UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE GUERRERROFACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICO BIOLÓGICAS Programa Educativo: QUÍMICO BIÓLOGO PARASITÓLOGO Unidad de Aprendizaje: Biología Celular PRÁCTICA NÚMERO 4 PERMEABILIDAD CELULAR Nombre del facilitador: Dra. YANETH CASTRO CORONEL Integrantes del equipo: NAVA ALCARAZ DULCE MARIA. FLORES ESPINDOLA MARIO ELVIS. PALACIOS NAVARRETE PERLA NAYELI. RODRIGUEZ PARRA KATHIA LIZBETH. JAIMES LEYVA ROCIO JAIR EMMANUEL RENDON RENDON Grupo: 303 Turno: Matutino Chilpancingo de los Bravo, Guerrero. 24 de Octubre del 2017. PRACTICA No 4. PERMEABILIDAD CELULAR RESULTADOS: Determinación del efecto del peso molecular sobre la membrana del eritrocito Para esta parte de la práctica se prepararon cuatro tubos, en los cuales 2ml de solución al 0.5M de: Urea, etilenglicol, glicerol y glucosa y se adicionó 2 gotas de la muestra de sangre a cada tubo y se observó el proceso de la lisis en las muestras (ver figura 1). Después de que se centrifugaron a 2500 rpm durante 5 minutos, para poder observar macroscópicamente la presencia o no de lisis en cada tubo (ver figura 2). Se colocó una gota del paquete de los glóbulos rojos en un portaobjetos cubriéndolo con el cubre y se observó en el objetivo seco débil y seco fuerte. Tubo 1 con el objetivo seco débil se observó se percibe difícilmente la morfología celular del eritrocito, mientras con el objetivo de 40x observamos la estructura extracelular del eritrocito se hinchado y por consecuente exploto (ver figura 3 y 3.1). En la preparación del tubo 2 que tenía a la solución de etilenglicol observada al microscopio con el objetivo 10x las células sanguíneas no se aprecian adecuadamente y en objetivo de 40x se observa una morfología normal en los eritrocitos (ver imagen 3.2 y 3.3) en el tubo 3 que contenía glicerol con la ayuda del objetivo 10x se perciben nítidamente los eritrocitos mientras que en objetivo 40x se puede observar claramente la morfología del eritrocito además de hinchamiento de las células (ver imagen 3.4 y 3.5). Y en el tubo 4 con glucosa en el objetivo 10x notamos la presciencia de los eritrocitos y en el objetivo 40x se aprecia la morfología normal debido a que no ocurrió hemolisis (ver imagen 3.6 y 3.7). Figura 1.- Formación de lisis Se puede observar la lisis de cada tubo Figura 2.- Formación de lisis Se puede observar la formación del botón de eritrocitos en el fondo de cada tubo. Figura 3.- Paquete de glóbulos rojos Objetivo: 10x Ocular:10x Aumento: 100 Inmersa en solución de urea(0.5M) Aquí podemos apreciar células sanguinas a menor escala, no se distingue claramente su morfología. Figura 3.1.- Paquete de glóbulos rojos Objetivo: 40x Ocular:10x Aumento: 400 Inmersa en solución de urea(0.5M) Aquí podemos apreciar pocas células sanguinas, no se distingue claramente su morfología ya que la concentración de agua fue más alta por lo que la célula se hincho y exploto. Figura 3.2.- Paquete de glóbulos rojos Objetivo: 10x Ocular:10x Aumento: 100 Inmersa en solución de Etilenglicol (0.5M) Aquí podemos apreciar células sanguinas a menor escala, no se distingue claramente su morfología y no se aprecia el fenómeno de hemolisis. Figura 3.3.- Paquete de glóbulos rojos Objetivo: 40x Ocular:10x Aumento: 400 Inmersa en solución de Etilenglicol (0.5M) Aquí podemos apreciar células sanguíneas, se distingue claramente su morfología normal y no se observa hinchamiento en la células por lo que esta solución funciono como isotónica Eritrocito isotónico Figura 3.4.- Paquete de glóbulos rojos Objetivo: 10x Ocular:10x Aumento: 100 Inmersa en solución de glicerol (0.5M Aquí podemos apreciar células sanguinas a menor escala, y se observó una hemolisis lenta. Figura 3.5.- Paquete de glóbulos rojos Objetivo: 40x Ocular:10x Aumento: 400 Inmersa en solución de glicerol (0.5M Aquí podemos apreciar células sanguinas claramente, en este observación se trataba de una solución hipotónica ya sé que se observan células hinchadas y/o rotas. Eritrocito hipotónico Figura 3.6 Paquete de glóbulos rojos Objetivo: 10x Ocular: 10x Aumento: 100 Inmersa en solución de glucosa Se observan células sanguíneas, las que no se proceden el fenómeno de hemolisis. Figura 3.7 Paquete de glóbulos rojos Objetivo: 40x Ocular: 10x Aumento: 400 Inmersa en solución de glucosa Al observar la morfología del eritrocito y notar que se encuentra en su estado normal se intuye que la glucosa trata de una solución isotónica ya que no altera el volumen de las células. Plaquetas Eritrocito isotónico Grafica 1- Determinación del efecto del peso molecular sobre la membrana del eritrocito Se puede notar que conforme aumenta el peso molecular de las distintas sustancias (urea, etilenglicol, glicerol y glucosa) es mayor el tiempo que transcurre para el proceso de hemolisis. EFECTO DEL PESO MOLECULAR SOBRE LA MEMBRANA DEL ERITROCITO TIEMPO DE HEMOLISIS 70 60 50 TIEMPO 40 30 20 10 0 60 62 92 180 PESO MOLECULAR Difusión Para realizar este proceso se prepararon 3 tubos de de ensaye con 5ml de agua destilada y se agregó en cada tubo un numero de gotas de permanganato de potasio (KMnO4) en el tubo 1 se agregó una gota de KMnO4, en el tubo 2 3 gotas de KMnO4 y en el tubo 3 5 gotas de KMnO4, en los cuales tuvieron un tiempo de difusión de 120, 30 y 20 segundo respectivamente (ver imagen 4, tabla 1 y grafica 2). No. De tubo KMnO4 Tiempo inicial Tiempo final Tiempo transcurrido 1 1 gota 7:48 7:50 120 seg 2 3 gotas 7:50 7:50 30 seg 3 5 gotas 7:51 7:51 20 seg Tabla 1.- Difusión Tabulación de tiempo de difusión considerando el tiempo inicial y final en el que se efectuó en proceso tomando en cuenta las gotas de permanganato de potasio (KMnO4) añadidas en diferentes cantidades a cada tubo. DIFUSIÓN 140 120 100 TIEMPO 80 60 TIEMPO TRANSCURIDO 40 20 0 1 3 5 GOTAS DE KMnO4 Grafica 2.