CONSUMO DE OXIGENO EN LA RESPIRACION DE LAS PLANTAS
19 DE FEBRERO DE 2018 ELIZABETH AGUILAR SERNA LABORATORIO DE METABOLISMO INTERMEDIARIO
Objetivo Determinar el consumo de consumo (Velocidad de la respiración) durante la respiración de semillas de frijol.
Introducción El proceso por el cual las células degradan las moléculas de alimento para obtener energía recibe el nombre de RESPIRACIÓN CELULAR. La respiración celular es una reacción exergónica, donde parte de la energía contenida en las moléculas de alimento es utilizada por la célula para sintetizar ATP. Decimos parte de la energía porque no toda es utilizada, sino que una parte se pierde. Aproximadamente el 40% de la energía libre emitida por la oxidación de la glucosa se conserva en forma de ATP. Cerca del 75% de la energía de la nafta se pierde como calor de un auto; solo el 25% se convierte en formas útiles de energía. La célula es mucho más eficiente. La respiración celular es una combustión biológica y puede compararse con la combustión de carbón, bencina, leña. En ambos casos moléculas ricas en energía son degradadas a moléculas más sencillas con la consiguiente liberación de energía. Tanto la respiración como la combustión son reacciones exergónicas. Sin embargo, existen importantes diferencias entre ambos procesos. En primer lugar, la combustión es un fenómeno incontrolado en el que todos los enlaces químicos se rompen al mismo tiempo y liberan la energía en forma súbita; por el contrario, la respiración es la degradación del alimento con la liberación paulatina de energía. Este control está ejercido por enzimas específicas. En segundo lugar, la combustión produce calor y algo de luz. Este proceso transforma energía química en calórica y luminosa. En cambio, la energía liberada durante la respiración es utilizada fundamentalmente para la formación de nuevos enlaces químicos (ATP). La respiración celular puede ser considerada como una serie de reacciones de óxido-reducción en las cuales las moléculas combustibles son paulatinamente oxidadas y degradadas liberando energía. Los protones perdidos por el alimento son captados por coenzimas. La respiración ocurre en distintas estructuras celulares. La primera de ellas es la glucólisis que ocurre en el citoplasma. La segunda etapa dependerá de la presencia o ausencia de O2 en el medio, determinando en el primer caso la respiración aeróbica (ocurre en las mitocondrias), y en el segundo caso la respiración anaeróbica o fermentación (ocurre en el citoplasma). GLUCÓLISIS La glucólisis, lisis o escisión de la glucosa, tiene lugar en una serie de nueve reacciones, cada una catalizada por una enzima específica, hasta formar dos moléculas de ácido pirúvico, con la producción concomitante de ATP. La ganancia neta es de dos moléculas de ATP, y dos de NADH por cada molécula de glucosa. Las reacciones de la glucólisis se realizan en el citoplasma, como ya adelantáramos y pueden darse en condiciones anaerobias; es decir en ausencia de oxígeno. Los primeros cuatro pasos de la glucólisis sirven para fosforilar (incorporar fosfatos) a la glucosa y convertirla en dos moléculas del compuesto de 3 carbonos gliceraldehído fosfato (PGAL). En estas reacciones se invierten dos moléculas de ATP a fin de activar la molécula de glucosa y prepararla para su ruptura. VÍAS ANAERÓBICAS El ácido pirúvico puede tomar por una de varias vías. Dos son anaeróbicas (sin oxígeno) y se denomina FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA y FERMENTACIÓN LÁCTICA. A la falta de oxígeno, el ácido pirúvico puede convertirse en etanol (alcohol etílico) o ácido láctico según el tipo de célula. Por ejemplo, las células de las levaduras pueden crecer con oxígeno o sin él. Al extraer jugos azucarados de las uvas y al almacenarlos en forma anaerobia, las células de las levaduras convierten el jugo de la fruta en vino al convertir la glucosa en etanol. Cuando el azúcar se agota las levaduras dejan de fermentar y en este punto la concentración de alcohol está entre un 12 y un 17 % según sea la
variedad de la uva y la época en que fue cosechada. La formación de alcohol a partir del azúcar se llama fermentación. Fermentación alcohólica
El ácido pirúvico formado en la glucólisis se convierte anaeróbicamente en etanol. En el primer caso se libera dióxido de carbono, y en el segundo se oxida el NADH y se reduce a acetaldehído. Otras células, como por ejemplo los glóbulos rojos, las células musculares y algunos microorganismos transforman el ácido Pirúvico en ácido láctico. En el caso de las células musculares, la fermentación láctica, se produce como resultado de ejercicios extenuantes durante los cuales el aporte de oxígeno no alcanza a cubrir las necesidades del metabolismo celular. La acumulación del ácido láctico en estas células produce la sensación de cansancio muscular que muchas veces acompaña a esos ejercicios.
Fermentación láctica En esta reacción el NADH se oxida y el ácido pirúvico se reduce transformándose en ácido láctico.
