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Pigmentos Fotosinteticos

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Agregado: 17 de JUNIO de 2003 (Por Michel Mosse) | Palabras: 1727 | Votar! |
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Categoría: Apuntes y Monografas > Botnica >
Material educativo de Alipso relacionado con Pigmentos Fotosinteticos
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    Pigmentos fotosintticos

    Por el Ing. Agr. Carlos Gonzlez.

    Entre todos los caracteres ms externos de los vegetales, el ms notable y caracterstico es probablemente el color. El color no es nicamente un carcter llamativo de la vegetacin, sino que, adems, algunos de los pigmentos que lo condicionan estn estrechamente ligados a las actividades fisiolgicas del propio vegetal. Por consiguiente, el estudio de cmo las plantas viven y se desarrollan requieren el previo conocimiento de los pigmentos vegetales.

    Qu son los pigmentos?

    Si 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. Estos colores son conferidos a los vegetales por determinados compuestos qumicos definidos, llamados pigmentos. El color particular que presenta un determinado rgano vegetal depende generalmente del predominio de uno u otro o la combinacin de ellos. 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 prcticamente sin sufrir modificacin.

    Las Clorofilas. El color verde tan uniformemente presente en los vegetales es debido a la presencia de dos pigmentos estrechamente emparentados llamados clorofila a y clorofila b . Se encuentran prcticamente en todas las plantas con semilla, helechos, musgos y algas. Pueden formarse en las races, tallos, hojas y frutos a condicin de que estos rganos estn situados por encima del suelo y queden expuestos a la luz. Tambin aunque aparentemente falten en algunas hojas de color rojo o amarillo, cuando se extraen las otras sustancias colorantes de estas, puede comprobarse incluso all la presencia de las clorofilas, que estaban enmascaradas por los dems pigmentos.

    Dnde estn los pigmentos?

    Estos pigmentos se encuentran en el interior de la clulas vegetales especficamente en una organela llamada cloroplasto . Los cloroplastos son simplemente plstidos que contienen pigmentos cloroflicos. Los compuestos cloroflicos estn ligados qumicamente con las estructuras internas del cloroplasto (membrana tilacoides) y se hallan retenidos en estado coloidal. Asociados con las clorofilas, existen tambin en los cloroplastos dos clases de pigmentos amarillos y amarillo-anaranjados que son los xantofilas y carotenides.

    Cmo se dividen los solventes?

    Los pigmentos cloroflicos son insolubles en el solvente universal llamado agua. Pero s son solubles (afinidad qumica) en solventes orgnicos como por ejemplo alcohol etlico y acetona. A los solventes que extraen simultneamente todos los pigmentos de la hoja se los suele llamar extractantes. Existen otros solventes que presentan afinidad por algunos pigmentos y se los llama separadores, como por ejemplo el tetracloruro de carbono y el ter de petrleo.

    En el mtodo de extraccin simple, como se desarrolla ms adelante se utilizar como extractante el alcohol etlico y como separador el tetracloruro de carbono. Estos dos solventes orgnicos responden en forma diferente a los pigmentos cloroflicos, como as tambin a sus diferencias fsicas que hacen que sean dos lquidos no misibles y con diferente peso especfico.

    En el segundo mtodo por cromatografa se utilizar como extractante la acetona y como separador el ter de petrleo. Este mtodo se trata de una separacin ms fina de los pigmentos, y se basa en la absorcin y solubilidad diferenciales de varias sustancias entre las que se incluyen los pigmentos. Un soporte inerte como papel de filtro para la corrida y unos granos de carbonato de calcio para deshidratar la muestra, son los componentes necesarios para desarrollar la tcnica.

    Qu es la energa radiante o la luz?

    Para el adecuado conocimiento de la fotosntesis, de la sntesis y propiedades de la clorofila y de muchos otros procesos vegetales, es esencial un conocimiento elemental de las propiedades fsicas de la luz y otros tipos de energa radiante. sta se propaga a travs del espacio en forma de ondas. La luz del sol o la luz blanca procedente de cualquier fuente artificial aparece como homognea al ojo humano, pero cuando se la pasa a travs de un prisma, se descompone en un espectro de colores. El orden que aparecen los colores ms importantes en el espectro de la luz blanca son: el rojo, anaranjado, amarillo, amarillo-verdoso, vede, verde-azulado, azul, ndigo, violeta. Cada uno de estos colores responde a un rango diferente de longitud de onda de luz. La longitud de onda es la diferencia entre dos crestas de ondas sucesivas. Las longitudes de onda que producen la luz se hallan aproximadamente entre los 3900 en el violeta hasta 7600 en la zona ms alejada al rojo. Por debajo de la regin de la luz visible, en la escala de energa radiante, sigue la zona del ultravioleta (UV). Aquellos que estn por encima de la luz visible responden al infrarrojo (IR.).

    En la actualidad, todos estos fenmenos de la luz pueden ser explicados si se admite que la luz tiene naturaleza particulada (formada por partculas). Conforme a este concepto, un rayo de luz puede ser imaginado como una corriente de pequeas partculas, cada una de las cuales se llama fotn. Cuando tales fotones chocan contra una sustancia adecuada, su energa puede ser transferida a los electrones sobre los que golpean, realizando as reacciones fotosintticas.

    La manifestacin energtica de un fotn se llama cuanto. El valor energtico del cuanto vara inversamente con la longitud de onda.

    Qu es un espectroscopio?

