Respiración aeróbica

CENTRO ENTRO DE CIENCIAS AGROPECUARIAS DEPARTAMENTO DE FITOTECNIA

FISIOLOGÍA POSCOSECHA DE PRODUCTOS VEGETALES PRÁCTICA CUANTIFICACIÓN DE LA RESPIRACIÓN AERÓBICA POR EL MÉTODO COLORIMÉTRICO Carrera: INGENIERO AGR AGROINDUSTRIAL 3er semestre Elaboró: OTILlO VÁZQUEZ MARTÍNEZ

Aguascalientes, Ags.

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Numero de alumnos por práctica: Tres equipos, cada equipo de 4 personas

Introducción El termino respiración se ha usado por el general de la gente, para indicar el intercambio de gases entre los seres vivos y su atmósfera, concretamente el aspirar y expirar el aire por parte del hombre y los animales. En forma más amplia, respiración se define como la oxidación de sustancias orgánicas en el interior de las células vivas, acompañada por la liberación de energía, con el fin de realizar las funciones vitales de los organismos vivos. La respiración celular consiste en una serie de reacciones para degradar los carbohidratos que se produjeron y almacenaron la energía lumínica de la fotosíntesis, y obtener energía química cuyo principal acarreador es el ATP, junto con el NADH y NADPH. Es una cadena de reacciones ligada a todos los procesos celulares, consta de muchos pasos donde los compuestos intermedios pueden ser punto de inicio para otros procesos celulares. Un poco de energía se pierde como calor. La respiración aeróbica puede representarse en la ecuación general siguiente:

Esta reacción es prácticamente opuesta a la de la fotosíntesis. También es prácticamente igual a la de la combustión. La diferencia es que en la combustión la energía se obtiene rápidamente, mientras que en la respiración la energía se obtiene lentamente y a través de múltiples pasos que permiten su aprovechamiento en las células. Las reacciones que ocurren en la respiración se pueden dividir en varias etapas. La primera se denomina glicólisis. En ella, la glucosa (6 carbonos) se divide en dos moléculas de 3 carbonos hasta formar ácido pirúvico. No se requiere oxígeno, se realiza en el citosol. En el proceso se utilizan dos moléculas de ATP y se producen 4, así como también se producen dos moléculas de NADH. Sin embargo este camino no es de una sola vía, muchos pasos son reversibles y los productos intermedios son puntos de partida para la formación de muchos otros compuestos importantes.

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Posteriormente la degradación continúa a partir del ácido pirúvico, por medio del Ciclo del Ácido Tricarboxílico o Ciclo de Krebs. Esta fase requiere de oxígeno. En este proceso se puede tener la degradación completa, liberándose el carbono en forma de CO2. Se producen también NADH y FADH2. Los productos intermedios pueden ser inicio para la formación de otros compuestos esenciales para las plantas. Por (ultimo se tiene el proceso denominado Cadena de Transporte de Electrones, en la cual los electrones y sus iones de hidrógeno (del NADH producido anteriormente), pasan por una serie de reacciones para ser aceptados por el oxígeno y terminar finalmente en forma de agua, produciéndose en el proceso 36ATP.

Propósito específico de la práctica Calcular la cantidad de CO2 liberada y evaluar el proceso de la respiración durante la germinación de semillas, mediante el método de precipitación con BaCI2 y titulación con NaOH/HCI

Criterios de desempeño Calcular la cantidad de CO2 liberada para apreciar el proceso de la respiración durante la germinación de semillas, mediante el método de precipitación con BaCI2 y titulación con NaOH/HCI cuando: •

Tengas el conocimiento teórico del proceso básico de la respiración en células vegetales.

•

Tengas los reactivos y soluciones preparadas y el sistema de pre-germinado, con 36 horas de anticipación.

•

Domines la técnica de titulación ácido-base con fenolftateina como agente marcador visual.

•

A partir del volumen de titulación obtengas la cantidad de miliequivalentes de CO2 desprendido por las semillas durante su germinación.

•

Elabores un reporte completo.

Resultados esperados. •

Que puedas explicar químicamente las reacciones ocurridas al agregar BaClz y fenolftaleína, así como el HCI.

•

Que muestres gráficamente los resultados del efecto que tiene la temperatura sobre la tasa respiratoria en las semillas.

•

Que a partir de una mesa redonda de competencia discusión con tus compañeros de

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equipo definan una aplicación practica de esta metodología en el área agrícola o agroindustrial. b) Cuadro de disposición de desechos

Tipo de peligro

Como evitarlo

Como proceder en caso de accidente

Quemaduras de piel

Utilizar correctamente

En caso de derrame químico sobre la piel

por derrame del NaOH

la bata y los gogles

o la ropa, enjuague el área afectada con

o del HCl

suficiente agua y continúe por 10-15 minutos hasta que llegue ayuda profesional.

