UNIVERSIDAD DE CUENCA

FACULTAD DE CIENCIAS MDICAS

ESCUELA DE MEDICINA

LOS CLOROPLASTOS

AUTORAS

Mara Jos Aguilar

Mara Jos Bautista

Samantha Campoverde

Karina Cando

DOCENTE

Dra. Cecile Durn

ENERO DE 2013

PROYECTO INTEGRADOR

PARA APROBAR EL CURSO DE

NIVELACION

TABLA DE CONTENIDOS

PAG.

I. Introduccin 3

II. Justificacin 4

III. Metodologa 5

IV. Objetivos 6

Marco terico

1. Origen Evolutivo de los Cloroplastos 7

2. El cloroplasto 8

2.1 Formacin de los cloroplastos 8

2.2 Generalidades 9

3. Estructura del cloroplasto 10

3.1.1 Membrana externa 10

3.1.2 Membrana interna 11

3.1.3 Espacio intermembrana 11

3.1.4 Membrana tilacoidal 12

4. Funciones del cloroplasto 13

4.1 Color verde de las plantas 13

4.1.1 Clorofila 14

4.1.2 Clorofila en la salud humana 15

4.2 Fotosntesis 16

4.2.1 Factores que intervienen en la fotosntesis 16

4.2.2 Fases de la fotosntesis 17

4.2.2.1. Fase Luminosa 17

4.2.2.2. Fase Oscura 18

4.3 Fuente de aire atmosfrico 19

V. Conclusiones 20

VI. Anexos 21

VII. Bibliografa 22

3

I. INTRODUCCIN

Los plstidos son organoides citoplasmticos, que estn principalmente en las clulas

vegetales. Los ms importantes son los cloroplastos debido a que la vida se mantiene

gracias a ellos por estar relacionados directamente con la fotosntesis (alimentos y

oxgeno).

Puede decirse que cada molcula de oxgeno usada en la respiracin y cada tomo de

carbono usada en sus cuerpos pasaron alguna vez por un cloroplasto.

Las principales estructuras del cloroplasto son:

Las tres funciones del cloroplasto son:

1. Dar coloracin verde a las plantas.

2. Fotosntesis.

3. Fuente de oxigeno atmosfrico

4

II. JUSTIFICACIN

Los cloroplastos son los plastidos de mayor importancia biolgica. Al conocer cmo se da

la fotosntesis dentro del cloroplasto se puede entender la importancia de ste como

orgnulo citoplasmtico. Nuestro proyecto est encaminado a brindar la informacin

necesaria sobre la estructura del cloroplasto, as como sus funciones que son de gran

importancia para nuestra vida. Pues, gracias a la fotosntesis los seres heterotrficos se

alimentan y los aerobios respiran gracias al oxgeno brindado por la funcin del

cloroplasto.

Aqu radica la importancia de nuestro proyecto, de cuidar a las plantas y al ambiente, pues

nosotros dependemos directamente de las plantas y por lo tanto de los cloroplastos.

5

III. METODOLOGIA

Nuestro proyecto es un documento de revisin bibliogrfica. Hemos utilizado el mtodo de

localizacin, seleccin y evaluacin de material bibliogrfico. La informacin utilizada se

ha obtenido de libros, informacin de internet, de presentaciones de power point y de

algunas revistas publicadas en la Universidad de Cuenca.

6

IV. OBJETIVOS

GENERAL

Determinar la importancia del cloroplasto como orgnulo celular.

ESPECFICOS

Brindar informacin sobre de la estructura del cloroplasto.

Establecer la importancia de los cloroplastos en la fotosntesis.

Elaborar una maqueta del cloroplasto.

7

Paso 1.- Un gran procariota anaerobio y heterotrfico capta

a un procariota aerobio pequeo.

Paso 2.- El endosimbionte aerbico evolucion a una

mitocondria

Paso 3.- Existe una invaginacin de la membrana

plasmtica que envuelve al genoma, originando la

membrana nuclear y el retculo endoplasmtico adjunto.

Paso 4.- El eucariota primitiva evoluciona a los organismos

no fotosintticos, como los protistas, hongos y clulas

animales.

Paso 5.- El eucariota primitivo capta un eucariota

fotosinttico, el cual fue un endosimbionte que evolucion a

cloroplasto, es decir organismos fotosinteticos.

