Marco teorico - Apuntes 1.3 PDF

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La presenta investigación tiene la finalidad de desarrollar y aclarar diversos conceptos que serán necesarios para realizar el experimento. Los seres vivos son organismos que nacen, se nutren, respiran, se desarrollan, crecen, se reproducen y mueren. Lo no vivo no tiene la capacidad de hacer nada de esto, no sigue este ciclo continuo y ordenado de cambios. Para distinguir con mayor facilidad algo vivo de algo que no lo está, resulta útil saber que existen ciertas características que sólo poseen los seres vivos. Entre las características mencionados encontramos la nutrición que consiste en conjuntos de procesos donde los seres vivos intercambian materia y energía con el medio que los rodea. Esta diferencia entre animales y los vegetales es que estos últimos se alimentan por medio de la fotosíntesis el proceso que utilizan las plantas para producir sus alimentos. Además de utilizarla para su alimentación, las plantas y los árboles las utilizan para crecer y poder desarrollarse. La principal sustancia que se necesita para poder realizar la fotosíntesis es la conocida clorofila -aquella sustancia de color verde que se encuentra en todas las hojas-. Entre las características externas de los vegetales, la más notable es probablemente el color. Los colores que presentan los vegetales son debidos a unos compuestos químicos llamados pigmentos. El color que presenta un determinado órgano vegetal depende generalmente del predominio de uno u otro pigmento o la combinación de ellos. Además, algunos de los pigmentos que condicionan el color están estrechamente ligados a las actividades fisiológicas del vegetal. Si bien es posible encontrar en el reino vegetal todos los matices y combinaciones de colores del espectro, existe un predominio general de los colores primarios: verde, amarillo, rojo, azul. Se debe tener claro que cuando un vegetal presenta un color blanco, es debido a la falta de tales pigmentos. La luz solar, que incide sobre ellas, no es absorbida selectivamente como ocurre en las partes coloreadas, sino que es transmitida o reflejada prácticamente sin sufrir modificación. Figura 1 La clorofila es el pigmento que les proporciona el color verde a las plantas, y que absorbe la luz necesaria para realizar la fotosíntesis. Puede formarse en las raíces, tallos, hojas y frutos, con la condición de que estos órganos estén situados por encima del suelo y queden expuestos a la luz. La clorofila absorbe principalmente luz violeta, roja y azul, y refleja luz verde (Fig. 1). La abundancia de clorofila en las hojas y su ocasional presencia en otros tejidos vegetales es la causa de que esas partes de las plantas aparezcan en color verde; sin embargo, en algunas hojas la clorofila es enmascarada por otros pigmentos. Aunque aparentemente falte en algunas hojas de color rojo o amarillo, cuando se extraen las otras sustancias colorantes de éstas, puede comprobarse incluso allí la presencia de

clorofila, que estaba enmascarada por los demás pigmentos (Fig. 2). La extracción de estos pigmentos es interesante para el estudio y reconocimiento de sus propiedades.

Figura 2 plantas con hojas de diversos colores: a) Croto ( Codiaeum variegatum); b) Manto o Capa de Rey (Coleus blumei); c) Pascua (Euphorbia pulcherrima).

Los pigmentos vegetales que se encuentran en los cloroplastos son moléculas químicas que reflejan o transmiten la luz visible, o hacen ambas cosas a la vez. El color de un pigmento depende de la absorción selectiva de ciertas longitudes de onda de la luz, y de la reflexión de otras longitudes de onda. Los pigmentos constituyen el sustrato fisicoquímico donde se asienta el proceso fotosintético. Hay diversas clases de pigmentos. Los principales son: o Clorofilas (a, b, c, d y bacterioclorofilas), de coloración verde. o Carotenoides (carotenos y xantófilas), de coloración amarilla y roja. o Ficobilinas, de coloración azul y roja; están presentes en las algas verdeazules, que comprenden el filo de los Cianofitos. En ocasiones, la presencia de clorofila no es tan evidente, debido a que al descomponerse ocupan su lugar otros pigmentos de origen isoprénico también presentes en los plastos, como son los carotenos (alfa, beta y gamma) y las xantófilas. Las algas verdeazules contienen la misma clase de clorofila que las plantas superiores, pero la ausencia de cloroplastos hace que se distribuya por toda la célula. Con frecuencia, otros pigmentos como las ficobilinas (presente también en los rodófitos), enmascaran la clorofila y confieren a las células un color azulado o rojizo. Su función es captar la luz y transferirla a la clorofila. La Figura 3 muestra una tabla con los colores de algunos pigmentos vegetales más comunes.

Figura 3 Colores que presentan los pigmentos vegetales más comunes.

Las clorofilas presentan una estructura molecular de gran tamaño con un sistema de anillos de porfirina (anillo tetrapirrólico) (Fig. 4), formada en su mayor parte por carbono e hidrógeno, ocupado en el centro por un único átomo de magnesio, rodeado por un grupo de átomos que contienen nitrógeno (Fig. 5). Del anillo parte una larga cadena de 20 átomos de carbono, denominada fitol que constituye el punto de anclaje de la molécula de clorofila a la membrana interna del cloroplasto, el organelo celular donde tiene lugar la fotosíntesis.

Figura 4 Sistema de anillos de porfirina.

Fig. 5 Que la cromatografía

Cuando la molécula de clorofila absorbe un fotón, sus electrones se excitan elevándose a un nivel de energía superior. Esto es el punto de partida en el cloroplasto de una secuencia compleja de reacciones químicas que dan lugar al almacenamiento de energía en forma de enlaces químicos. Los diversos tipos de clorofilas existentes se diferencian en pequeños detalles de su estructura molecular, y en que absorben longitudes de onda luminosas ligeramente diferentes. Uno de los métodos mas utilizados para observar los pigmentos es por medio de la cromatografía la cual es una técnica de separación en la que los componentes de una muestra se separan en dos fases: una fase estacionaria de gran área superficial, y una fase móvil. El objetivo de la fase estacionaria es retrasar el paso de los componentes de la muestra. Cuando los componentes pasan a través del sistema a diferentes velocidades, estos se separan en determinados tiempos. Cada componente tiene un tiempo de paso característico a través del sistema, llamado tiempo de retención. La

separación cromatográfica se logra cuando el tiempo de retención del analito difiere del resto de componentes de la muestra. Por cromatografía se pueden separar cuatro tipos de clorofilas distintas: 

La clorofila A constituye de manera aproximada el 75% de toda la clorofila de las plantas verdes, estando presente también en las algas verdeazules, y en células fotosintéticas más complejas. Absorbe luz en el rango de longitud de onda de 440 a 680 nm.

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La clorofila B es un pigmento presente en vegetales y otras células fotosintéticas complejas; absorbe luz de una longitud de onda entre 460 a 650 nm, y transfiere la energía a la clorofila A, que se encarga de transformarla en energía química.

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Las clorofilas C y D son propias de algas y bacterias....