planta no podrá realizar la fotosíntesis por lo cual vernos que no se dará un desprendimiento de oxigeno (O2). DISCUSION: En esta práctica no tuvimos inconveniente y se pudo llevar a cabo correctamente la práctica. CONCLUSIONES: En esta práctica pude apreciar que para poder llevar a cabo la fotosíntesis es indispensable la luz ya que es una reacción enderdónica, es decir, requiere energía y de la luz la obtiene. Pudimos entender que la fotosíntesis es un proceso que lleva a cabo los organismos fotosintetizadores para poder producir su alimento el cual es la glucosa. Lo mas importante que nos enseño este tema es que los productores son esenciales para los ecosistemas: alimento, flora, respiración etc. Para que los productores existan se necesita la fotosíntesis para que puedan adquirir la su alimento y la energía necesaria para poder tener un desarrollo adecuado. DISCUSIONES pues ya que mediante la reacción o prueba de benedict se logrocomprobar la presencia de glucosa en la hojas de las plantasgerminadas en la luz gracias a la clorofila, lo que cambio en las hojasde las plantas germinadas en la oscuridad ya que en esta no diopositiva la prueba de benedict, esto es porque uno de los muchosfactores para el desarrollo de la clorofila es la luz, además de losnutrientes que toma del suelo y pues como una planta germino en laoscuridad esto da lugar a decir que no hubo desarrollo de la clorofila. ¿Por qué se utiliza el reactivo de benedict?Para demostrar la presencia de glucosa como producto del procesofotosintético2.- explicar los resultados obtenidos con el reactivo de benedict enlas infusiones de las plantas que se desarrollaron en la oscuridadEstas NO dieron positivo, pues ya que para que halla presencia deglucosa como producto del proceso fotosintético y que el reactivo debenedict es el encargado de demostrar debe haber desarrollo declorofila que es la encargada de realizar la fotosíntesis y pues nohabiendo luz luminosa anteriormente tomada por la planta la reacciónes negativa. Se llevo acabo una infusión con hojas de la planta crecida en laluz, después se vertió 3 ml de esta infusión en un tubo deensaye y se le agrego 1 ml del reactivo de benedict, el reactivo Benedict identificaazúcares reductores(aquellos que tienen suOH anomérico libre) como laglucosaque es la que queremosver en esta infusión, la reacción da positiva cuando toma unacoloración rojo ladrillo, eso nos da lugar a decir que en lainfusión que preparamos con las hojas crecidas en la luz habíaazucares reductores porque al agregarle el reactivo de Benedicttomo una coloración rojo ladrillo en la parte inferior El lugol es unasolucióndeI 2 , estereactivoreacciona con algunospolisacáridoscomo losalmidonesy frente a este, vira al color negro-morado, que es el que queremos identificar con lautilización del alcohol pues ya que las hojas contiene almidón.La coloración que tomo fue la indicada para que la reacción seapositiva, esto quiere decir que si había presencia de almidón enesta hoja de la planta germinada en la luz. FUNDAMENTO: - La hidrólisis ácida por acción del HCl a 100ºC produce una hidrólisis totaldel almidón y forma glucosa, maltosa, e isomaltosa. - La hidrólisis enzimática por acción de la enzima alfa amilasa produce unahidrólisis parcial produciendo maltosa, glucosa y dextrina límite que es unacadena ramificada y para poder romperla se necesita de α-1-6 glucosidasa E n l a h i r o m p i m i q u e m a n t a l m i d ó n m a l t o s a , d r ó l i s i s á c i d a s e p r o d u c e u n e n t o t o t a l d e l o s e n l a c e s i e n e n u n i d o a l o s m o n ó m e r o s d e l y s e f o r m a g l u c o s a , i s o m a l t o s a Hidrolisis enzimática de un polisacárido vegetal (almidon) EQUIPO: No. 8 INTRODUCCIÓN: La fuente principal de la energía metabólica es la glucosa, que es almacenada intracelularmente en forma de polímeros. El homopolisacárido más común de la glucosa en las plantas y hongos es el almidón. En las células vegetales el almidón se encuentra en forma de granos y es una combinación de amilosa y amilopectina. La amilosa que constituye del 20 al 30 % de la mayor parte de los almidones, es un polímero de estructura helicoidal no ramificada de glucosa y conectadas por enlaces glucosídicos (1- 4). La amilopectina que se encuentra en un 80- 70 % al igual que la amilosa está formada por radicales de glucosa conectadas por enlaces glucosídicos (1- 4), sin embargo la molécula esta ramificada. En