1. ORIGEN EVOLUTIVO DE LOS CLOROPLASTOS

En el ao de 1970 se postulo la teora que las clulas eucariotas haban evolucionado a

partir de clulas procariotas por medio de un proceso evolutivo (Teora Endosimbitica),

en el cual los orgnulos llegaron a ser ms complejos de manera progresiva. Segn esto,

ciertos orgnulos de las clulas eucariotas la mitocondria y los cloroplastos haban

evolucionado de clulas procariotas pequeas que

se integraron al citoplasma de clulas hospedadoras

ms grandes( clulas eucariotas).

Durante el proceso evolutivo las bacterias

precursoras de los cloroplastos (clulas procariotas)

transfirieron parte de su material gentico para el

ADN de la clula husped, as pasaron a depender

del genoma de esta clula para la produccin de

muchas de sus protenas.

Fig. 2 Origen de las mitocondrias y los

cloroplastos por endosimbiosis.

Fuente.- Biologa Molecular de Krab

8

Fig. 3. Formacin del cloroplasto

Fuente: Biologa Celular y Molecular de

Robertis (pg. 451)

2. EL CLOROPLASTO

Los cloroplastos son los plstidos ms comunes y los de mayor importancia biolgica. Se

los define como orgnulos citoplasmticos principalmente de las clulas vegetales.

2.1 Formacin de los cloroplastos

Los plstidos se desarrollan a partir de estructuras

precursoras llamadas proplstidos, que se encuentran en

las clulas vegetales no diferenciadas. Segn el tipo

celular, los proplstidos se convierten en leucoplastos

carentes de pigmentos- o en cromoplastos que es donde se

encuentra los cloroplastos.

La primera estructura en aparecer son los proplstidos, de

forma discoidal, con un dimetro de alrededor de 1 um y

una pared formada por dos membranas. En presencia de la luz, la membrana interna del

proplstido crece y emite vesculas en direccin del estroma, que luego se transforma en

sacos aplanados, llamados tilacoides, que en algunas regiones se apilan para formar los

grana. En el cloroplasto maduro los tilacoides ya no se hallan conectados a la membrana

interna, pero las granas quedan unidas entre s por los tilacoides del estroma.

9

Fig. 4. Vista microscpica de cloroplastos

Fuente: -http://katherinbr.blogspot.com/2010/06/mi-

septima-entrada-cloroplasto.htm

2.2 Generalidades

Forma: Es variable en las clulas diferentes, pero dentro del mismo tejido son

relativamente constantes. Cada clula contiene un nmero considerable de cloroplastos de

forma esfrica, ovoidea o discoidea.

Tamao: Miden de 2 a 4um de ancho y 5 a 10um

de largo sus dimensiones determinan que los

cloroplastos sean gigantes entre los orgnulos.

Composicin qumica: Compuesto por un 50% de

protenas, 35% de lpidos, 5% de clorofila, agua y

carotenoides1. Parte de las protenas son

sintetizadas por el ncleo de la clula, pero los

lpidos son sintetizados dentro de los propios organelos.

Numero: Existen entre 20 y 40 por clula.

Movimiento: Experimentan desplazamientos y deformaciones por accin de las corrientes

citoplasmticas o ciclosis.

1 Pigmentos organicos que se encuentran en las plantas y otros organismos fotosinteticos como algas, etc.

10

3. ESTRUCTURA DEL CLOROPLASTO

Un cloroplasto presenta dos membranas: una externa y una interna entre estas membranas

se encuentra un espacio llamado intermembrana, adems existe un tercer conjunto de

membranas llamado membranas tilacoidales.

3.1 Membrana externa

Es una bicapa lipdica permeable a iones, metabolitos y muchos polipptidos. Esto es

debido a que contiene protenas que forman poros, llamadas porinas, que permiten el paso

de grandes molculas de un dimetro aproximado de 20 . La membrana externa realiza

relativamente pocas funciones enzimticas o de transporte. Contiene entre un 60 y un 70%

de protenas.

