Practica Experimental IV. Nutrición Autótrofa.

Actividad experimental 4. Quinta y sexta etapas

Observación de cloroplastos en células vegetales y la ciclosis en Elodea

Preguntas generadoras:

1. ¿Qué es una célula?

Una célula es la unidad anatómica, morfológica y estructural de todos los seres vivos ya que ella constituye la forma o estructura del organismo, así como también todas las funciones vitales que éste realice.

2. ¿Cuál es la función del cloroplasto?

En los cloroplastos se realiza la fotosíntesis por lo mismo de que en su membrana interna tiene una serie de sacos que tienen grandes cantidades de clorofila, el pigmento fotosensible que ayuda a la fotosíntesis.

3. ¿Qué es y a qué se debe la ciclosis en las células vegetales?

La ciclosis es un movimiento de los cloroplastos que se puede producir por un estímulo como la luz, este movimiento influye en que los cloroplastos se muevan hacia las paredes de la célula durante la fotosíntesis como respuesta a la radiación de luz.

Planteamiento de las hipótesis:

Los cloroplastos son de suma importancia en el proceso de la nutrición autótrofa en las plantas. Estos se encuentran en constate movimiento ocasionado por la acción de la luz sobre ellos, lo cual provoca que se realice la ciclosis, es decir, son todos estos movimientos que dan lugar a la absorción de la luz solar y en consecuencia favorezca a la fotosíntesis.

Introducción

La porción verde de las plantas, en particular de las hojas, lleva a cabo la fotosíntesis. La hoja de una planta de floración contiene tejido mesofilo, mediante el cual las células se especializan para la fotosíntesis. La materia prima para la fotosíntesis consiste en agua y dióxido de carbono. Una vez absorbida por la raíz de la planta, el agua se mueve en el tejido vascular hacia el tallo y a la hoja a través de sus venas. El dióxido de carbono del aire ingresa en la hoja por medio de aberturas pequeñas llamadas estomas. Después de entrar a la hoja, el dióxido de carbono y el agua se difunden en los cloroplastos (del griego chloros: verde y plastos: formado, moldeado) que son un tipo de plastidos, plantas y organelos de algas unidos por una membrana doble y contiene una serie de membranas internas o vesículas, los cuales son organelos  encargados de llevar a cabo la fotosíntesis.

Como ya se mencionó, una membrada doble rodea a cada cloroplasto y a su interior, el cual está lleno de líquido llamado estroma (del griego stroma: lecho, colchón).

Un sistema de membrana diferente  en el estroma forma sacos aplanados conocidos como tilacoides (del griego thilakos:saco y eides: semejante, parecido) que se agrupan en algunos sitios y forman granos llamados así porque a los primeros microscopistas les parecieron montones de semillas. Se piensa que el espacio de cada tilacoide esta conectados con el de otros tilacoides, de modo que forman un compartimiento interno en los cloroplastos conocido como espacio tilacoide.

La clorofila y otros pigmentos que forman parte de la membrana del tilacoide son capaces de absorber la energía solar. Esta es la energía que dirige la fotosíntesis. El estroma es una solución rica en enzimas donde el dióxido de carbono se fija primero a un compuesto orgánico y luego se reduce a una molécula de carbohidrato.

Por tanto, es apropiado asociar la absorción de energía solar con las membranas del tilacoide que forman los granos y relacionar la reducción del dióxido de carbono a un carbohidrato con el estroma de un cloroplasto.

Los cloroplastos tienen forma elíptica, con un diámetro de 5 a 10 mm y su número puede variar de 20 a 100 por célula vegetal. Durante la ciclosis se mueven libremente en el citoplasma. Ellos responden directamente a la energía solar, para llevar a cabo la fotosíntesis, orientándose perpendicularmente a los rayos de luz ; sin embargo sí la energía lumínica es muy fuerte , se disponen de tal forma que la radiación incida oblicuamente, recibiendo menos luz.

Los cloroplastos se originan a partir de proplastidios, reacción ésta que es disparada por la luz, que provoca la diferenciación del plastidio, apareciendo los pigmentos y la proliferación de membranas, que origina los tilacoides y grana. Así mismo, en el estroma del cloroplasto se encuentran pequeños pedazos circulares de ADN, dispuestos en doble hélice; parecidos al ADN de las mitocondrias y bacterias. El ADN del cloroplasto regula la síntesis del ARN ribosomal, del ARN de transferencia y de la Ribulosa 1,5 difosfato carboxilasa-oxigenasa( RUBISCO), enzima que cataliza la fijación del CO2 en la fotosíntesis. Sin embargo, la mayoría de las proteínas del cloroplasto, son sintetizadas en el citosol y transportadas al cloroplasto.

Objetivos:

·         Observar células vegetales.

·         Observar los cloroplastos en células vegetales.

·         Observar el movimiento de los cloroplastos (ciclosis) en las células de la planta acuática Elodea.