- difusión Diferencia en el tiempo de difusión de los diferentes tubos, tomando en cuenta el tiempo tomado en segundos en el que se llevó acabo y la cantidad añadida de permanganato de potasio (KMnO4) al agua destilada FIGURA 4- DIFUSIÓN Difusión dependió de las cantidad del permanganato de potasio (KMnO4)(soluto) difundidas en el medio(agua destilada). Osmosis: Para llevar a cabo este proceso del fenómeno físico de la osmosis, en una hoja de elodea, en medio hipotónico, hipertónico y isotónico, relacionado con el movimiento de un solvente a través de una membrana semipermeable. Se empleó el uso de la solución hipotónica (NaCI 0.2%), se le fueron añadidas tres gotas en la preparación de la elodea, donde se realizó la observación con el objetivo 4X, fue posible visualizar un sinfín de celdas alargadas presentando una coloración verdosa y pequeñas burbujas alrededor de la hoja las cuales podrían ser burbujas de agua. (Ver figura 4.1) Utilizando la misma preparación fue observada con el objetivo seco débil 10X, donde fue posible observar, el conjunto de celdas rectangulares, como también la pared celular de la elodea, se hicieron presentes los cloroplastos en una visualización muy mínima (Ver figura 4.2) Finalmente en este primer proceso de la preparación de la elodea se realizó una observación del objetivo seco fuerte 40X, con este objetivo, se logró una mejor visualización de la estructura morfológica de la elodea, se visualizó la pared celular, el citoplasma que es transparente muestra con claridad los cloroplastos. Al seguir el movimiento de los cloroplastos se puede rastrear el movimiento citoplasmático, mientras se desplazan dentro de la pared celular. los cuales se encontraban dispersos y algunos agrupados en el centro y fue posible observar la vacuola central fue observada en mínimas proporciones, donde se generó el fenómeno de turgencia. (Ver figura 4.3) Del mismo modo se realizó una nueva preparación con la hoja de elodea pero con la solución hipertónica, (NaCI 2.5%). En el objetivo 4X se observó un cambio drástico en la morfología de la hoja de elodea, se alcanzaba a ver pequeños círculos en toda la preparación, como diminutos puntos verdes (cloroplastos), (ver figura 5). Posteriormente se realizó una visualización con el objetivo seco débil 10X donde se distinguió la pared celular, la forma rectangular de las celdas, al igual que las vacuolas y una notable reducción en el citoplasma de la elodea. (Ver figura 5.1) por último con el objetivo 40X, el fenómeno de plasmólisis se pudo observar mejor, se observó la agrupación y reducción de los cloroplastos dentro de la vacuola, los cuales se ubicaron en el centro de la pared celular, estos presentaron una coloración verde, en la cual no presento ningún tipo de movimiento y presentándose un aumento considerable en el citoplasma de la elodea.(ver figura 5.2) Finalmente se preparó otra muestra de la misma forma pero en este caso se utilizó solución isotónica, en el objetivo 4X, fue posible determinar las características morfológicas de la elodea, al igual que las preparaciones anteriores pero sin ningún tipo de alteraciones. (Ver figura 6). Con el objetivo seco débil 10X, fue posible visualizar la pared celular y diminutos puntos los cuales eran los cloroplastos, como su coloración verde característica.(Ver figura 6.1) Finalmente en condiciones hipotónicas la célula aumentará su volumen, ya que, en un intento de restablecer el equilibrio osmótico a ambos lados de la membrana celular, el solvente difundirá hacia el interior de la misma, por ello en la observación con el objetivo 40X, se observó un movimiento moderado de los cloroplastos, los cuales de encontraban dispersos a lo largos y ancho de la pared celular (Ver figura 6.2). Medio hipotónico Celdas rectangulares Hoja de elodea Burbujas de agua Figura No. 4.1: Medio Hipotónico Objetivo: 4X Oculares: 10X Aumento: 40 Planta acuática: Elodea (Elodea nuttallii) Con este objetivo fue posible observar las celdas alargadas de la elodea, donde fue poco visible poder realizar la determinación de la morfología de la en conjunto con la solución hipotónica. Pared celular Cloroplastos Burbujas de agua Figura No. 4.2: Medio Hipotónico Objetivo: 10X Oculares: 10X Aumento: 100 Planta acuática: Elodea (Elodea nuttallii) En este objetivo se observaron estructuras adheridas unas con otras de forma rectangular, como también se hicieron presentes en mayor proporción la agrupación de pequeños puntos verdes lo cuales correspondían a los cloroplastos. Membrana celular Citoplasma Pared celular Cloroplastos Figura No. 4.3: Medio Hipotónico Objetivo: 40X Oculares: 10X Aumento: 400 Planta acuática: Elodea (Elodea nuttallii) Con la observación de este objetivo fue posible visualizar en mayor proporción la pared celular de la elodea y los movimientos que presentaron los cloroplastos, los cuales se encontraban dispersos por toda la pared celular, el citoplasma, la membrana celular. ¿Observa algún movimiento en los cloroplastos? Si, se observó un movimiento moderado en los cloroplastos, estos se dirigían de afuera hacia adentro y por los costados de las paredes. ¿Qué nombre recibe este fenómeno? La ciclosis es un movimiento permanente giratorio de los cloroplastos, regular o irregular del citoplasma y los componentes celulares vegetales, como ocurre en las algas Chara y Nitella. Su función es la de facilitar el intercambio de sustancias intracelularmente o entre la célula y el exterior. Este movimiento varía fundamentalmente dependiendo del estado de la célula o por un agente externo que lo estimula. El movimiento en sí está causado por el citoesqueleto, más bien, por los microfilamentos que lo forman, y desplaza el citoplasma junto con los cloroplastos contenidos en él. También se realiza en los reinos protista, monera y hongo, en los seres unicelulares. ¿Según el concepto de osmosis en qué sentido se debe difundir el agua? El agua es la molécula más abundante en el interior de todos los seres vivos, y mediante la ósmosis es capaz de atravesar membranas celulares que son