Fig. 5. Estructura de un

cloroplasto

Fuente: -Modificado de diapositivas de

envoltura de un cloroplasto

11

3.2 Membrana interna

La membrana interna contiene ms protenas

que la externa, carece de poros y es altamente

selectiva. Contiene muchos complejos

enzimticos y sistemas de transporte que

estn implicados en la translocacin de

molculas. Esta membrana forma

invaginaciones2 o pliegues llamadas laminilla

que aumentan la superficie para el

asentamiento de dichas enzimas. En la

mayora de los eucariontes, las laminillas

forman tabiques aplanados perpendiculares al

eje del cloroplasto, pero en algunos protistas

tienen forma tubular o discoidal. En la composicin de la membrana interna hay una gran

abundancia de protenas (80%).

3.3 Espacio intermembrana

Entre ambas membranas queda delimitado un espacio intermembrana est compuesto de

un lquido similar al hialoplasma. Tienen una alta concentracin de protones como

resultado del bombeo de los mismos por los complejos enzimticos de la cadena

respiratoria. En l se localizan diversas enzimas que intervienen en la transferencia del

enlace de alta energa del ATP.

2 Formacion de pliegues en la membrana.

Fig. 6. Membrana externa, interna y espacio

intermembrana

Fuente: -Modificado de diapositivas de envoltura de un cloroplasto

12

3.4.Membrana tilacoidal

Su superficie externa se halla en contacto con el estroma, mientras que la interna limita

espacio intratilacoidal. Forma unos sacos aplanados denominados tilacoides los cuales se

apilan constituyendo los cuerpos grana estos a su vez se asientan sobre las laminillas

dndole un aspecto fijo. En cuya membrana se llevan a cabo reacciones de fijacin

de CO2. Contiene ADN circular, ribosomas, grnulos de almidn, lpidos, vesculas

aplanadas y otras sustancias.

Las membranas de los tilacoides contienen sustancias como los pigmentos fotosintticos,

entre ellos la clorofila, responsable de la captacin de la energa solar y distintos

lpidos; protenas de la cadena de transporte de electrones fotosinttica y enzimas, como

la ATP-sintetasa3.

3 Complejo enzimtico de la membrana interna de la mitocondria y de la membrana tilacoide del cloroplasto,

a travs del cual fluyen losprotones a favor del gradiente establecido en la primera etapa del acoplamiento

quimiosmtico.

Fig. 7. Membrana tilacoidal

Fuente: -Modificado de diapositivas de envoltura de un cloroplasto

13

4. FUNCIONES DEL CLOROPLASTO

4.1 Color Verde de las Plantas

Las hojas son verdes porque sus cloroplastos

contienen grandes cantidades de un pigmento4

llamado clorofila, que absorbe con mayor

intensidad el azul y el rojo, en tanto refleja las

longitudes de ondas verdes intermedias hacia

los ojos de quien las ve.

Especficamente los cuerpos grana del

cloroplasto contienen un pigmento verde que se

encuentra en el interior de los tilacoides

llamado clorofila, que le da el color verde a los vegetales y es de gran importancia en la

fotosntesis al captar energa solar.

La gran concentracin de clorofila en las

hojas y su presencia ocasional en otros

tejidos vegetales, como los tallos, tien de

verde estas partes de las plantas.

4 Materia colorante que, disuelta o en forma de grnulos, se encuentra en el protoplasma de muchas clulas

vegetales o animales.

Fig. 8. Hoja verde

Fuente.-

www.actiweb.es/reinos/reino_plantae.html

Fig. 9. Hojas de Otoo

Fuente. hptt./paraentucamino.blogspot.com/2012/10/oracion-

de-otono.htm

14

En algunas hojas, la clorofila est enmascarada por otros pigmentos, pues en otoo, la

clorofila de las hojas de los rboles se descompone, y ocupan su lugar otros pigmentos

como los carotenoide.

4.1.1 La Clorofila

Descubierta en 1817 por los qumicos franceses Pelletier y

Caventou, que consiguieron aislarla de las hojas de las

plantas. Pelletier introdujo los mtodos, basados en la

utilizacin de disolventes suaves, que permitieron por

primera vez aislar no slo la clorofila, sino sustancias de

gran importancia farmacolgica como la cafena y la

quinina5.

La estructura qumica de la clorofila se compone de

un anillo de porfirina6 y una cadena al lado de

hidrocarburo. En el centro del anillo de porfirina

hay un tomo de magnesio.

