Francheska Camilo González

Junio/2013

Laboratorio 1: Osmosis y difusión

La osmosis y la difusión son dos tipos de transporte pasivo a nivel celular.

Difusión

Es el transporte pasivo donde el movimiento de moléculas en una sustancia es contante, pasando

de regiones de mayor concentración a zonas de menor concentración.

Osmosis

Es un transporte pasivo y especializado de difusión, en el cual el agua de osmosis se transporta a

través de una membrana permeable que selectivamente permite o restringe el paso de ciertos

tipos de moléculas a partir de regiones de mayor concentración a zonas menos concentradas.

Movimiento de moléculas en solución

Una solución se compone de distintos tipos de moléculas. Cada molécula que compone la

sustancia tiene un movimiento aleatorio e independiente de las otras moléculas. En mayor parte

estas tienden a dirigirse de regiones de mayor concentración a zonas de menor concentración,

pero cuando la membrana es permeable a la molécula, el movimiento molecular puede ocurrir en

ambas direcciones (de lugares de mayor concentración a menor concentración, o de lugares de

baja concentración a zonas de alta concentración).

Movimiento de moléculas en las células

Si la membrana celular es selectivamente permeables selectivas (ej: bolsa de diálisis), el

movimiento de moléculas en esta será selectivo por la membrana celular, ocurrirá difusión

bidireccional de moléculas y el movimiento del agua estará influenciado por la concentración del

soluto en la solución.

Tipos de soluciones basadas en la concentración de solutos

Las soluciones pueden ser consideradas hipotónicas, hipertónicas o isotónicas a partir de la

concentración del soluto en estas. Una solución hipotónica tiene baja concentración de soluto

fuera de la célula, una solución hipertónica es una que tiene mayor concentración de soluto en el

medio externo de la célula, y una solución isotónica es aquella que tiene la misma cantidad de

soluto tanto adentro como afuera de la célula.

Figure: Disolución isotónica, hipertónica y hipotónica

Source: Daniel Narvaez, Google Sites

https://sites.google.com/site/lacelulaunidadfundamental/osmosis, Accessed: 6/26/13

Consecuencias:

Figure: Consecuencias de la disolución isotónica, hipertónica y hipotónica

Source: Daniel Narvaez, Google Sites

https://sites.google.com/site/lacelulaunidadfundamental/osmosis, Accessed: 6/26/13

Potencial hídrico

El potencial hídrico ocurre cuando el agua se dirige desde un área con mayor potencial de agua a

un área potencial inferior de agua, y este puede ser afectado por la presión y cantidad de soluto.

- Calculando el potencial hídrico El potencial hídrico es la suma del potencial de presión y el potencial

de solutos.

Water potential ( ) = pressure potential ( ) + solute potential ( )

El agua pura en un recipiente abierto tendrá un el potencial hídrico

igual a cero y la presión potencial en el recipiente también será cero.

Pero si a este recipiente se le añade soluto provocara una disminución

en el potencial hídrico provocando que el agua se mueva hacia la

solución. Una solución que está encerrada por la presencia de una pared celular

rígida que limita la absorción del agua (ej: célula vegetal), provocara

que el movimiento del agua en la célula produzca un aumento en

presión en el recipiente y a su vez, aumento en el potencial del agua. Cuando el potencial del agua es el mismo en dos soluciones esta se

están en equilibrio.

Figure: Water Potential

Source: Pearson Education, Inc.

http://www.phschool.com/science/biology_place/labbench/lab1/factors.html, Accessed: 6/26/13

Diseño experimental

El experimento consto de cinco ejercicios experimentales (difusión, osmosis, potencial hídrico

del núcleo de papas, potencial hídrico, y plasmólisis).

Ejercicio 1: Difusión

Este experimento consto en llenar una bolsa de diálisis con una solución de

azúcar/almidón, sumergiendo está en una solución de yodo diluida, para

analizar el movimiento de las moléculas.

Observaciones:

Todas las moléculas tendieron moverse a regiones donde la concentración era

más baja, con excepción de las moléculas de almidón que por su gran tamaño

no pueden pasar a través de los poros de la membrana celular. También se

observo que las moléculas de yodo tienen movimiento bidireccional, pero

tienden a dirigirse a donde su concentración es más baja, y se combinan con el

almidón formando un precipitado que es un compuesto de color violeta o

purpura. El movimiento neto observado del agua es desde la bolsa hacia el

vaso de precipitados.

Ejercicio 2: OsmosisEste ejercicio consta de investigar la relación entre la concentración de

solutos y el movimiento del agua.