la cadena principal se asientan cadenas laterales unidas mediante un enlace (1- 6). Por término medio la cadena se va ramificando cada 25 radicales de glucosa. ESTRUCTURA DEL ALMIDÓN En las plantas existe la hidrolasa conocida como - amilasa que ataca a la molécula a partir de los extremos y libera paulatinamente moléculas de glucosa, de dos en dos, en forma de maltosa. En virtud de este ataque a partir del extremo no tarda en aparecer azúcar reductor. La amilosa se hidroliza casi por completo y la amilopectina solo en un 50%, ya que la actividad enzimática se detiene al llegar a los puntos de ramificación, la degradación prosigue en el caso de que actúe la amilasa que corta en la uniones (1- 6). Almidón. Es un hidrato de carbono complejo (C6H10O5), inodoro e insípido, en forma de grano o polvo. El almidón es el principal carbohidrato de reserva en la mayoría de las plantas. En las hojas el almidón se acumula en los cloroplastos, donde es un producto directo de la fotosíntesis. En los órganos de almacenamiento, se acumula en los amiloplastos, en los cuales se forma después de la translocación de sacarosa u otro carbohidrato provenientes de las hojas. En los vegetales, el almidón se encuentra en uno o más granos amiláceos en un plastidio. La cantidad de almidón en diversos tejidos depende de muchos factores genéticos y ambientales. El almidón se acumula a la luz del día cuando la fotosíntesis excede las tasas combinadas de respiración y translocación, después parte de él desaparece por la noche. Se presentan dos tipos de almidón en la mayoría de los granos amiláceos: amilosa y amilopectina, ambos compuestos por unidades de d-glucosa unidas por enlaces ð-1, 4. Las uniones ð-1, 4 hacen que las cadenas de almidón se enrollen en forma de hélices. La amilopectina consta de moléculas muy ramificadas, cuyas ramas se localizan entre el C-6 de una glucosa de la cadena principal y el C1 de la primera glucosa en la cadena que forma la rama (enlaces ð-1, 6). Las amilosas son más pequeñas y contienen de cientos a miles de unidades de glucosa, numero que depende de la especie y las condiciones ambientales. La formación de almidón ocurre sobre todo por un proceso que implica la donación repetida de unidades de glucosa provenientes de un azúcar nucleotidico similar al UDPG y que se denomina difosfoglucosa de adenosina, ADPG. Hidrólisis del almidón. La hidrólisis implica la ruptura de un enlace mediante la adición en medio del mismo de los elementos del agua. Los polisacáridos de la dieta se metabolizan mediante hidrólisis a monosacáridos. La mayoría de los pasos de la degradación de almidón a glucosa pueden ser catalizados por tres enzimas distintas, si bien hay otras más que se necesitan para completar el proceso. Las tres primeras enzimas son una ð-amilasa, ð-amilasa y almidón fosforilasa. Al parecer solo la ð-amilasa puede atacar gránulos de almidón intactos, por lo que cuando participan la ð-amilasa y la almidón fosforilasa, es probable que actúen sobre los primeros productos liberados por la ð-amilasa. La ðamilasa ataca de manera aleatoria enlaces 1,4 en las moléculas de amilosa y amilopectina, al principio creando huecos al azar en los granos de almidón y liberando productos que aun son grandes. En cadenas de amilosa no ramificadas, el ataque repetido por la ð-amilasa produce maltosa, un disacárido que contiene dos unidades de glucosa. Sin embargo, la ð-amilasa no puede atacar los enlaces 1,6 localizados en los puntos de ramificación de la amilopectina, por lo que la digestión de amilopectina cesa cuando aun quedan dextrinas ramificadas con cadenas de longitud corta. Muchas ð-amilasas son activadas por Ca+, lo cual es una de las razones por las que el calcio es un elemento esencial. La ð-amilasa hidroliza al almidón en ð-maltosa; la enzima actúa primero solo sobre los extremos no reductores. La ð-maltosa cambia con rapidez, por mutarrotación, para formar las mezclas naturales de isomeros ð y ð. La hidrólisis de amilosa por la ð-amilasa es casi completa, pero la degradación de amilopectina es incompleta porque no son atacados los enlaces de los puntos de ramificación. La actividad de ambas amilasas implica la incorporación de una molécula de H2O por cada enlace roto, por lo que son enzimas hidrolasas. Las reacciones hidrolíticas no son reversibles, de modo que no se pueden detectar síntesis de almidón por amilasas. Las amilasas están diseminadas en diversos tejidos