Hay varios tipos de clorofila que se diferencian en

detalles estructurales a nivel de molcula y que

absorben longitudes de ondas luminosas distintas. El

tipo ms comn es la clorofila A, que constituye

5 Alcaloide que se extrae de la quina, amarga y de color blanco, y que se usa en el tratamiento de

enfermedades-infecciosas. 6 Grupo prosttico de las cromoprotenas porfirnicas. Ayudan a formar muchas sustancias importantes en el

cuerpo, como la hemoglobina, la protena en los glbulos rojos que transporta el oxgeno en la sangre.

Fig. 11. Estructura Qumica de la

Clorofila

Fuente..www.plantasmedicinalfarmacognosia.co

m/gr%C3%A1fica/imagenesesquemas/clorofila-

formula/

Fig. 10. Descubridores

de la clorofila

Fuente.

hptt./enfama.blogspot.com/2012/10/o

racion-de-otono.htm

15

aproximadamente el 75% de toda la clorofila de las plantas verdes. Se encuentra tambin

en las algas verdeazuladas y en las clulas fotosintticas ms complejas. La clorofila B es

un pigmento accesorio presente en vegetales; absorbe la luz de una longitud de onda

diferente y transfiere la energa a la clorofila A, que se encarga de transformarla en energa

qumica.

4.1.2 La clorofila en la salud humana

La clorofila ofrece mltiples beneficios como:

Suplemento alimenticio.

Tiene una gran actividad desodorizante (combate problemas de mal aliento).

Previene de la degeneracin celular (utilizada como terapia antienvejecimiento).

La clorofila y la clorofilina, uno de sus compuestos derivados, son consideradas

sustancias anti carcinognicas y antimutagnicas

NOTA: Las espinacas son las verduras que mayor contenido de clorofila disponen,

junto con las acelgas, con una cantidad aproximada de 1-2 gr. por cada Kg. de hojas.

Fig. 12. Clorofila en la salud humana

Fuente. Modificado

www.plantasmedicinalfarmacognosia.com/gr%C3%A1fica/imag

enesesquemas/clorofila-formula/

16

Fig. 13. Factores que intervienen en la

fotosintesis Fuente. Modificado www.plantasmedicinalfarmacognosia.com/gr%C3%A1fica/ima

genesesquemas/clorofila-formula/

4.3. Fotosntesis

Es un proceso por el los organismos con clorofila como las plantas verdes, las algas y

algunas bacterias capturan energa en forma de luz y la transforman en energa qumica.

4.3.1. Factores que Intervienen en la Fotosintesis

o La luz: Se la considera formada por partculas llamadas fotones, cargado en

energa valorable en caloras. La fotosntesis utiliza la luz infrarroja y la luz

ultravioleta.

o Anhdrido Carbnico: Producto de casi todas las combustiones y de la

respiracin animal, se encuentra en la atmosfera en una proporcin de 0,03 %.

Cuando aumenta su concentracin, la fotosntesis se hace ms activa. Se calcula

que 60m3

de aire proporcionara 16 litros de CO2, suficientes para producir 23 gr

de glucosa.

o Agua: La planta la toma del medio ambiente gracias a la absorcin que efectan

las races. Est plenamente probado que el oxgeno que se desprende en el

proceso fotosinttico, es del agua y no del CO2.

o La clula vegetal: Sin la clula

vegetal la sntesis de los hidratos

de carbono no se realiza; aunque

experimentalmente est

comprobado que la captacin de

energa puede hacerse solo, con los

cloroplastos aislados.

o Enzimas:Intervienen favoreciendo

la rapidez de las diferentes reacciones.

17

4.3.2. FASES DE LA FOTOSNTESIS

En la fotosntesis se produce dos fases que son la fase lumnica dependiente de la luz y la

fase oscura independiente de la luz.

4.3.2.1. Fase Luminosa (Fotolisis o Hidrolisis)

Se realiza en presencia de la luz solar y la

clorofila. La energa proveniente de la luz

solar est formada por pequeas partculas,

cada una de las cuales constituyen un fotn,

unidad de luz o quantum de energa

luminosa. Los fotones activan la molcula

de clorofila, donde se produce la fotolisis o

ruptura de la molcula de agua que ingreso

a la planta junto con las sales minerales que

constituyen la sabia bruta, separando sus

componentes, en la cual se obtiene hidrgeno y oxgeno.