Material:

Portaobjetos y cubreobjetos

1 vidrio de reloj ó caja de Petri

2 agujas de disección

2 goteros

Navaja o bisturí

Material biológico:

Hojas y tallos de apio

Hojas de espinaca

Hojas de lechuga

Ramas de la planta de Elodea expuesta a la luz

Ramas de la planta de Elodea en oscuridad

Sustancias:

Azul de metileno

Agua destilada 200 ml

Agua de la llave

Equipo:

Microscopio óptico

Procedimiento:

A. Preparaciones temporales para observar cloroplastos.

Realiza preparaciones temporales de la epidermis de hojas y tallos de apio, espinaca y lechuga. Localiza los cloroplastos.

Para realizar preparaciones temporales:

1. Retira cuidadosamente, con ayuda de unas pinzas de disección, la epidermis del tallo de apio.
2. Colócala en un portaobjetos, agrega una gota de agua de la llave y pon un cubreobjetos.
3. Observa en el microscopio con el objetivo de 10x, después cambia al objetivo de 40x.
4. Realiza esquemas de tus observaciones.

Repite el procedimiento con la epidermis de hoja de espinaca.

NOTA: Para resaltar los cloroplastos agrega una gota de azul de metileno.

B. Para observar la ciclosis en los cloroplastos de Elodea.

Selecciona una hoja joven de la planta de Elodea, colócala en un portaobjetos con el envés hacia arriba, agrega una gota de agua de la llave, y pon el cubreobjetos. Coloca la preparación en el microscopio y obsérvala con el objetivo de 10x ¿Observas movimiento?

Indica cuántos cloroplastos observaste en cada célula, Observa con el objetivo de 10x.

Después cambia al objetivo de 40x, ubica un cloroplasto al centro del campo de observación. Descríbelo.

 

 

Resultados:

Elabora dibujos de los cloroplastos con sus nombres. Indica cuántos cloroplastos observaste en cada célula, con el objetivo de 10x.

Los cloroplastos son orgánulos con forma de disco, de entre 4 y 6 m de diámetro y 10 m o más de longitud. Aparecen en mayor cantidad en las células de las hojas, lugar en el cual parece que pueden orientarse hacia la luz. Es posible que en una célula haya entre cuarenta y cincuenta cloroplastos, y en cada milímetro cuadrado de la superficie de la hoja hay 500.000 cloroplastos. Cada cloroplasto está recubierto por una membrana doble. El cloroplasto contiene en su interior una sustancia básica denominada estroma, la cual está atravesada por una red compleja de discos conectados entre sí, llamados lamelas. Muchas de las lamelas se encuentran apiladas como si fueran platillos; a estas pilas se les llama grana.

Análisis de los resultados:

¿Cuál es la función del cloroplasto?

la misma que la mitocondria generar ATP , ósea energía adenosintrifosfato; es donde se realiza la fotosíntesis un proceso x el cual las plantas verdes producen y sintetizan materia inorgánica rica en energía química y liberan el oxígeno al medio ambiente.

¿A qué crees que se debe la ciclosis?

Se debe a que las células sufren una alteración, es decir, se exitan por la presencia de luz, por lo tanto comienzan a moverse generando la ciclosis.

Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:

Los cloroplastos son organelos ubicados en las hojas de las plantas,  en donde se realiza la fotosíntesis. Están formados por un sistema de membranas interno en donde se encuentran ubicados los sitios en que se realiza cada una de las partes del proceso fotosintético.

Cuando dichos cloroplastos entran en contacto con el sol, inicia un proceso llamado ciclosis, que  es un permanente movimiento giratorio, de corriente o irregular del citoplasma y los componentes celulares vegetales. Su función es la de facilitar el intercambio de sustancias entre la célula y el exterior. Este movimiento varía fundamentalmente dependiendo del estado de la célula o por un agente externo que lo estimula.

Conceptos clave: Célula vegetal, cloroplasto, ciclosis.

Célula vegetal: La célula es un sistema muy complejo que es el centro de intercambios intensos en energía y que presenta áreas extensas de la interface. Como todos seres vivos, la célula se nutre, crece, se multiplica y muere.

Cloroplasto: orgánulo de clorofila que permite  la fotosíntesis.

Ciclosis: es un permanente movimiento giratorio, de corriente o irregular del citoplasma y los componentes celulares vegetales.

Relaciones. Este tema es importante porque ubica al alumno en el nivel microscópico, permitiéndole conocer una célula vegetal y reconocer los cloroplastos como los organelos en los que se lleva a cabo la fotosíntesis.

 

REFERENCIA:

TOVAR, María Eugenia. Programa de Biología III. México: 2006. PP. 35

1-Mader, Sylvia, 2008. Biología. Edit: mc Graw hill. Mexico, p.952      

2- karp, Gerald, 1987. Biología cellular. Edit: mc Graw hill. Mexico, p. 950