INFORME DE METABOLISMO VEGETAL - FISIOLOGÍA VEGETAL

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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA
FACULTAD DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE BIOLOGÍA
FISIOLOGÍA VEGETAL
Práctica: Metabolismo vegetal
Docente: Tumi Calisaya, Milagros Liscely
Grupo: H*
Custodio Jaimes, Rosa María 20181002
Rojas Espinoza, José Miguel 20181022
Laime Huillca, Nilson 20180936
Huaman Estela, Vania 20180370
Zacarias Vilca Jerelyn 20180402
1. Introducción
La actividad de las plantas sobre los seres vivos se basa en la tremenda interactividad que
los vegetales establecen con su entorno no biológico (agentes abióticos) y biológico (agentes
bióticos). Estas relaciones se realizan a través de diversos mecanismos físicos y químicos.
Todos los organismos poseen caminos metabólicos similares con los que sintetizan y utilizan
un cierto número de sustancias químicas: azúcares, aminoácidos, ácidos grasos comunes,
nucleótidos y los polímeros derivados de él los (polisacáridos, proteínas, lípidos, ARN,
ADN, etc.). Son procesos químicos pertenecientes al metabolismo primario de las plantas: la
fotosíntesis, la respiración, el transporte de solutos, la translocación, la síntesis de proteínas,
la asimilación de nutrientes, la diferenciación de tejidos, y en general la formación de
carbohidratos, lípidos y proteínas que intervienen en estos procesos o son parte estructural
de las plantas. Son metabolitos primarios de las plantas los compuestos químicos que
intervienen en los procesos mencionados: los aminoácidos destinados a la formación de
proteínas, los nucleótidos, los azúcares, los acilglicéridos. Debido a su carácter universal en
el Reino de las plantas, los procesos que intervienen en el metabolismo primario y sus
metabolitos, se encuentran en todas las plantas sin excepción.
2. Materiales
● 5 tubos de ensayo
● 1 gradilla
● Pipetas
● Jeringas
● Beackers
● Mortero
● Almidón al 1%
● Lugol
● HCl 1N
● Hielo
● Semillas germinadas de lenteja
3. Metodología
● Se pesaron 10 g de semillas de lenteja germinadas, se molieron con un mortero y
luego se disolvieron en agua destilada.
● Se filtró la mezcla y se obtuvo así el extracto enzimático.
● En un tubo de ensayo almidón (Tubo 1), mientras que en otros 4 tubos de ensayo se
colocó almidón al 1% y al 1N, cada uno de ellos rotulados .𝐻
2
𝑆𝑂
4
● Posteriormente se procedió a agregar el extracto enzimático y se agitaron ligeramente
todos los tubos. Cada tubo fue cronometrado en diferentes tiempos (0, 1 , 5, 10 y 15
minutos respectivamente), hasta observar la reacción enzima-sustrato.
● Toda la operación fue realizada dos veces para observar la reacción en temperatura
ambiente y a temperatura baja en un vaso precipitado con agua fría.
● Finalmente, tras transcurrir los tiempos designados, se agregó media gota de yodo y
agua destilada en todos los tubos de ensayo para observar la tinción de la reacción.
Cuadro 1. Reactivos e indicadores usados por cada tubo.
Tubo 0 - T Tubo 1 Tubo 2 Tubo 3 Tubo 4
Almidón 1% 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL
Enzima 0 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
Tiempo 0 min 1 min 5 min 10 min 15 min
1N𝐻
2
𝑆𝑂
4
0 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
Yodo ½ gota ½ gota ½ gota ½ gota ½ gota
H2O destilada 13 mL 10 mL 10 mL 10 mL 10 mL
4. Resultados.
Fig. 1. Resultados a temperatura ambiente. Fig. 2. Resultados en agua helada.
5. Discusiones
El almidón es un polímero de glucosa que sirve de sustancia de reserva
principalmente en las semillas de las plantas. Para que una semilla germine y se
desarrolle hasta convertirse en una nueva planta, necesita utilizar su reserva energética
de almidón; y para esto son necesarias las amilasas vegetales, las cuales degradan el
almidón acumulado en las semillas para luego obtener la energía necesaria a través de
la respiración celular.
Las semillas germinadas de lenteja usadas en la práctica poseían una alta
concentración de amilasa, precisamente porque se encontraban en pleno desarrollo del
embrión. A temperatura ambiente, cuando el extracto enzimático entró en contacto
con el ml de almidón (1%) inició la reacción enzima-sustrato en los tubos de prueba
(excepto en el control), en mayor o menor medida, según el tiempo que el extracto
enzimático permaneció con el almidón.
Al agregar el ácido, la amilasa fue desnaturalizada; por lo tanto, su acción se detuvo.
