INTRODUCCIONLa imbibición en las plantas es un proceso fisiológico que inicia la germinación. Consiste en la absorción de agua por parte de la semilla ocasionando un hinchamiento de esta, aumentando su peso y su volumen. Inicialmente este proceso físico (absorción de agua) no depende de la temperatura, una vez los tejidos embrionarios han sido hidratados la absorción de agua pasa a ser un proceso fisicoquímico regulado por la temperatura. La imbibición cesa cuando el incremento del peso llega hasta un 40% y 60% con respecto al peso inicial. En este laboratorio observaremos como la mayoría de las sustancias orgánicas como la celulosa tienden a desarrollar cargas cuando están mojadas y de este modo atraen las moléculas de agua. La adhesión de las moléculas de agua es responsable de la imbibición o hidratación. La imbibición es el movimiento de las moléculas de agua en sustancias como la madera o la gelatina, las que aumentan de volumen por la hidratación. Las semillas hidratadas pueden aumentar varias veces su volumen, gracias a la imbibición. Se ha visto que . grietas. al igual que la micro topografía del suelo. la nueva plántula tiene requerimientos mayores para que sus raíces y hojas puedan seguir desarrollándose. En la fase I se lleva a cabo la absorción inicial del agua (imbibición) y es consecuencia de las membranas celulares y de las fuerzas ejercidas por los contenidos. pendientes.MARCO TEÓRICO El primer paso para que se inicie la germinación es que la semilla entre en contacto con el agua. Las semillas muertas y las latentes mantienen este nivel de hidratación. y 2) la relación entre la semilla y el sustrato. La superficie de la semilla que está en contacto con el suelo también afecta la capacidad de absorción de ésta. el principal componente que se imbibe de agua son las proteínas. la cual presenta una alta concentración de sustancias en uno de los lados. Esta presión puede llevar al rompimiento de la testa durante la germinación. etcétera. el tamaño y la estructura de la cubierta de la semilla son factores determinantes. Es independiente de la actividad metabólica de la semilla. no latentes. sin embargo. no todas las posiciones de una semilla harán buen contacto con las partículas del suelo. para las semillas latentes también es un periodo de metabolismo activo y para las muertas es un periodo de inercia. y éstos cambian con la textura del suelo. El agua tiene que atravesar una membrana permeable. aunque ésta se inicia rápidamente con la entrada del agua. La semilla requiere de una pequeña cantidad de agua para rehidratarse. Así. ocurre tanto si la semilla está viable como si no lo está. ni tendrán acceso a suficiente humedad para germinar. la estructura del suelo es sumamente heterogénea. La hidratación de una semilla se produce en tres fases. incluyendo el inicio de la movilización de las reservas almacenadas. La fase II corresponde a un periodo de rezago. de fuerza considerable. Desde la perspectiva de una semilla. Ésta es fundamental para que la semilla se rehidrate y exista un medio acuoso donde los procesos enzimáticos puedan llevarse a cabo. también participan otros compuestos como los mucílagos y la celulosa. más cantidad de agua puede ser absorbida. generalmente no más de 2 a 3 veces su peso seco. ocupando los espacios capilares e intermicelares del coloide. Las moléculas del solvente penetran a la sustancia que se está hinchando o imbibiendo. Durante esta fase obviamente hay actividad metabólica. Para las semillas que no están latentes es un periodo de metabolismo activo que prepara la germinación. La fase III está asociada con la germinación y sólo la presentan las células viables. Son dos los factores que deben tomarse en cuenta al analizar el proceso de absorción (llamado imbibición) de agua por parte de la semilla: 1) las relaciones de la semilla con el agua. La cantidad de agua que absorbe y la velocidad con que lo hace están determinadas por procesos físicos de difusión y por las propiedades de los coloides. Está lleno de montículos. Esto produce una presión de imbibición. Mientras mayor es el contacto. La forma y tamaño de la semilla también afectará. Por lo tanto. la cual llega a alcanzar