Este proceso genera oxgeno gaseoso que se libera al ambiente a travs de los estomas

mediante el envs de las hojas, y la energa no utilizada es almacenada en molculas

especiales llamadas ATP. Mientras que el hidrogeno queda en las plantas.

H2O + sales minerales energa solar H2 + O

Fig. 14. Fotosntesis

Fuente.-http://neetescuela.com/fotosntesis/

Clorofila

18

4.3.2.2. Fase Oscura (Fijacion de CO2)

H2 + CO2 ALIMENTOS

Es una etapa en la que no se necesita la luz ni

clorofila, y por ende se realiza durante el da y la

noche. Sucede que el hidrgeno que qued con la

descomposicin del agua se combina con el dixido de

carbono (CO2) que ingres desde la atmsfera, dando

como resultado la produccin de compuestos

orgnicos, principalmente carbohidratos.

Dicho proceso se desencadena gracias a una energa almacenada en molculas de ATP que

da como resultado el carbohidrato llamado glucosa (C6H12O6), un tipo de compuesto

similar al azcar, y molculas de agua como desecho.

Despus de la formacin de glucosa, ocurre una secuencia de reacciones qumicas que dan

lugar a la formacin de almidn y varios carbohidratos ms.A partir de estos productos, la

planta elabora lpidos y protenas necesarios para la formacin del tejido vegetal, lo que

produce el crecimiento.

Fig. 15. Dia y noche

Fuente.-http://neetescuela.com/fotosntesis/

Lpidos

Protenas

Carbohidratos

19

4.4. Fuente De O xigeno Atmosfrico

Mediante el proceso de la fotosntesis se produce la limpieza de la atmosfera de tal

manera que en este proceso, se provee de oxgeno(O2) al planeta, mientras que el dixido

de carbono (CO2) es absorvido.

El oxgeno es un gas esencial para el ser humano en los procesos respiratorio. Una

persona puede vivir durante semanas sin comida o durante das sin agua. Sin embargo, sin

oxgeno morir en cuestin de minutos.

Una de las funciones del oxgeno es la oxigenacin de los pulmones, que favorece la

eliminacin de las toxinas7. Cuanto ms oxgeno tenemos en nuestro organismo, ms

energa producimos.

7 Las toxinas son sustancias creadas por plantas y animales que son venenosas o txicas para los seres

humanos.

Fig. 16. Funciones de la fotosntesis Fuente.- my.opera.com/tutoriabiologiaUBAXXI/blog/unidad-2

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5. CONCLUSIONES

Los cloroplastos desempean un papel fundamental como orgnulos celulares por estar

relacionados directamente con el importante proceso de la fotosntesis. Sin la fotosntesis

no existira vida debido a que principalmente nos abastece de productos alimenticios que

necesitamos como poblacin hetertrofa para que en nuestro organismo esta energa

qumica se transforme en energa biolgicamente til.

Por otro lado como ya mencionamos nos provee aire rico en oxgeno, lo que nos permite

cada da seguir respirando sin dar nada a cambio !es la maravilla de la naturaleza que nos

ayuda a sobrevivir. Por esta razn los seres humanos debemos concientizarnos en su

cuidado.

21

6. ANEXOS

22

7. BIBLIOGRAFIA:

AUDESIRK,T-AUDESIRK,G Y BYERS- BRUCE, La vida en la Tierra. Mxico, Pearson,

2008.

GUARDERAS CARLOS, Biologa y Ecologa Tomo II, Quito, 1996

KARPS GERALD, Biologa Celular y Molecular, Quinta Edicion, Mexico, 2008.

ROBERTIS EDUARDO, Biologa Celular y Molecular, Duodecima Edicin, Buenos Aires,

1998

.

SOLOMON-BERG-MARTIN, Biologia, Octava Edicin, Estados Unidos, 2008.

Internet: El Cloroplasto

http://books.google.com.ec/books?id=QI0tHB80XqIC&pg=PA49&dq=cloroplastos&hl.

Internet: Estructura del cloroplasto

http://www.botanica.cnba.uba.ar/Pakete/3er/LaCelula/Cloroplastos.htm