semipermeables para penetrar en el interior celular o salir de él. Esta capacidad depende de la diferencia de concentración entre los líquidos extracelular e intracelular, determinada por la presencia de sales minerales y moléculas orgánicas disueltas. Medio hipertónico Cloroplastos Burbujas de agua Hoja de elodea Figura No. 5.: Medio Hipertónico. Objetivo: 4X Oculares: 10X Aumento: 40 Planta acuática: Elodea (Elodea nuttallii) Con este objetivo, fue posible observar cambios morfológico drásticos, si se es comparada con la primera observación de la preparación de la elodea con la solución hipotónico, se observaron pequeños círculos en toda la preparación y dentro de ella los cloroplastos agrupados, como también se visualizó la coloración verde característica. Pared celular Cloroplastos Figura No. 5.1: Medio Hipertónico. Objetivo: 10X Oculares: 10X Aumento: 100 Planta acuática: Elodea (Elodea nuttallii) Con este objetivo, fue posible observar cambios morfológicos, donde se observan los cloroplastos, los cuales se encontraban agrupados dentro de la pared celular, donde surgió el fenómeno conocido como plasmólisis, en este objetivo se observó ningún tipo de movimiento. Membrana celular Cloroplastos Citoplasma Pared celular Células plasmosizadas Figura No. 5.2: Medio Hipertónico. Objetivo: 40X Oculares: 10X Aumento: 400 Planta acuática: Elodea (Elodea nuttallii) Al observar con el objetivo 40x se logró tener mayor nitidez de la imagen, ¿Qué cambios observar permitiéndonos presentanlaen el citoplasma plasmólisis de se la cual lashace células que usted presente observa? al utilizar la solución Se vio un aumento hipotónica drástico (NaCi 2.5%), correspondiente donde al citoplasma los cloroplastos de la presentaron unacélula a estar verde coloración este y se en contacto con encontraban la solución agrupados porhipertónica. los bordes y es posible observar una deformación en las células. ¿Qué nombre recibe este fenómeno? Plasmólisis (Plasma Líquido constituyente; Lysis descomposición) es un fenómeno que se produce en las células vegetales por la semipermeabilidad de la membrana citoplasmática y la permeabilidad de la pared celular. Se produce cuando las condiciones del medio extracelular son hipertónicas, es decir, que tienen una concentración mayor que la que existe en el interior celular. Debido a esto, el agua que hay dentro de la vacuola sale al medio hipertónico (ósmosis) y la célula se deshidrata, ya que pierde el agua que la llenaba, reduciendo así su tamaño. En células vegetales este fenómeno puede provocar que la membrana plasmática se separe de la pared vegetal, siendo esta separación irreversible. A este tipo de plasmólisis se le llama plasmólisis permanente, y se produce cuando la célula no puede volver al estado normal. También existe la plasmólisis incipiente que es el caso en el que la célula vegetal pierde agua pero puede volver al estado natural o vegetal. Medio isotónico: Celdas Cloroplastos Hoja de elodea Figura No. 6.: Medio Isotónico. Objetivo: 4X Oculares: 10X Aumento: 40 Planta acuática: Elodea (Elodea nuttallii) En este objetivo de menor aumento, únicamente fue posible visualizar las celdas rectangulares de la elodea, como también la coloración verde que en ella se hace presente. Cloroplastos Pared celular Figura No. 6.1: Medio Hipotónico. Objetivo: 10X Oculares: 10X Aumento: 100 Planta acuática: Elodea (Elodea nuttallii) En este objetivo seco débil 10X, se visualizó de mejor manera la morfología de la elodea, se presenció la pared celular, las celdas rectangulares y diminutos puntos verdes los cuales eran los cloroplastos. Cloroplastos Pared celular Citoplasma Membrana plasmática Figura No. 6.2: Medio Hipotónico. Objetivo: 40X Oculares: 10X Aumento: 400 Planta acuática: Elodea (Elodea nuttallii) En este objetivo seco fuerte 40X, se observaron los cloroplastos (verdosos) dispersos a lo largo de la pared celular con un movimiento moderado hacia las paredes de esta y el citoplasma. Bajo estas condiciones,Plasmólisis el agua se difunde a la célula, es decir, se produce ósmosis de líquido hacia el interior de la célula, ya que la concentración de los solutos tanro en el exterior como en el interior se encontraban en equilibrio. En la realización de este proceso, se observó una porción de epidermis del envés de una hoja de lirio, en un medio hipotónico e hipertónico. Para iniciar se extrajo un pedacito de epidermis del envés de una hoja de lirio libre de clorofila. Y fue colocada en un portaobjetos, adicionando tres gotas de solución hipotónica (NaCl 0.2 %) y se colocó el cubreobjetos. Procedimos a observar en el microscopio al 10x en el que se pudo observar un conjunto de células agrupadas conformando la epidermis de la hoja de lirio, además se percibe mejor el estado de la célula, la cual tiene apariencia ovalada y claros rasgos distintivos. (figura 7). Así mismo en el microscopio a 40x Se observó claramente como la célula se hincho, mostrando mejor el fenómeno de turgencia. (figura 7.1). De la misma forma se realizó otro montaje de la hoja de lirio, pero en esta ocasión se trabajó con solución hipertónica (NaCl 2.5%). Observando a 10x un conjunto de células ovaladas en las que también se aprecian las estomas. (figura 8.) A 40 x . Se observó como lo que era un conjunto de células ahora parece un conjunto de paredes celulares cuyo centro es una célula arrugada, encogida y deforme (figura 8.1). Estoma Membrana Citoplasma Figura 7. Hoja de lirio en medio hipotónico. Objetivo: 40X Oculares: 10X Aumento: 400 Se observó un conjunto de células agrupadas conformando la epidermis de la hoja de lirio, con forma ligeramente ovalada, se aprecia claramente la membrana y el citoplasma, así como también una serie de puntos negros denominados estomas. Estoma Cloroplastos Células oclusivas Membrana Ostiolo. hinchada Citoplasma Figura 7.1: hoja de lirio en medio hipotónico. Objetivo: 40X Oculares: 10X Aumento: 400 Se observó con mayor