valores de cientos de atmósferas. si está latente o no. En las semillas.4 (capítulo VIII). como se puede apreciar en la figura VIII. más que por toda la superficie de la testa (Vicia y Phaseolus). llamada estrofiolo (Melilotus alba. mientras no se perfore la testa el agua no puede penetrar y por lo tanto las semillas permanecen latentes. En algunas semillas de testa dura e impermeable. Se ha visto que numerosos haces vasculares desembocan en este punto. En algunas de las leguminosas es necesario remover una protuberancia que funciona como una especie de tapón. aumenta la velocidad con que ésta se hidrata y por tanto la germinación se lleva a cabo más rápidamente. es un canal de entrada importante de agua (Acacia spp. En algunas especies. Albizzia lophantha).conforme se incrementa el contacto de la semilla con el suelo.. . la entrada principal de agua es por el micrópilo (zona donde la testa es más delgada). Crotalaria egyptica). por lo que una vez roto o removido el estrofilla. La imbibición de las semillas se determina también en función de su morfología. OBJETIVOS Evaluar y cuantificar el proceso de imbibición en semillas y otros materiales. Observar el proceso de imbibición en la semilla de frijol. . Analizar el efecto de la temperatura en el proceso de imbibición. imbibición ilimitada y limitada. efecto de la temperatura. Identifica los siguientes procesos: la presión de imbibición. Observar y determinar la tasa de incremento volumétrico y de Peso en semillas de frijol y otros materiales. Solución de agar al 3%. Cronómetro. Un pie de rey.MATERIALES almidón. Botella termo. Dos erlermeyers de 250 ml c/u. 300 gr de semillas de frijol Agua destilada y del grifo. Termómetro. Beakers. Una tiza. . Vasos desechables. Yeso. Se Lleno otro matraz de 250 ml con agua exactamente hasta su marca. CAMBIO DE VOLUMEN: • • • • • • Se peso 80 gr de semillas de frijol previamente secadas a 105 °C durante varias horas y enfríelas en un desecador. Se enfriaron en un desecador hasta la temperatura ambiente.PROCEDIMIENTOS 1. exactamente hasta la marca del matraz. Se agito para sacar cualquier burbuja de aire sobre las semillas. 6. 2. AUMENTO DE LA TEMPERATURAS: • • • • Se secaron 30 gr de almidón a 105°C durante varias horas. Se coloco en un matraz aforado de 250 ml y se agrego agua destilada recién hervida y enfriada en cantidades suficientes para cubrir las semillas. Se marco en la parte exterior del matraz la altura has donde llegan las semillas. Se coloco el almidón seco en una botella termo. Se completo el volumen con la misma clase de agua. Este servirá como testigo para detectar cambios en el volumen total del sistema y de las semillas a las 2. Se midió 30 ml de agua y se tomo su temperatura. . 24 horas. Manteniendo la botella termo inclinado se vertió rápidamente el agua sobre el almidón y se agito vigorosamente con el termómetro por 3 o 4 segundos. 45. . Con un termómetro se midió la temperatura exacta del agar ya líquido. pero sin exceder este límite. IMBIBICIÓN LIMITADA E ILIMITADA: • En un recipiente apropiado se colocaron 30 gr de semillas de frijol secas y se cubrieron totalmente con agua. se calentó el recipiente lentamente en una estufa hasta que su contenido empezó a licuarse. 20. • 3. EFECTO DE LA TEMPERATURA: • • • • • Se Lleno un recipiente adecuado hasta la mitad con una disolución de agar al 3% y se dejo enfriar. Rápidamente se colocaron semillas de frijol bien secas en el centro de la pasta y se vertió sobre ellas el resto de la pasta hasta llenar el molde.• • Se Introdujo el termómetro y se tomo la temperatura del almidón. se Quito el molde y se mantuvo el bloque bien mojado durante algún tiempo. cuando empezó la transformación de sol a gel. PRESIÓN DE IMBIBICIÓN: • • • • Se preparo una pasta muy suave de yeso y se lleno con ella un pequeño recipiente hasta la mitad. Se anoto rápidamente la temperatura a los 10. se determino la temperatura otra vez: 5. Cuando el yeso estuvo firme. Se Observo después de varias horas y se anoto lo observado. 4. 120 segundos. Se enfrío nuevamente muy despacio y se agito el agar de vez en cuando con el termómetro. Cuando el agar estuvo solidificado (gel). 