    Un espectroscopio es un aparato que nos puede decir a partir de un extracto alcohlico de hojas verdes, qu longitudes de onda o colores son capaces de ser absorbidos por los pigmentos cloroflicos. 

    Cmo funciona un espectroscopio?

    Se trata de colocar una lmpara puntiforme de gran intensidad encendida frente a un espectroscopio, el cual en su parte anterior presenta un orificio por donde pasa el haz de luz. Seguidamente hay un prisma que descompone la luz y la proyecta en una pantalla, en la cual se puede observar con una lente ocular, los diversos colores mencionados anteriormente. El paso a seguir es colocar entre la lmpara y el aparato un tubo de ensayo conteniendo el extracto alcohlico de las hojas verdes. Luego se pone el ojo sobre el ocular y se observa cules fueron los colores o longitudes de onda absorbidas por los pigmentos cloroflicos (espectro de la clorofila) y cuales son dejadas pasar sin ningn problema. Por ltimo se puede tambin ver sobre el extracto alcohlico la fluorescencia, es decir, aparece el color verde por transparencia y el color rojo parduzco por reflexin.

     

    Mtodos de separacin de pigmentos:

    a) Separacin de pigmentos vegetales por separacin simple.

    b) Separacin de pigmentos vegetales por cromatografa sobre papel.

     

    a.      a.      Separacin de pigmentos vegetales por separacin simple.

    Elementos:

    Mortero - Embudo cribado -Kitasato - Papel de filtro - Tubos de ensayo - Alcohol - Tetracloruro de carbono - Hojas de espinaca o Acelga - Bomba de vaco.

    Objetivo:

    Extraer los pigmentos fotosintticos y separarlos mediante una tcnica sencilla de fases.

    Tcnica:

    1. Lavar las hojas de espinacas o acelga, retirar los nervios y ponerlas en un mortero, junto con el solvente extractante (acetona).

    Triturar la mezcla hasta que las hojas se decoloren y el disolvente adquiera un color verde intenso. Fotografa 1.

    2.     2.      Filtrar con un embudo, papel de filtro y bomba de vaco. Fotografa 2

    Fotografa 1

     

    Fotografa 2

    3.      3.      Pasar el filtrado en dos tubos de ensayo (a y b) en partes iguales. El tubo a se lo dejar para trabajar con el espectroscopio en un lugar sombro.

    4.      4.      Al tubo b, se le agregar tetracloruro de carbono y luego se lo agitar por unos segundos. Se lo dejar reposar en una gradilla por 10 minutos.(Fotografa 7)

    5.      5.      Los pigmentos se irn separando segn su adsorcin o afinidad con los solventes.(Fotografa 8)

     

    Fotografa 7

     

     

    Fotografa 8

     

    Al observar el tubo de ensayo donde se encuentran los dos solventes, vemos dos zonas (figura B), que corresponden a los distintos pigmentos fotosintticos presentes en las hojas de espinaca o acelga. Segn su grado de solubilidad con el alcohol y el tetracloruro de carbono se reconocen estas zonas heterogneas y no miscibles en este orden:

    1. clorofila a + b + Tetracloruro de C.
    2. xantofilas y carotenoides + Alcohol

     

     

    Figura B

     

    b) Separacin de pigmentos vegetales por cromatografa sobre papel.

    Elementos:

    Mortero- Embudo cribado -Kitasato - Papel de filtro - Tubos de ensayo - Acetona - ter de Petrleo - Hojas de espinaca o Acelga - Cloruro de Calcio- Bomba de vaco - Capilar o Pipeta Pasteur - Vaso de precipitado.

    Objetivo:

    Extraer los pigmentos fotosintticos y separarlos mediante una tcnica compleja de cromatografa en papel.

     

    Tcnica:

    1. Lavar las hojas de espinacas o acelga, retirar los nervios y ponerlas en un mortero, junto con el solvente extractante (acetona).

    Triturar la mezcla hasta que las hojas se decoloren y el disolvente adquiera un color verde intenso. Fotografa 1.

    2. Filtrar con un embudo, papel de filtro y bomba de vaco. Fotografa 2

    3. Pasar el filtrado en un tubo de ensayo, colocar 3 a 5 perlas de Cloruro de calcio. Dejar reposar de 5 a 10 min.

    4. Tomar con un capilar o pipeta el sobrenadante del tubo anterior. Sobre un rectngulo de papel de filtro de unos 15 centmetros de ancho por 10 centmetros de alto doblado en V (para que se mantenga en pie) se traza con lpiz, una lnea de siembra a 3 cm de la base. Sobre la lnea se realizan de 5 a 8 pasadas con el capilar cargado de pigmento dejando entre cada pasada que se evapore acetona.

    5. Se coloca el papel ya sembrado en un vaso de precipitado que contendr el solvente separador (ter de petrleo), dejndolo unos 5 a 10 min. Fotografa3

    6. Los pigmentos se irn separando segn su adsorcin o afinidad con el solvente. Fotografa 4

    Fotografa 3

     

    Fotografa 4

     

    Al observar el papel donde hemos hecho la cromatografa, vemos cuatro bandas o zonas (figura A), que corresponden a los distintos pigmentos fotosintticos presentes en las hojas de espinaca. Segn su grado de solubilidad con el ter de petrleo se reconocen estas bandas y en este orden:

    clorofila b

    clorofila a

    xantofila

    carotenos

     

    Figura A

    Este es el aspecto final de la cromatografa obtenida con las hojas de espinacas o acelga

     Bibliografa utilizada: www.cnba.uba.ar/botanica


     
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