pero son mas activas en las semillas que están germinando, ricas en almidón. Es probable que la ð-amilasa tenga más importancia que la ð-amilasa para la hidrólisis de almidón. Gran parte de la ð-amilasa se localiza dentro de los cloroplastos, muchas veces unida a los granos de almidón que atacara. Actúa tanto en el día como por la noche aunque, por supuesto, durante la luz de día hay producción neta de almidón por la fotosíntesis. La amilopectina solo es degradada parcialmente por la acción del almidón fosforilasa. La reacción procede de manera consecutiva a partir del extremo no reductor de cada cadena principal o cadena ramificada hasta a unos residuos de glucosa de las uniones ð-1,6 de las ramificaciones, por lo que de nuevo que dan dextrinas. La amilosa, que tiene pocas ramificaciones, se degrada casi por completo, por eliminación repetida de unidades de glucosa a partir del extremo no reductor de la cadena. La almidón fosforilasa esta ampliamente distribuida en la planta y a veces resulta difícil determinar que enzima digiere la mayor parte del almidón en las células de interés. OBJETIVO Comprobar que las amilasas producidas por semillas de maíz hidrolizan al almidón, dando como producto final unidades de maltosa siendo este uno de los mecanismos que la semilla utiliza para obtener energía necesaria para germinar. El alumno estudiara las diferencias en la actividad amilolítica, dependiendo de los estadíos de germinación en las semillas y de sus requerimientos energéticos. Se aplicara el método de Nelson-Simogy para la determinación de reductores totales. Determinaremos la actividad enzimática de las semillas de maíz, dependiendo de su tiempo de germinación. MATERIAL 1 mortero 1 bisturí 1 baño de agua hirviendo 6 tubos de centrifuga 5 pipetas graduadas de 10 ml 1 embudo de filtración de 5 cm de diámetro 1 caja de Petri de 9 cm 1 tripié con tela de asbesto 1 mechero 25 tubos de ensayo de 15X150 1 centrifuga 1 espectrofotómetro 1 gasa 30 semillas de maíz METODOLOGÍA La preparación de las semillas de maíz, se llevara a cabo cinco días anteriores a la práctica. Se desinfectaran 10 semillas de maíz en cloro (hipoclorito de sodio) durante 20 minutos y las enjuagaremos muchas veces con agua hervida; posteriormente las semillas las pondremos a germinar en un frasco limpio, en el frasco se pondrá una capa de algodón, las semillas, y se humedecerá el algodón. Después el mismo procedimiento de germinación se aplicara a otras cuantas semillas limpias pero tres días antes de la práctica. Para empezar la practica se ponen a remojar en agua 2 semillas de maíz de ningún día de germinación; después se seleccionaron un par de semillas de 5, de 3 y 0 días de germinación, entonces se les quita el embrión y el escueto, para que solo nos quede el endospermo almidonoso. Una vez limpios los maíces prepararemos un extracto enzimático de los respectivos días de germinación; lo anterior se hará macerando el endospermo de 2 semillas de 5 días de germinación, en un mortero de con 5 ml de succinato con pH 5. Se hizo el mismo procedimiento con las semillas de 3 y 0 días de germinación, los productos obtenidos de los macerados se colocaran en tubos de centrífuga, lavando el mortero con el amortiguador en cada uno de los tres casos para centrifugar a 3000 rpm durante 20 minutos. Después de centrifugar se separara el sobrenadante de cada tubo; para ser colocadas en los tubos numerados del 7 al 12, según la relación del formato siguiente. tubo # dias de germinacion ml extracto diluido 7 0 0.25 8 0 0.25 9 3 0.25 10 3 0.25 11 5 0.25 12 5 0.25 El ultimo paso de la practica será la determinación de los reductores totales, que se llevara a cabo con las diluciones de los extractos enzimáticos de la semilla de diferentes tiempos de germinación; aquí se realizan las reacciones con los diferentes reactivos (I y II) y la determinación de azucares reductores totales que obtuvimos con la hidrólisis enzimática del almidón; también realizaremos la curva patrón. Estas reacciones fueron de acuerdo a la tabla. RESULTADOS Anotaremos las lecturas espectrofotométricas de cada tubo en la tabla siguiente. TUBO DENSIDAD OPTICA (nm) MUESTRA DUPLICADO MEDIA 1 0 0. 