Observaciones:El agua tiende a moverse al vaso de precipitados porque en este la

concentración del soluto es mayor y por ende la concentración del agua es

más baja, provocando que el agua que estaña en la bolsa (concentración

más alta) se dirija a donde hay menor concentración de esta (vaso de

precipitados).

Ejercicio 3: Potencial hídrico del núcleo de papasEste ejercicio consta de sumergir núcleos de papas en soluciones con

sacarosa.

Observaciones:Siempre que la membrana permeable de la célula permita el paso (las

moléculas posean un tamaño que les permita pasar por los poros de dichas

membranas), estas moléculas podrán realizar movimientos bidireccionales,

siempre transportándose desde la región con mayor concentración a la

zona con menor concentración de estas.

Ejercicios 4: Potencial hídrico de las patatasEn este ejercicio se procederá a determinar el potencial hídrico de las

células de patata (papa)

Observaciones:La solución está encerrada por una pared celular rígida provocando que el

movimiento del agua ejerza un aumento presión sobre la pared celular y a

su vez un aumento en el potencial hídrico de agua. Ejercicio 5: Plasmólisis

En este ejercicio se procederá a analizar el efecto de colocar una célula

viva en una solución que posee una mayor o menor concentración de agua

que la célula.

Observaciones:Una solución puede ser hipertónica, hipotónica o isotónica. Cuando se

coloca una célula viva en una solución que posee una mayor

concentración de agua que la celular (ambiente hipotónico) provocara que

ocurra osmosis de liquido hacia el interior de la célula, la cual se hinchara

y a causa de esto puede explotar. Cuando se coloca una célula viva en una

solución que posee una menor concentración de agua y por ende, mayor

concentración de soluto en el medio externo de la célula (ambiente

hipertónico) provocara que la célula pierda agua y se deshidrate. Como

consecuencia en una solución hipotónica, en la célula animal ocurre una

lisis, mientras que en la célula vegetal ocurrirá turgencia, y en una

solución hipertónica en la célula animal ocurrirá un contracción, mientras

que en la célula vegetal se producirá plasmólisis.

Análisis de resultados

Calcular el potencial de solutos utilizando la siguiente fórmula:

Solute potential ( ) = -iCRT,

Donde, i =el numero de partículas de la molécula en agua, C = concentración molar, R =

presión constante (0.0831 liter bar/mole K), T = temperature en grados Kelvin (273 + °C of

solution)

1. La concentración molar de una solución de azúcar en un vaso de

precipitados abierto se ha determinado que es 0,3 M. Calcule el potencial de

solutos a 27 grados. Respuesta: -7.482. Determinar el potencial hídrico si el potencial de presión de una solución

abierta para el aire es cero.Respuesta: - 7.48Evidencia:

Figure: Analysis of Results

Source: Pearson Education, Inc.

http://www.phschool.com/science/biology_place/labbench/lab1/analysis.htmlAccessed: 6/26/13

Quiz: evidencia

Figure: Lab Quiz

Source: Pearson Education, Inc.

http://www.phschool.com/science/biology_place/labbench/lab1/quiz.html, Accessed: 6/26/13

Resumen

La osmosis y la difusión son dos tipos de transporte pasivo a nivel celular. Las moléculas que

utilizan este tipo transporte pueden llevar a cabo movimiento bidireccionales, pero tienden a

moverse desde donde hay mayor concentración de estas hacia donde hay menor concentración en

la solución, siempre que puedan pasar a través de los poros de la membrana celular

permeablemente selectiva. Las soluciones o ambientes donde están las células pueden ser

isotónicos, hipotónicos o hipertónicos, y a partir de estos ambientes y del tipo celular (célula

animal o célula vegetal), las células pueden producir una lisis, contracciones, turgencia,

plasmólisis, flacidez, o no haber cambios (normal), si esta es una célula animal y es sumergida en

una solución isotónica. Cuando el agua pura esta en un recipiente abierto tendrá un potencial

hídrico y una presión potencial en el recipiente igual a cero, se concluye que este potencial

hídrico ocurrirá cuando el agua se mueva desde una región desde un área potencial mayor hacia

una inferior, y que este puede ser perjudicado por la presión y la cantidad de soluto existente o

añadida.

References:

Narvaez, D. Osmosis. Available: June 26, 2013.

https://sites.google.com/site/lacelulaunidadfundamental/osmosis

Knapp, T. Diffusion and Osmosis. Available: June 26, 2013.

http://www.phschool.com/science/biology_place/labbench/lab1/intro.html