precisión la célula hinchada, la membrana de la célula se encontraba extremadamente adherida a la pared celular, por la gran cantidad de agua contenida en su parte interna, se destacan los estomas abiertos en lo que se aprecia las células oclusivas, cloroplastos y ostiolo. Conjuntos de Estomas células Figura 8.: hoja de lirio en medio hipertónico. Objetivo: 10X Oculares: 10X Aumento: 100 Se aprecia un conjunto de células agrupadas conformando la epidermis de la hoja de lirio, además también se aprecian las estomas una serie de puntos negros. Célula plasmolizada Conjuntos de células Figura 8.1: hoja de lirio en medio hipertónico. Objetivo: 40X Oculares: 10X Aumento: 400 El conjunto de células ahora parece un conjunto de paredes celulares cuyo centro es una célula arrugada, encogida y deforme. Por lo tanto, la célula se encuentra plasmolizada. ¿En cuál de las dos muestras (elodea y epidermis de hoja de lirio), se observa mejor el fenómeno de plasmólisis? Explique ¿Por qué? El fenómeno de plasmólisis se observa mejor en la muestra de elodea, dado que en ella se muestra mucho más claramente cómo se da este proceso, y cuál es el estado final del fenómeno de plasmólisis. Dicho fenómeno se produce ya que las condiciones del medio extracelular son hipertónicas, por esto, el agua que se encuentra dentro de la vacuola sale al medio hipertónico y la célula se deshidrata ya que pierde el agua que la llenaba, dicho fenómeno se observó de mejor manera en la preparación de la elodea, la cual represento la ruptura de la pared celular (la célula se contrae.) DISCUSIÓN: Todas las células están rodeadas por una membrana plasmática que permite el intercambio de sustancias con el medio ambiente. Los procesos de difusión (transporte de un soluto) o de ósmosis (transporte de solvente) son fenómenos físicos derivados del movimiento espontáneo de las moléculas de soluto o solvente a través de una membrana semipermeable. En los líquidos de cualquier célula viva se encuentran sales, azúcares y otras sustancias en solución; por lo que el líquido tiene cierta presión osmótica. En esta práctica se pueden evidenciar estos procesos. Mediante la determinación del efecto del peso molecular sobre la membrana del eritrocito, posemos decir que las células están limitadas de su medio circundante por una membrana superficial llamada membrana plasmática, en donde, las células eucariotas de animales y plantas se encuentran compartamelizadas en organelos por medio de membranas internas. Por lo que la propiedad más sobresaliente de la membrana es su capacidad de actuar como barrera de permeabilidad selectiva y controlar la cantidad y naturaleza de las sustancias que la atraviesan. Así pues, las células, deben tener la capacidad de responder a cambios de su medio externo, pues, el volumen celular solo puede cambiar de forma controlada, ya que, un cambio de volumen altera la concentración de las moléculas dentro de la célula y un cambio brusco puede modificar las estructuras celulares. Este control del volumen celular se logra mediante la regulación de algunas sustancias orgánicas de bajo peso molecular u osmolitos y de iones inorgánicos. Las sustancias osmorreguladoras u osmolitos pueden ser el glicerol, azucares, aminoácidos, potasio, sodio, etc. Es importante mencionar que los eritrocitos son células anucleadas que contienen proteínas transportadoras de oxígeno, conservan las enzimas de la glicólisis y generalmente mantienen una forma de disco bicóncavo que facilita su función de intercambio, por presentar una amplia superficie de exposición, para un volumen determinado, estos tienden a agruparse en pilas de discos, o rollos, los cuales pueden observarse cuando la concentración de los mismos es elevada; los eritrocitos se encuentran naturalmente en un medio isotónico (con la misma concentración de sales minerales) que es el plasma sanguíneo, por lo que al emplear 2 mL de diversas sustancias al 0.5 M (urea, atilenglico, glicerol y glucosa), la forma y el volumen de los eritrocitos cambia, debido a la variación de la cantidad de agua contenida dentro de su membrana, pudiendo tomar una forma estrellada o espinosa (crenación) o bien inflándose hasta adquirir la forma de una esfera (esferocitos). Cuando la célula no puede resistir la carga de agua que recibe, la membrana se rompe (hemólisis) y se libera la hemoglobina. La hemólisis es un proceso que ocurre en una población mixta de células por lo que no ocurre en un solo punto y a la misma velocidad en todos los casos. Como el punto final es un tanto difícil de apreciar, debido a que la hemólisis ocurre en forma que se hace asintótica al 100 %.Por su parte el proceso de difusión se basa, en que las diferencias de concentración en las soluciones tienden a desaparecer con el tiempo. Un soluto tiende a distribuirse uniformemente a lo largo del volumen del solvente, por lo que, si la concentración del soluto es diferente en una y otra porción de una solución, las moléculas del soluto se moverán de la solución más concentrada hacia la más diluida, este movimiento se detendrá hasta cuando sean iguales las dos concentraciones, por estos, se le denomina difusión al transporte de materia en donde la única fuerza conductora es el gradiente de concentración o un gradiente de potencial químico. EI estado final del sistema, en donde es igual la concentración en todas las partes de la solución, es llamado equilibrio de difusión, se establece el equilibrio de difusión, este no puede moverse sin la aplicación de energía externa, por lo anterior, a la difusión se le considera un proceso irreversible que lleva a la eliminación de las diferencias de concentración encontradas en un principio y es un proceso natural en el sentido termodinámico. Por lo que al agregar diversas cantidades de permanganato de potasio a los tubos con 5 mL de agua destilada, el permanganato de potasio se difundió desde la zona donde existía mayor concentración de soluto hasta