Fenómenos de permeabilidad de la membrana celular: difusión, osmosis y presión osmótica

Fenómenos de permeabilidad de la membrana celular: difusión, osmosis y presión osmótica.

Elian Perez, María Moreno, Brayan Fuentes, Kevin Guerra

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INTRODUCCIÓN

La permeabilidad de las membranas es la facilidad de las moléculas para atravesarla. Esto depende principalmente de la carga eléctrica y, en menor medida, de la masa molar de la molécula. Pequeñas moléculas y moléculas con carga eléctrica neutra pasan la membrana más fácilmente que elementos cargados eléctricamente y moléculas grandes. La membrana es selectiva, lo que significa que permite la entrada de unas moléculas y restringe la de otras. La permeabilidad depende de los siguientes factores:

Solubilidad en los lípidos: Las sustancias que se disuelven en los lípidos (moléculas hidrófobas, no polares) penetran con facilidad en la membrana dado que está compuesta en su mayor parte por fosfolípidos.

Tamaño: La mayor parte de las moléculas de gran tamaño no pasan a través de la membrana. Sólo un pequeño número de moléculas no polares de pequeño tamaño pueden atravesar la capa de fosfolípidos.

Carga: Las moléculas cargadas y los iones no pueden pasar, en condiciones normales, a través de la membrana. Algunas sustancias cargadas pueden pasar los canales proteicos o con la ayuda de una proteína transportadora¹ (Audesirk, Teresa y Gerald, 1996). Biología 1. Cuarta Edición. Editorial Prentice-Hall Hispanoamericana S.A, México. Pág. 76, 87, 106 – 118 y 123.

OBJETIVOS:

-Comprobar los procesos de osmosis y diálisis experimentalmente, mediante la implementación de un sistema con elementos naturales.

-Determinar el efecto de factores térmicos y de la concentración sobre el fenómeno de difusión.

-Observar los fenómenos de osmosis y presión osmótica en células vegetales mediante el método plasmo lítico.

METODOLOGÍA

Para llevar acabo nuestra práctica seguimos el siguiente procedimiento:

Primero se nos entregó una gravilla con tubos de ensayos, en toda su totalidad 9.

En la primera parte de nuestra práctica se usaron 6 de estos. Se llenaron con 10Ml de agua destilada haciendo uso de una probeta milimetrada. Una vez los tubos se llenaron con agua se dividieron en dos pares de tres. Los primeros tres se usaron para medir el efecto de la temperatura al difundirse una gota de azul de metileno en el agua.

El primero de los tres tubos de ensayos se sumergió durante unos minutos en agua con hielo, la cual estaban a una temperatura de 5°C y luego se agregó la gota de azul de metileno y se midió el tiempo que tardaba en difundirse. El segundo tubo estaba a una temperatura ambiente de 25°C y se agregó la gota y se midió el tiempo de difusión. Y el tercer tubo a una temperatura de 60°C (fue introducido en agua hirviendo para alcanzar dicha temperatura) y se le agrego la gota e igual se midió el tiempo de difusión de la mencionada.

El segundo experimento con los otros tres tubos se hizo cambiando la concentración de azul de metileno. De igual forma en el primero se agregó una gota a una concentración de 0,5% y se midió el tiempo de difusión, en el segundo una gota a 2% también se midió el tiempo, y en el tercero una gota a 5% e igual se midió el tiempo (en todos los casos el tiempo fue medido con un cronómetro).

En la segunda parte de nuestra práctica, hicimos uso también de intestino de cerdo con este, se elaboraron tres bolsas de intestino de cerdo (ya lavado, secado y limpiado) se le agregaron 5mL de glucosa a 0.1M, en otra 5mL de almidón y en la última 5mL de cloruro de sodio a 0.1M. se cerraron las bolsas con hilo, y se introdujeron en un vaso precipitado el cual contenía agua destilada, luego de media hora se tomaron muestras del agua del vaso y se hicieron pruebas para comprobar la existencia de dichas sustancias en el agua con las respectivas pruebas (Benedic agregando 2mL y metiendo al baño maría, Lugol agregando 2 gotas, Nitrato de plata agregando 2 gotas), fue en este experimento donde se hizo uso de los tres tubos de ensayo restantes llenando cada uno de estos con 2mL de agua.

Además de esto con el intestino de cerdo se construyó otro montaje: se llenó el intestino con una solución de sacarosa 1M, y se sujetó a una pipeta, esto se sumergió en un vaso que contenía agua destilada.

RESULTADOS

Tabla 1. Resultados del experimento 1(tiempo de difusión de una gota de azul de metileno en agua destilada, con cambio de temperatura).

[pic 1]

Ilustración 1: tubo de ensayo sumergido en agua al clima.

[pic 2]

Ilustración 2:tubo de ensayo sumergido en agua fría.

Tabla 2. Resultados del experimento 2(tiempo de difusión de una gota de azul de metileno en agua destilada, con cambio de concentración de la mencionada).

[pic 3]

Ilustración 3:tubos de ensayos con concentraciones diferentes de azul de metileno.

Tabla 3. Resultados de muestra tomada del agua fuera de la membrana de intestino de cerdo.

Finalizando en el último experimento de la práctica de laboratorio, hicimos uso del montaje de cerdo que contenía la solución se sacarosa al ser sumergida esta, fue cambiando su volumen (el volumen de agua se media con la pipeta introducida en la membrana), específicamente aumentando hasta llegar a un límite en el cual los gradientes de concentraciones de sacarosa del agua dentro de la membrana y el agua fuera de esta de estabilizaron o igualaron.

[pic 4][pic 5]

Ilustración 4:reactivo Benedic, para prueba de carbohidratos (mono o disacáridos).

[pic 6][pic 7]

Ilustración 5:montaje de membrana de cerdo y probeta(osmómetro) para observar el fenómeno de ósmosis.

DISCUSIÓN

En estas prácticas se pudieron observar los fenómenos de diálisis, difusión, osmosis y presión osmótica.

El primer fenómeno fue el de diálisis que es el proceso de separar las moléculas en una solución por la diferencia en sus índices de difusión o presión osmótica. se pudo notar que sustancias como la glucosa y cloruros pudieron traspasar la  membrana celular, mientras que sustancias como el almidón  no pudieron; En el caso de la glucosa  que son partículas  que no pasan por la bicapa lipídica son transportados por un transporte pasivo (sin gasto de energía) a través de proteínas integrales en este caso del interior de la célula hacia el exterior; la glucosa al ser un monosacárido pasa a través de las proteínas transmenbranales fácilmente, como se acaba de decir sin gasto de energía, por este motivo al hacer la prueba de monosacáridos en el agua destilada en donde se encontraban estas bolsitas salió positiva a carbohidratos monosacáridos.

En el caso del cloruro de sodio este al mezclarse con el agua las moléculas se separan bajo la atracción más fuerte del agua (ósea que se disocian las partículas) al estar estas partículas separadas pasan a través  de las proteínas integrales sin ningún gasto de energía, por esta razón  en el agua destilada del vaso de precipitado en donde estaban la bolsitas de membranas, después de hacerle la prueba con el nitrato de plata  dio positivo en cloruro; que nos quiere decir que hubo un traslado de cloruro del interior de la membrana hacia el exterior.

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