6. CAMBIO DE VOLUMEN . Se Repitió la determinación del volumen. Se agrego un poco de timol a ambos recipientes y se mantuvieron en un lugar moderadamente caliente (30°C a 35°C). RESULTADOS Y DISCUSION 1.• • • En otro recipiente similar se coloco una cantidad igual (30 gr) de cola de carpintero y se cubrió también con suficiente agua. Se observo y anoto los cambios de volúmenes de los coloides después de 1 y 2 días. Se peso Se midió su diámetro. Se Sumergió la tiza en un recipiente en agua y después de 2 días se tomo otra vez su peso después de secar ligeramente su superficie. Se midió su longitud Se Calculo su volumen. ABSOCIÓN DE AGUA POR UNA SUSTANCIA POROSA: • • • • • • • Se tomo una barra de tiza. debido el fenómeno de la imbibición. liberación de calor. 6. 24 y 24horas. AUMENTO DE LA TEMPERATURA . GRÁFICA N°1: Cambio de volumen del agua con respecto al tiempo.Volumen (ml) 250 182 141 110 Tiempo (h) 0 2 6 24 Cambio de volumen ocurrido en 80 g de semillas de frijol previamente secadas a 105°C y pesadas en tiempos diferentes: 2. además el volumen final es menor que la suma de los volúmenes originales del agua y de la semilla. debido a que la semillas de frijol absorbieron agua provocando que el volumen final del sistema agua fuera menor que los volúmenes iniciales en el agua. 2. Esto ocurre porque la imbibición es un tipo de difusión que ocurre cuando las semillas absorben agua debido a sus propiedades coloidales y se caracteriza por el aumento en el volumen de la semilla. De la tabla y grafica anteriores se pudo analizar que durante la imbibición el volumen del agua varió con respecto al tiempo. lo que ocasiona aumento de la temperatura del sistema y su posterior disminución respecto al tiempo 3. donde se observa aumento y disminución de la temperatura respecto al tiempo. Además durante la imbibición las moléculas pierden su movimiento libre por la formación de la masa bien definida y fija que se forma.Temperatura de almidón 29°c Temperatura del agua 29°c Temperatura después de 10s 20s 31°c 31°c 45s 31°c 2 min 31°c Temperatura de los reactivos (almidón-agua) y temperaturas de la mezcla de los mismos. GRÁFICA N°2: reacción exotérmica. De la tabla y grafica anterior se pudo observar la absorción de las moléculas de agua por parte del almidón y la liberación de calor ya que estos dos elementos son de gran capacidad de imbibición. PRESIÓN DE IMBIBICIÓN . lo que ocasiona que ellas disipen la energía cinética que poseían en forma de calor. juntamente con la fuerza producida por las células del embrión al crecer. 4. Esto se observa fácilmente en la hinchazón de las semillas secas una vez puestas en agua. La ruptura de la cubierta de las semillas en germinación es resultado de esta presión de imbibición. Al cabo de un tiempo de realizado el ensayo la presión que presenta la semilla es muy grande al haber aumento constante de volumen por este motivo se presento el rompimiento total del cubo de yeso. Si los materiales que se embeben están encerrados ejercen presión.Después de haber agregado una cantidad de yeso en un vaso desechable se agregaron 6 semillas de frijol se dejo secar y se retiro el vaso durante una 24 horas de estar agregando agua el yeso se quebró. Al observar lo q ocurrió se puede decir q las semillas de frijoles poseen una gran velocidad de imbibición. La ruptura del cubo de yeso se puede explicar ya que en la semilla las paredes celulares como el protoplasma vivo absorben agua por imbibición y aumentan de volumen al hacerlo. EFECTO DE LA TEMPERATURA . y este coloide será gel lo cual ratifica su imbibición limitada. mostrando un estado de imbibición cero o el denominado estado de saturación.Disolució n de Agar Estado Temperatura °C Liquido Gel Solido 80 36 31 Las sustancias coloides como son el agar. . el cual tiene una imbibición limitada con relación al espacio en el que se encuentra. y aunque en primera instancia se dan valores altos en la presión y temperatura esta va bajando. en el cual se da una imbibición limitada. Por otra parte. que es mucho mayor que la fuerza que atrae a las capas externas de agua y por lo tanto la imbibición es limitada. Dicho de otra forma el colbón presenta una fuerza de cohesión muy apreciable entre sus