la zona donde hubo menor concentración del mismo, por lo que las partículas se movieron caóticamente (por el proceso de difusión se tiende a igualar su concentración en el compartimento donde se encuentra, por lo cual al cabo de un tiempo toda el agua toma un color violeta uniforme) y la energía cinética de las mismas dependerá principalmente de la temperatura a la que estas se encuentren en ese medio, pues a mayor temperatura mayor será su energía cinética o sea mayor el choque entre las partículas. La osmosis es otros de los proceso que se usan comprobar el funcionamiento en células vegetales vivas, en este caso en hojas de elodea, donde la osmosis representa el movimiento neto de agua a través de una membrana selectivamente permeable empujado por la diferencia en concentraciones de soluto a ambos lados de la membrana, es decir baja concentración de soluto, más moléculas de agua trataran de pasar los poros de la membrana en un tiempo determinado, lo que resulta en una difusión neta de agua del compartimiento con alta concentración de agua al compartimiento con menor concentración de agua, donde la ósmosis el agua fluye de la solución con baja concentración de soluto a la solución con alta concentración de soluto, esto significa que el agua fluye en respuesta a las diferencias de molaridad a través de la membrana. Se observaron los cloroplastos los cuales son plastidios sensibles a la luz y se originan frecuentemente a partir de pequeños leucoplastos, estos son considerados de gran importancia vegetal debido a la presencia en ellos del pigmento verde llamado clorofila, ya que si un tejido vegetal se introduce en una solución, sus células se pueden encontrar en tres estados osmóticos diferentes dependiendo de cuál sea el potencial de solutos de ese medio externo, en esta solución se produce la ciclosis es un movimiento permanente giratorio de los cloroplastos, regular o irregular del citoplasma y los componentes celulares vegetales. Este movimiento varía fundamentalmente dependiendo del estado de la célula o por un agente externo que lo estimula, el movimiento en sí está causado por el citoesqueleto, más bien, por los microfilamentos que lo forman, y desplaza el citoplasma junto con los cloroplastos contenidos en él. La solución hipotónica es una solución en la cual el solvente (como puede ser un plasma diluido) tiene una menor concentración de soluto (sales, etc.) que la que hay en el medio celular interno (o citoplasma). En condiciones hipotónicas la célula aumentará su volumen, ya que, en un intento de restablecer el equilibrio osmótico a ambos lados de la membrana celular, el solvente difundirá hacia el interior de la misma, una célula en ambiente hipotónica se hincha con el agua y puede explotar; cuando se da este caso en los glóbulos rojos de la sangre, se denomina hemólisis. Las células animales sufren el fenómeno de citólisis, que lleva a la destrucción de la célula, debido al paso del agua al interior de ella. Por otro lado, en las células vegetales ocurre el fenómeno de presión de turgencia: cuando entra agua, la célula se hincha pero no se destruye debido a la gran resistencia de la pared celular. Así mismo la solución hipertónica, es considerada aquella que tiene mayor concentración de soluto en el medio externo, por lo que una célula en dicha solución pierde agua (H2O) debido a la diferencia de presión, es decir, a la presión osmótica, llegando incluso a morir por deshidratación, por ello la salida del agua de la célula continúa hasta que la presión pencótica del medio externo y de la célula sean iguales, donde la célula animal sufre el fenómeno de crenación como consecuencia de la salida de agua de la célula ("arrugandose"). A su vez, en las células vegetales se produce la plasmólisis: cuando el aire sale del medio intracelular, el protoplasma se retrae, produciéndose un espacio entre la membrana plasmática y la pared celular, esto corresponde a la forma circular que se presenció al momento de realizar la observación con los distintos objetivos. La semipermeabilidad de la la membrana citoplasmatica y la permeabilidad de la pared celular originan, entre otros, el fenómeno de turgencia y plasmólisis. La turgencia determina el estado de rigidez de una célula, es el fenómeno por el cual las células al absorber agua, se hinchan, ejerciendo presión contra las membranas celulares, las cuales se ponen tensas. Con base a esto podemos decir que este fenomeno se pudo obserbar claramente con la hoja de liro en medio hipotonico ya que logramos observar las mismas caracteristicas en nuestra muestra. Contrario la turgencia se encuentra la plasmolisis la cual solo se produce cuando las condiciones del medio extracelular son hipertonicas; debido a esto, el agua que hay dentro de la vacuola sale al medio hipertónico (osmosis) y la célula se deshidrata ya que pierde el agua que la llenaba. Finalmente se puede observar cómo la membrana celular se separa de la pared (la célula se plasmoliza). Es por ello que en nuestra muestra con solucion hipertonica logramos observar este fenomeno obteniendo una celula con perdida de aguan y por lo tanto debido a esto logró contaerse. CONCLUSION: Con la realización de esta práctica, fue posible observar y comparar el efecto de las sustancias químicas empleadas a través de la difusión la cual se considera como forma frecuente de transporte de sustancias a través de la membrana celular. por medio del fenómeno de la desintegración de los eritrocitos (hemolisis) y comparar los procesos físicos de difusión y osmosis con el proceso fisiológico mediante el cual las moléculas se transportan a través de las membranas celulares. De lo anterior podemos concluir que cada célula presenta diferentes comportamientos frente al medio exterior donde se encuentre, en estra practica se identifico el estado final en el cual queda una célula después entre el contacto con el medio exterior, con solución hipertónica, hipotónica isotónica, se estableció de cuál era la mejor muestra entre la elodea y el lirio para observar los fenomenos de la plasmolisis en la células vegetales, en la cual la elodea presento mas claridad en el fenómeno,del transporte a travez de las membranas celulares, donde finalmente se estableció la relación existente entre la concentración de una sustancia con el tiempo de difusión entre solución de agua destilada a temperatura constante. CUESTIONARIO 1.