Al corroborar luego el grado de reacción en cada tubo con la ayuda del yodo,
observamos que la amilasa actuó con mayor intensidad en los tubos 2 y 4, y con
menor intensidad en los tubos 1 y 3. Sin embargo, de acuerdo al tiempo que la enzima
permaneció con el almidón antes de agregar el ácido, el resultado esperado del grado
de reacción era distinto:
Grado de reacción
Resultado esperado: 𝑇4 > 𝑇3 > 𝑇2 > 𝑇1
Resultado experim.: 𝑇4 > 𝑇2 > 𝑇3 > 𝑇1
El resultado experimental, aunque cercano al esperado, pudo deberse a una poca
exactitud de los ml de reactivo o yodo tomados con la jeringa.
Por otro lado, la coloración de los tubos en el experimento con agua helada nos
muestra cómo este factor limitó la actividad de la enzima desde el primer momento en
que estuvo en contacto con el almidón, pues se tiñeron por completo y de manera
similar. Al agregar el ácido, la poca actividad enzimática que había alcanzado la
amilasa debido a la baja temperatura se volvió nula.
5.1. Cuestionario
● ¿Qué otras enzimas se encontrarán en el extracto de crudo usado en la práctica
de las amilasas?
En el extracto enzimático de las semillas de lenteja encontramos también lipasas, que
degradan las grasas también con el fin de obtener energía para el desarrollo de la
planta.
● Mencione algunos mecanismos de adaptación de las plantas, sometidas a estrés
térmico, que impiden la alteración de la actividad enzimática.
Las plantas poseen diferentes mecanismos para sobrevivir bajo altas temperaturas,
que incluyen adaptaciones a corto y a largo plazo, adaptaciones fisiológicas o
morfológicas y mecanismos de ajuste como cambios en la orientación foliar
(parahelio-tropismo), que les permite mantener la temperatura de la lámina foliar más
cercana al óptimo térmico para la fotosíntesis en días calientes, como sucede en frijol
Otros mecanismos de tolerancia incluyen alteraciones en la composición lipídica de
las membranas, la producción de antioxidantes, la acumulación de osmolitos
compatibles y pigmentos, y la síntesis de proteínas de choque térmico.
● Señales los errores experimentales que se habrían cometido en el experimento de
la actividad de la amilasa.
➔ Poca germinación de las semillas.
➔ Un mal control del tiempo que debían permanecer con el extracto enzimático.
➔ Poca exactitud con las medidas tomadas con las jeringas.
➔ Falta o exceso de yodo a la hora de visualizar el cambio de coloración.
● ¿Qué factores pueden alterar la actividad enzimática?
Altas temperaturas: La actividad enzimática aumenta a medida que las moléculas
reactantes se mueven más rápido para generar más colisiones con las enzimas. A
temperaturas superiores a 50°C, la estructura terciaria, y por ende la forma de la
mayor parte de las proteínas, se destruye, lo que causa una pérdida de actividad
enzimática.
Bajas temperaturas: La mayor parte de las enzimas muestra poca actividad porque
no hay suficiente cantidad de energía para que tenga lugar la reacción catalizada.
pH: Las enzimas son más activas a su pH óptimo, el pH que mantiene la estructura
terciaria adecuada de la proteína. Si un valor de pH está arriba o abajo del pH óptimo,
se alteran las interacciones de los grupos R, lo que destruye la estructura terciaria y el
sitio activo.
6. Conclusiones
● La coloración de los distintos tubos de prueba muestra el grado de reacción
obtenido en cada tubo según el tiempo que la amilasa reaccionó con el
almidón. A baja temperatura, no hay diferencia en el grado de reacción debido
a las limitaciones de la enzima para actuar.
● La actividad de la amilasa se ve regida a desarrollarse en un rango de
temperatura específico.
● Las enzimas catalizan las reacciones metabólicas dentro de la planta, estas
apoyarán su desarrollo en todos sus estadios y serán reguladas según el
requerimientode la planta.
7. Referencias bibliográficas
● Creus, J. A. (2003). Fisiología y metabolismo vegetal, bases de la actividad de
las plantas sobre los seres vivos. Cambios producidos por agentes abióticos.
Natura Medicatrix: Revista médica para el estudio y difusión de las medicinas
alternativas, 21(6), 336–341.
● Fu, Q.A., and J.R. Ehleringer. 1989. Heliotropic leaf movements in common
beans controlled by air temperature. Plant Physiol.
● Timberlake, K. (2013). Química general, orgánica y biológica: estructuras de
la vida. México: Pearson Educación.
● Wahid, A., S. Gelani, M. Ahsraf, and M.R. Fooland. 2007. Heat tolerance in
plants: an overview. Environ. Exp. Bot.
8. Anexos
Anexo 1: Medición de germinados de lentejas
Anexo 2: Molido y disolución con agua destilada
Anexo 3: Extracción de amilasa
Anexo 4: Adición de componentes en tubos de ensayo