moléculas. y al ser sumergida en un sistema osmótico hipotónico esta empezó a absorber y adsorber moléculas de agua lo que provocó el fenómeno de imbibición ilimitada y por ende el agotamiento total del agua y además el aumento de volumen por parte de las semillas de frijol. . IMBIBICIÓN LIMITADA E ILIMITADA Durante la realización del experimento se observaron dos fases después de mezclar el colbón con agua.5. la semilla de frijol por ser un coloide con una membrana semipermeable. en donde en la parte inferior del beaker estaba el colbón y en la superficie estaba el agua lo que demostró que no hubo disolución entre los dos componentes. 5 cm 1. y por lo tanto su diámetro y su longitud permanecieron constantes.1 cm 2. no es imbibición.55)²x 2. ABSOCIÓN DE AGUA POR UNA SUSTANCIA POROSA PARÁMETROS Peso diámetro Longitud Volumen TIZA SECA 1.7179 cm³ TIZA EMBEBIDA 2. pues el agua solo reemplaza el aire presente en los poros de la tiza y esto no provoca ningún aumento de volumen o el desarrollo de una presión.6.5 = 1.3 gr 1. CONCLUSIONES .86 cm 2.75 cm 2.1044 cm³ • Volumen Tiza Seca • Volumen Tiza embebida V= π x (0.1044 cm³ La absorción de agua por una sustancia porosa como la tiza.375)²x 2.7179 cm³ V= π x (0.86 = 2.8 gr 0. Se puede decir que a partir de las 48 horas es tan alta la presión que el cubo de yeso se ve obligado a partirse por la mitad dándonos a mostrar el aumento en volumen en algunas semillas y en otras un posterior arrugamiento. no obstante es fundamental para la germinación de las semillas por lo que tiene una gran implicación biológica. así como un posterior arrugamiento y por ende disminución del volumen de las mismas sin que este líquido retorne nuevamente al medio original restableciéndose las condiciones iniciales. La imbibición es un proceso físico importante en la germinación de una semilla debido a que gracias a este fenómeno la semilla cumple una de sus condiciones para poder llevar a cabo su ciclo germinativo. es decir. Dado a que la imbibición es una combinación de estos dos procesos es de considerarse que es también un proceso físico. De la presión desarrollada por la imbibición podemos decir que es tal la fuerza de atracción de las moléculas de agua por el coloide (semilla) que aun así este no se ve afectado por las condiciones en que se encuentra. La entrada de un líquido (absorción) en una semilla es un proceso físico al igual que la redistribución de dicho líquido dentro de la semilla (adsorción). IMBIBICIÓN . si hay un aumento de volumen en el coloide. Dentro de las formas de comprobar este fenómeno está el embeber agua en semillas observando un aumento de volumen de estas y una disminución del líquido del medio donde se hallen. KLEYVER AYAZO BADEL ANDREA BRACAMONTE MACEA HERNAN NAVARRO AGUAS EVER LEONARDO OLIVA RHENALS III SEMESTRE DOCENTE EURIEL MILLAN . Editorial Mc Graw Hill. htm http://www.edu. Principios de Fisiología Vegetal. 79.co/cursos/ciencias/2000024/lecciones/cap02/02_04_14. Pág. Pág.botanical-online. 81-82 http://www. Fisiología Vegetal aplicada. Editorial Freeman and Company Ltd.virtual.UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERIAS PROGRAMA DE INGENIERIA AGRICOLA SINCELEJO-SUCRE 2012 BIBLIOGRAFIA ROJAS GARCIDUEÑAS. 1972. 179. 185-187.unal. México.htm . 1973. PORTILLO FEDERICO. Manuel.com/germinacion. si esto es contrario no se puede realizar imbibición. calcio. la fuerza de cohesión existente en una semilla debe ser menor que la fuerza para atraer las capas de agua. ¿En qué forma podría la capacidad de absorción de agua de un coloide ser ventajosa para una planta? Gracias a la absorción de agua por parte de los coloides que conforman a las plantas esta puede realizar todos los procesos metabólicos necesarios para el desarrollo de la misma. potasio. B. zinc y selenio. . ¿La imbibición se realiza con una fuerza débil o fuerte? La imbibición se realiza con una fuerza fuerte. E.CUESTIONARIO ¿Cuáles son las coloides que se encuentran en la semilla? Las semillas son rica en enzimas como la amilasa que transforma el almidón en azucares simples. en proteínas las cuales se convierten en aminoácidos. vitaminas como la A. magnesio y oligoelementos como hierro. es decir.