- ¿Por qué la membrana tiene permeabilidad selectiva? La membrana tiene permeabilidad selectiva debido a que las proteínas que la conforman (Integrales o Intrínsecas), o Carrier tienen la facultad de seleccionar sustancias del medio extracelular y transportarlas hacia el interior en forma de Canales proteicos o bien girando dentro de la bicapa de fosfolípidos. Dicho de otra manera, la membrana es selectiva debido a que ella elige qué moléculas o sustancias pasan a través de ella o cuales moléculas de señalización u hormonas podrán afectar la célula que recubre. Por ejemplo, los iones con cargas negativas no pueden pasar por la membrana celular, necesitan una proteína de transporte para poder hacerlo. Otro ejemplo es la forma en que trabaja la insulina en el cuerpo. Las células tienen a capturar la hormona insulina que les transmite la señal de consumir glucosa. Cuando hay un exceso de insulina y muy poca glucosa en el cuerpo, la mayoría de las células dejan de aceptar la hormona rechazándola. De manera que es la misma célula que elige quien pasa o no, quien la afecta o no, mediante su membrana celular. 2.- ¿Por qué la bicapa de la membrana constituye una barrera natural? Una bicapa lipídica es una membrana delgada hecha de dos capas de lípidos moléculas. Estas membranas son laminas planas que forman una barrera continua y delimitan a las células. La bicapa lipídica es la barrera que mantiene a iones, proteínas y otras moléculas compartimentadas y les impide la libre difusión. 3.- ¿Cuáles con los factores que afectan la velocidad de difusión a través de la membrana celular? Temperatura: De todos los factores que influyen en la velocidad de difusión, la temperatura es la más importante. La temperatura tiene el mayor efecto sobre la velocidad de difusión y es el factor de cambio más fácil. El aumento de la temperatura aumenta la velocidad de difusión mediante la adición de energía a cada partícula. Esto es porque las partículas con más energía pueden moverse a través del material huésped más fácilmente. Del mismo modo, reducir la temperatura bajará la velocidad de difusión mediante la reducción de la energía de cada partícula. Diferencia de concentración: La velocidad de difusión depende de la diferencia entre las concentraciones de todo el material huésped, dando como resultado mayor velocidad de diferencia por las mayores diferencias de concentración. Por ejemplo, la difusión a través de una pared delgada se producirá significativamente más rápido si hay una alta concentración del gas en un lado y ninguno al otro lado de la pared, que si hubiera una cantidad casi igual de gas en ambos lados. Distancia de difusión: La velocidad de difusión es inversamente proporcional a la distancia a través de la cual el material se difunde. Es decir, las distancias más pequeñas resultan en velocidades de difusión más rápidas y las distancias más grandes resultan en velocidades de difusión más lentas. Esto tiene sentido, ya que un gas se difunde a través de una pared delgada mucho más rápido de lo que lo haría a través de una pared gruesa. Difusión y materiales huéspedes: La velocidad de difusión también depende del material con que se está difundiendo y del material a través del cual lo hace. A una cierta temperatura, todas las partículas tienen la misma energía promedio. Esto significa que los átomos más ligeros, como el hidrógeno, el carbono, el oxígeno y el nitrógeno viajan más rápido y son más móviles que los átomos más grandes, tales como el cobre o el hierro. Los materiales hechos de estos átomos más ligeros se difunden más rápidamente que los más pesados. Liposolubilidad: Cuanto más liposoluble sea un soluto, más fácilmente será atravesado por la membrana. Presencia de transportadores: Si hay transportadores que permitan la difusión facilitada, se podrá atravesar la membrana plasmática. Tamaño de los poros: Cuanto más grande sean, más fácilmente entrará el producto. Tamaño real de los iones: A veces, los iones se juntan con moléculas de agua, de forma que pueden ser más grandes que los poros. Carga eléctrica de los iones: Los iones se mueven según su gradiente de concentraciones hasta que se equilibra el gradiente eléctrico. 4.- ¿Cómo está constituida la membrana celular de tal manera que permite la permeabilidad? la membrana plasmática está constituida por una bicapa lipídica, en la que se incluyen proteínas y glúcidos. La bicapa lipídica es la estructura básica de la membrana y constituye una barrera relativamente impermeable al agua. Los lípidos que la componen son, por término medio, el 50% de la masa total de la membrana. Los tres tipos de lípidos más abundantes son en este orden: fosfolípidos, colesterol y glucolípidos. Las proteínas: Son componentes fundamentales que realizan funciones específicas: pueden transportar determinadas moléculas fuera y dentro de la célula; concretamente: las proteínas canal y transportadoras difusión facilitada (transporte pasivo). proteínas bomba transporte activo, pueden asociarse al citoesqueleto y a moléculas o compuestos de la matriz extracelular (proteínas estructurales). son capaces de actuar como receptores específicos de señales químicas del medio externo. Pueden servir como enzimas catalizadoras de procesos asociados a la membrana (proteínas enzimáticas). Las proteínas se encuentran inmersas en la bicapa lipídica dotando también de asimetría a la membrana. Los glúcidos: Se sitúan en la superficie externa de las células eucariotas, contribuyendo igualmente a la asimetría de la membrana. 