Ingestión del NaOH o

Pipetea utilizando los

No provoques vómito.

del HCL

émbolos.

Para HCl administre algún antiácido y

Cerciórate de utilizar el

acuda con el médico. Pon especial

compuesto o fórmula

atención en el grado de peligrosidad que

correcta.

la etiqueta del recipiente anuncia . NO regreses excedentes de reactivos al envase original.; consulte a su instructor. Al desechar cualquier reactivo consulte a su instructor y siga cuidadosamente las instrucciones.

Desarrollo de la Práctica a) Programa de actividades

Momento

Actividad

Duración (horas)

1

Imbibición de semillas

4

Colocación de semillas imbibidas en un

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sistema hermético, suspendidas sobre una

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solución de NaOH

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Preparación de reactivos y Titulación

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4

b) Dinámica 1. Coloca 50 ml de NaOH 0.2 N en cada uno de los 4 frascos de 500 cc y tapa inmediatamente. 2. Pesa tres porciones de 10 g de semillas que hayan estado inmergidas en agua durante una hora o más y coloca cada porción en un saquito de manta de cielo o gasa que se suspende del tapón del frasco por medio de un cordel, de modo tal que la semilla no esté en contacto con el NaOH (ver figura 1). Un frasco debe quedar sin semilla. Coloca los otros tres frascos a diferentes temperaturas (5, 25 Y 400 C). El frasco de 25°C puede estar dentro del ambiente, al igual que el frasco sin semilla (ver secuencia de imágenes)

1

2

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3. A las 36 horas extrae las semillas y tapa rápidamente. Titula para encontrar la cantidad de CO2 respirado por las semillas. Para ello toma una pipeta y extrae 10 mi del NaOH de cada uno de los frascos y colócalos en un vaso de precipitados de 50 mi, añade 5 mi de solución de BaCl2 1 M, que precipitará el C02 absorbido por el álcali.; añade 3 gotas de fenolftaleína que dará color rosa-violáceo, y titula con HCI 0.2 N hasta que desaparezca el color (pH 8.5). Anota la cantidad de ácido necesario para ello.

4. Repite la titulación con cada uno de los frascos incluyendo al que carecía de semillas para calcular el CO2 del ambiente que haya sido atrapado al cerrar el frasco. 5. Resta esta cantidad a la cantidad necesaria para cada uno de los tratamientos, y multiplica por 5; obtendrá así la cantidad de HCI equivalente al C02 despedido por las semillas; en cada uno de los frascos titula cada frasco por duplicado. 6. Reporta. 2.

e) Materiales y reactivos - 4 frascos de 500 ml con tapón de hule - 4 vasos de precipitados de 50 mI. - 1 probeta de 25 mi - 1 bureta de 25 mi

- 2 pipetas de 10 mi - Algodón

- Manta de cielo o gasa - Cordón de hilo - 30 g semillas de chícharo o frijol - BaCI2 - NaOH - HCI

- Refrigerador - Fenolftaleína al 1 % en etanol al 60% - Estufa incubadora

Sistema de evaluación La evaluación se basa en la asistencia obligatoria a la práctica y en la entrega individual de un reporte escrito que deberá cumplir con las recomendaciones generales que en este manual se proponen (Anexo 1) En la sección de resultados: 1. Elabora una tabla que exprese la cantidad del HCI necesaria para titular el CO2 respirado en 36 horas, en semillas germinando a diferentes temperaturas.

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2. Elabora una gráfica que exprese la cantidad de CO2 desprendido en 36 horas por las semillas germinadas a diferentes temperaturas. Utiliza en el papel milimétrico anexo. 3. Cálculo de la cantidad de CO2 desprendido: (N NaOH x V NaOH - N HCI x V HCI) meq CO2 = miligramos de CO2 4. Calcula la cantidad de CO2 desprendida en cada frasco, y anota tus resultados en forma de tabla.

CUESTIONARIO.

1 Explica químicamente las reacciones ocurridas al agregar BaCI2 y fenolftaleína, así como el HCI. 2 Describe otro método para calcular la cantidad de C02 desprendida (u oxígeno consumido) Por productos vegetales. 3 ¿Tiene su conclusión alguna aplicación a la práctica agroindustrial? 4 Señala la diferencia entre respiración y foto respiración

La calificación del reporte será en base de 1 a 10 Y se evalúa otorgando valor proporcional a las secciones de resultados, discusiones, conclusiones y cuestionario (2.5 puntos cada sección) siempre y cuando el alumno cumpla con las normas y criterios generales de evaluación (Anexo 2)

Bibliografía Rovalo M. M. Y Garcidueñas M.R. 1993 Fisiología: vegetal experimental. Limusa, México.

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