0 2 0.086 0.090 0.088 3 0.377 0.212 0.2945 4 0.297 0.292 0.2945 5 0.339 0.259 0.299 6 0.464 0.505 0.4845 Determinaremos la concentración de maltosa en los tubos 1 al 6 correspondientes a la curva patrón, de acuerdo con la ecuación: (Volumen inicial)(Concentración inicial) = (Volumen final)(Concentración final) (Tubo x)(500 ðg/ml) = (Patrón maltosa + Agua)( X ) Se anota la concentración en la columna X de la tabla siguiente y en la columna Y se anotan las lecturas espectrofotométricas obtenidas en los tubos 1 a 6. Tabla 1. VALORES PARA CURVA PATRON TUBO # X Y [Maltosa ðg/mL] Densidad óptica (520 nm) 1 0 0 2 125 0.088 3 333.33 0.2945 4 750 0.2945 5 2000 0.299 6 0 0.4845 Se trazara la grafica con los datos de las columnas X y Y. Debido a que los datos se presentan como una recta, se ajustan de ser necesario. En el siguiente cuadro anotaremos los resultados obtenidos de las lecturas de densidad óptica de los tubos problema (7-12). DIAS TUBOS PROBLEMA DENSIDAD OPTICA (nm) MUESTRA DUPLICADO MEDIA 0 7 1.229 0.833 1.031 0 8 0.990 1.218 1.104 3 9 1.252 0.989 1.120 3 10 0.844 1.106 0.975 5 11 1.071 1.200 1.1355 5 12 1.114 1.164 1.139 Tomando en consideración los datos de la curva patrón donde Y ha sido corregida Y´ y recordando nuevamente que y=0.0873x-0.0621; se calcula la concentración de maltosa de los diferentes días de germinación. Los datos se registran en la siguiente tabla. TUBO # DIAS [MALTOSA ðg] 7 0 0.0279 8 0 0.0342 9 3 0.0356 10 3 0.0230 11 5 0.0370 12 5 0.0373 En la siguiente grafica se encuentra la concentración de maltosa por los días de germinación de las semillas. DISCUSIÓN En esta práctica se intento tener el mejor rendimiento respecto a los resultados. Creemos que nuestros resultados hubieran estado más precisos si la extracción del almidón no hubiera presentado algunas dificultades para obtener el endospermo. Esto lo pensamos ya que en las semillas de 0 y 3 días el endospermo presentaba partes más duras, que hacían más difícil la extracción total. Otra cuestión a destacar, es la parte en que hacemos la segunda incubación (reactivo 1), pues por un descuido el agua hirvió y se derramo un poco, provocando que a algún tubo le entrase agua y alterara una absorbancia; esto se nota pues el mismo número de tubo pero del duplicado da una lectura más coherente. Por tanto con nuestros resultados y el texto consultado se demuestra que la actividad enzimática en la semilla es mayor si el tiempo de germinación es mayor. CONCLUSIÓN En esta práctica se esperaba y se observo la actividad enzimática de la amilasa sobre el almidón. Observamos que al tener más tiempo de germinación una semilla, mayor es la actividad enzimática de la amilasa. En los granos de cero días se manifestó una actividad de la enzima muy baja, después existe un incremento en su actividad al usar de semillas de tres días y por supuesto que la mayor actividad se registro en las semillas de 5 días. Todas estas reacciones nos dejan una producción de maltosa, por acción de la hidrólisis enzimática de la amilasa sobre el almidón; esto nos sugiere que si la enzima trabaja mucho, sería porque había mucho almidón para hidrolizar y poder producir maltosa. En resumen y conclusión, la actividad enzimática es directamente proporcional a la producción de maltosa, todo esto con respecto a los días de germinación que tengan las semillas (entre mas días de germinación tenga las semillas, mas almidón habrá, entonces, la actividad enzimática será mucho mayor.) CUESTIONARIO 1.- CUAL ES LA ESTRUCTURA DEL ALMIDON? Hidrólisis enzimática de un polisacárido vegetal 3 2.- QUE ES UN AZUCAR REDUCTOR? Cuando en una determinación cuantitativa de los monosacáridos se realiza frecuentemente, basándose en su observación en disoluciones alcalinas mediante Cu2+, Ag+ o ferricianuros, se origina una mezcla de azucares -ácidos. Los azucares son capaces de reducir, a tales oxidantes se les denomina azucares reductores. Se puede definir también a un azúcar reductor como cualquier carbohidrato que tiene libre un grupo carbonio y es susceptible de participar en otra oxidación. 3.- QUE TIPO DE ENLACES HIDROLIZAN LAS AMILASAS? ð-Amilasa, ð(14) glucan 4-glucanohidrolasa ð-Amilasa, ð(14) glucan maltodeshidrogenasa 4.- QUE AMILASAS SE ENCUENTRAN EN LOS ORGANISMOS ANIMALES? ð-D-glucopiranosa ð-Amilasa, ð(14) glucan 4-glucanohidrolasa BIBLIOGRAFÍA SALISBURY, B. FRANK Fisiología Vegetal, Ed. Iberoamericana, 1994. MATHEWS, C. K. Y VAN HOLDE, K. E. Bioquímica, McGraw Hill Interamericana, 2ª. Ed., España, 1998. BRITÁNNICA CD 2000 DELUXE Encyclopædia Britannica, Inc. WHITE, A., HANDLER, P., SMITH, E., HILL, R., LEHMAN, R. Principios de Bioquímica, McGraw Hill, 1989. MICROSOFT® EXCEL 2002 (10.2614.2625)