TRANSPORTE DE ELECTRONES O CADENA RESPIRATORIA En esta etapa se oxidan las coenzimas reducidas, el NADH se convierte en NAD+ y el FADH2 en FAD+. Al producirse esta reacción, los átomos de hidrógeno (o electrones equivalentes), son conducidos a través de la cadena respiratoria por un grupo de transportadores de electrones, llamados citocromos. Los citocromos experimentan sucesivas oxidaciones y reducciones (reacciones en las cuales los electrones son transferidos de un dador de electrones a un aceptor). En consecuencia, en esta etapa final de la respiración, estos electrones de alto nivel energético descienden paso a paso hasta el bajo nivel energético del oxígeno (último aceptor de la cadena), formándose de esta manera agua. Cabe aclarar que los tres primeros aceptores reciben el H+ y el electrón conjuntamente. En cambio, a partir del cuarto aceptor, sólo se transportan electrones, y los H+ quedan en solución.
Procedimiento Germinacion de semillas de frijol Hervir una porcion de semillas en 400ml de agua En matraces Erlenmeyer, agregar una capa de algodon y humedecer con NaOH 0.25M
Agregar las semillas a cada matraz y sellar completamente Colocar solucion de rojo de congo en el extremo libre del tubo colocado previamente en la tapa del matraz . Medir la distancia que recorre la gota cada minuto durante 20 min.
Resultados Tiempo
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Semillas germinadas hervidas
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Semillas germinadas
Semillas germinadas + inhibidor (Azida de Na)
Semillas germinadas +inhibidor (Arsenito de Na)
0.2
0
0.2
0.6
0.3
1.7
2.8
0.6
2.7
5.3
0.7
3.3
6.7
1
4.5
8
1.4
5
9.4
1.6
5.8
10
1.6
6.5
10
1.6
7.7
10
1.6
8.2
10
1.6
8.6
10
1.6
9.4
10
1.6
9.6
10
1.6
10
10
1.6
10
10
1.2
8.8
10
0.7
7
10
0.3
5.8
10
0.3
4.6
10
0.5
4.6
Discusión de resultados Para poder realizar esta práctica es muy importante poner a germinar las semillas ya que lo que vamos a medir es la velocidad de respiración o el consumo de oxigeno del frijol, como sabemos una semilla no respira por tal motivo deben estar germinadas para llevar la práctica a cabo, mientras más germinadas estén las semilla será mejor y más precisa la medición del consumo de oxígeno, en la practica la gota de colorante se dirige en dirección hacia el matraz ya que es ahí donde está contenido todo el oxígeno que están requiriendo las semillas para llevar a cabo la respiración, en los casos donde la semilla no esté consumiendo oxígeno, la gota puede ir en sentido contrario. En este caso se esperaba que en el matraz de las semillas hervidas, ya que era el control, la gota de colorante se fuera rápidamente hacia el fondo del matraz por el alto consumo de oxigeno de las semillas al momento de respirar, pero hubo ciertos errores en el procedimiento que hicieron que la gota nunca se moviera, como se muestra en el grafico anterior, el problema pudo ser que no se selló completamente el matraz y el oxígeno escapara, por otra parte en los matraces con la presencia de los inhibidores se pudo observar cómo es que actuaron en cuestión del tiempo ya que inhiben la cadena respiratoria y por consecuencia el consumo de oxígeno, lo que provocó que la gota de colorante en cierto tiempo se detuviera. Estos inhibidores catalizan las reacciones que se llevan a cabo en la cadena transportadora de electrones, por lo tanto, se puede hacer una comparación entre las diferentes muestras que se prepararon en el matraz, de igual manera pudimos notar como es que en las semillas que no tuvieron ningún tipo de tratamiento, la gota de colorante recorría el tubo de manera muy lenta así que con eso podemos decir que el consumo de oxigeno se llevaba a cabo de manera más lenta. Durante la metodología un factor muy importante es sellar bien los matraces ya que con cualquier fuga de oxigeno se pueden alterar los resultados de la investigación.
Conclusión Con los datos obtenidos durante el análisis de los ejemplares de semilla de frijol, podemos concluir que el consumo de oxigeno o velocidad de respiración, depende de las condiciones en las que se encuentre el organismo y la manera en que la lleva a cabo.
Comentarios personales Para este tipo de prácticas es importante tener una buena introducción y conocimientos de lo que ocurre en las semillas germinadas y sin germinar, ya que esta experimentación nos puede dar mucha información si la sabemos deducir con lo que vemos y los datos que vamos recabando a lo largo de la práctica. Hubo varias equivocaciones en el desarrollo de la técnica, pero lo importante es saber en qué se falló y que repercusión tiene en los resultados que obtenemos.
Bibliografía http://www.medigraphic.com/pdfs/neumo/nt-2006/nt062c.pdf http://www.genomasur.com/lecturas/Guia09.htm