5.- Si se varía la temperatura del agua en los tubos de la figura 1: a) ¿Qué efecto tiene la temperatura sobre la velocidad de difusión? El proceso de difusión se trata de partículas que se mueven desde las zonas de alta concentración a áreas de baja concentración, o se mezclan juntas. Ambas cosas son dependientes del movimiento de los átomos, y, por lo tanto, son susceptibles a los efectos antes mencionados de temperatura. A medida que la temperatura aumenta, el proceso de difusión sucede más rápidamente y las moléculas más rápidas se extienden hacia afuera o se mezclan con otras moléculas con mayor rapidez. b) ¿Cuál es el efecto de la concentración sobre la velocidad de difusión? La velocidad de difusión depende de la cantidad de soluto que tenga mientras m-s sea el soluto a mayor concentración más fácil ser la dispersión de este en el solvente puesto que le favorece el gradiente de concentración a mayor diferencia de concentración entre un lado y otro de la membrana entonces mayor velocidad de difusión. Además, la cinética que sigue la difusión simple es insaturable. Los efectos de concentración de soluto en el tiempo de difusión influyen directamente proporcional en la disolución de tal manera que a menor concentración la disolución se hace en menor velocidad y mayor tiempo. c) Investigue la ley de difusión de Graham y la primera ley de Fick. Ley de difusión de Graham: La difusión es el proceso por el cual una substancia se distribuye uniformemente en el espacio que la encierra o en el medio en que se encuentra. Por ejemplo: si se conectan dos tanques conteniendo el mismo gas a diferentes presiones, en corto tiempo la presión es igual en ambos tanques. También si se introduce una pequeña cantidad de gas A en un extremo de un tanque cerrado que contiene otro gas B, rápidamente el gas A se distribuirá uniformemente por todo el tanque. La difusión es una consecuencia del movimiento continuo y elástico de las moléculas gaseosas. Gases diferentes tienen distintas velocidades de difusión. La primera ley de Fick relaciona al flujo difusivo con la concentración bajo la asunción de un estado estacionario. Esta ley postula que el flujo va desde una región de alta concentración a las regiones de baja concentración, con una magnitud que es proporcional al gradiente de concentración (derivada espacial), o en términos más simples el concepto de que el soluto se moverá desde una región de alta concentración a una de baja concentración atravesando un gradiente de concentración. En una única dimensión (espacial), la ley toma la forma: 6.- ¿Qué diferencia observó entre las células de elodea y de la epidermis de lirio? El fenómeno de la plasmólisis, ya que esta es originada por la semipermeabilidad de la membrana citoplasmática y la permeabilidad de la pared celular en los vegetales. Dicho fenómeno se produce ya que las condiciones del medio extracelular son hipertónicas, por esto, el agua que se encuentra dentro de la vacuola sale al medio hipertónico y la célula se deshidrata ya que pierde el agua que la llenaba, dicho fenómeno se observó de mejor manera en la preparación de la elodea, la cual represento la ruptura de la pared celular (la célula se contrae.) 7.- ¿Cómo se llaman las estructuras respiratorias que forman parte del tejido de la epidermis de lirio? La respiración se realiza a través de los estomas que son muy abundantes en la hoja del lirio. Cada estoma está formada por 2 células especializadas llamadas oclusivas que dejan entre sí una abertura llamada ostíolo o poro. En muchas especies hay 2 o más células adyacentes a las oclusivas y asociadas funcionalmente a ellas. 8.- ¿Defina qué es una solución isotónica, hipotónica e hipertónica? Las disoluciones isotónicas son aquellas donde la concentración del soluto es la misma ambos lados de la membrana de la célula, por lo tanto, la presión osmótica en la misma disolución isotónica es la misma que en los líquidos del cuerpo y no altera el volumen de las células. Una solución hipotónica es aquella que tiene menor concentración de soluto en el medio externo en relación al medio citoplasmático de la célula Una solución hipertónica es aquella que tiene mayor concentración de soluto en el medio externo, por lo que una célula en dicha solución pierde agua (H 2O) debido a la diferencia de presión, es decir, a la presión osmótica, llegando incluso a morir por deshidratación. La salida del agua de la célula continúa hasta que la presión osmótica del medio externo y de la célula sean iguales. 9.- ¿Por qué no estalla una célula vegetal cuando se encuentra en un medio hipotónico? Las células vegetales están rodeadas de paredes celulares rígidas. Cuando las células vegetales se exponen a medios hipotónicos, el agua se precipita dentro de la célula, y la célula se hincha, pero no se rompe por la capa rígida de la pared. La presión de la célula empujando contra la pared es llamada presión de turgencia, y es el estado ideal para la mayor parte de los tejidos vegetales. 10.- ¿Qué es permeabilidad diferencial? La permeabilidad, diferencial o semi-permeabilidad es la propiedad de seleccionar qué moléculas pueden atravesar una barrera y qué moléculas no lo hacen. En el caso de la membrana plasmática, se basa en las interacciones hidrofóbicas, de manera que las moléculas muy pequeñas o no polares pueden atravesar la membrana fácilmente, mientras que las moléculas polares o demasiado grandes no pueden hacerlo 11.