Página 186 - Libro de Química de Tercero de Bachillerato

1. Análisis de lo que se pide

Debes observar los dos esqueletos químicos: uno con Fe en el centro y otro con Mg. A partir de eso se identifican los compuestos, se comparan sus estructuras y se explica qué función cumplen en los seres vivos.

2. Resolución paso a paso

a) Nombre de las fórmulas

• La estructura con Fe (hierro) en el centro corresponde al grupo hemo, parte fundamental de la hemoglobina, el pigmento rojo de la sangre.
• La estructura con Mg (magnesio) en el centro corresponde al anillo porfirínico de la clorofila, el pigmento verde de las plantas (en concreto, una molécula de clorofila, por ejemplo clorofila a).

Ambas son macrociclos porfirínicos, es decir, anillos grandes formados por cuatro anillos pirrólicos unidos.

b) Diferencias estructurales

• Átomo central:
  • En la hemoglobina: el ion Fe²⁺ se coordina con cuatro átomos de nitrógeno del anillo porfirínico y con otras ligaduras (como O₂).
  • En la clorofila: el ion Mg²⁺ ocupa el centro coordinado también con nitrógenos.
• Sustituyentes laterales:
  • El grupo hemo presenta cadenas laterales distintas (grupos –CH₃, –CH=CH₂, –C=O, –COOH) y no contiene una larga cadena fitol.
  • La clorofila, además de sustituyentes similares, posee una larga cadena hidrofóbica (fitol) que la ayuda a anclarse a las membranas de los cloroplastos.
• Metal y color:
  • El Fe en la hemoglobina confiere el color rojo característico de la sangre.
  • El Mg en la clorofila origina el color verde típico de las hojas.
• Medio donde se encuentran:
  • El grupo hemo va unido a una proteína globina formando la hemoglobina de los glóbulos rojos.
  • La clorofila está insertada en los tilacoides de los cloroplastos de las células vegetales.

c) Función que realizan

• Hemoglobina (grupo hemo): Su función principal es el transporte de gases respiratorios. El Fe²⁺ se une reversiblemente al oxígeno: $$\text{Hb} + O_2 \rightleftharpoons \text{HbO}_2$$. Así lleva O₂ desde los pulmones a los tejidos y ayuda al retorno de CO₂.
• Clorofila: Es el principal pigmento fotosintético. Absorbe luz, sobre todo en las regiones azul y roja del espectro, para iniciar las reacciones de la fotosíntesis, donde se transforma energía luminosa en energía química:

$$6\,CO_2 + 6\,H_2O \xrightarrow[\text{clorofila}]{\text{luz}} C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2$$

Sin clorofila no habría producción de glucosa ni liberación de oxígeno en ecosistemas terrestres.

3. Conclusión / Respuesta final

La hemoglobina y la clorofila comparten un anillo porfirínico, pero se diferencian principalmente en el metal central (Fe en hemoglobina, Mg en clorofila) y en sus cadenas laterales (la clorofila incluye una cadena fitol). Estas diferencias estructurales permiten que la hemoglobina actúe como transportador de oxígeno en la sangre y que la clorofila funcione como pigmento fotosintético encargado de captar la energía luminosa en las plantas.