- ¿Qué es presión osmótica? La presión osmótica puede definirse como la presión que se debe aplicar a una solución para detener el flujo neto de disolvente a través de una membrana semipermeable. La presión osmótica es una de las cuatro propiedades coligativas de las soluciones (dependen del número de partículas en disolución, sin importar su naturaleza). Se trata de una de las características principales a tener en cuenta en las relaciones de los líquidos que constituyen el medio interno de los seres vivos, ya que la membrana plasmática regula la entrada y salida de soluto al medio extracelular que la rodea, ejerciendo como barrera de control. Cuando se colocan soluciones de distinta concentración, separadas por una membrana semipermeable (membrana que deja pasar las moléculas de disolventes, pero no las de los solutos), las moléculas de disolventes, pasan habitualmente desde la solución con menor concentración de solutos a la de mayor concentración. Este fenómeno recibe el nombre de ósmosis, palabra que deriva del griego osmosis, que significa "impulso". Al suceder la ósmosis, se crea una diferencia de presión en ambos lados de la membrana semipermeable: la presión osmótica. 12.- ¿Qué es presión de turgencia? El fenómeno que ocurre cuando una célula se hincha debido a la presión ejercida por los fluidos y por el contenido celular sobre las paredes de la célula, este fenómeno está íntimamente relacionado con la ósmosis. La presión externa suele alcanzar en promedio 6 a 7 atmósferas, y a veces lo sobrepasa en mucho (una locomotora a vapor tiene entre 5 a 8 atmósferas de presión), con tanta presión interna las células se dilatan tanto como lo permita la elasticidad de las membranas, y por ende la resistencia de las células vecinas. Por eso los órganos, como por ejemplo el pecíolo, el tallo, las hojas y frutos maduros se puedan encontrar en tal estado de firmeza. Como fenómeno contrario se puede citar la plasmólisis, en el cual las células pierden agua y se contraen, separándose el protoplasto de la pared celular. Este fenómeno tiene lugar de forma natural cuando la planta se marchita; este puede provocarse colocando la célula en un medio de concentración salina mayor (hipertónico) a la del citoplasma (debido a que la membrana plasmática es permeable al agua). También si la planta se encuentra un tiempo expuesta a los rayos solares se produce un exceso de "transpiración", provocando de esta manera la eliminación de vapor de agua al medio. Las plantas dependen de la "presión de turgencia" para la elongación de sus células, lo cual se traduce en aumentar su color verdoso. Y usan este fenómeno para regular la transpiración a través de la apertura y cierre de las células estomáticas en estas mismas. Cabe agregar que las células vegetales resisten la turgencia gracias a su pared celular, mientras que otras células, como, por ejemplo, los eritrocitos estallan fácilmente debido a este fenómeno (hemólisis). 13.- ¿Por qué no estallan los glóbulos rojos cuando están circulando por nuestros vasos sanguíneos? Porque son elásticos y deformables, por lo que pueden atravesar a los capilares más finos. Su forma aplanada favorece el intercambio gaseoso. En la especie humana hay entre 4 y 5 millones de glóbulos rojos por m3 y constituyen el 45% del volumen total de la sangre. A este valor se le llama hematocrito. 14.- ¿Qué es crenación? La crenación es el fenómeno en donde la célula animal se somete a una solución hipertónica. Al estar en esta solución con gran cantidad de soluto, tiende a liberar su agua. La destrucción de la célula se produce por deshidratación. La crenación puede ser una característica de los glóbulos rojos de la sangre. Estos eritrocitos parecen tener proyecciones que se extienden desde una zona central más pequeña, como una bola de púas. Las crenaciones pueden ser o bien espículas de acantocitos grandes, irregulares, o proyecciones más pequeñas, irregulares de equinocitos. Acantocitos y equinocitos pueden surgir de anormalidades de los lípidos o proteínas de las membranas celulares, o de otros procesos de enfermedad, o como un artefacto ex vivo. En la célula vegetal, el fenómeno es llamado plasmólisis y en este caso la deshidratación ocurre debajo de la pared celular. 15.- ¿Qué es homeóstasis? La homeostasis es una propiedad de los organismos que consiste en su capacidad de mantener una condición interna estable compensando los cambios en su entorno mediante el intercambio regulado de materia y energía con el exterior (metabolismo). Así pues, es la tendencia a resistir cambios para mantener un ambiente interno estable y relativamente constante, suele usar ciclos de retroalimentación negativa que contrarrestan cambios en los valores blanco (valores de referencia) de varios parámetros. 16.- ¿A qué se le llama transporte pasivo? Es la forma más simple de transporte a través de una membrana. Transporte simple de moléculas a través de la membrana plasmática, durante el cual la célula no requiere usar energía, debido a que va a favor del gradiente de concentración o del gradiente de carga eléctrica. Hay tres tipos de transporte pasivo: Ósmosis: (transporte de moléculas de agua solvente) a través de la membrana plasmática a favor de su gradiente de concentración. Difusión simple: paso de sustancias a través de la membrana plasmática como los gases respiratorios y el alcohol. (movimiento de solutos) Difusión facilitada: transporte celular donde es necesaria la presencia de un Carrier o transportador (proteína periférica) para que las sustancias atraviesen la membrana. 17.- ¿En qué consiste el transporte activo y el transporte facilitado? El transporte activo es un proceso que requiere de energía, generalmente en forma de fosfato de adenosín (ATP); si una sustancia requiere entrar a la célula en contra de un gradiente de concentración, es decir, si la concentración de una sustancia es mayor dentro de la célula que fuera de ésta, la célula debe usar energía para mover la sustancia al interior. Algunos mecanismos del transporte activo se encargan de trasladar, a través de la membrana, moléculas de bajo peso molecular, tales como iones. El transporte pasivo facilitado se requiere cuando la sustancia en cuestión no pasa con facilidad a través de la membrana, o la célula en cuestión necesita una cantidad superior de dicha sustancia de la que puede atravesar de manera espontánea por la membrana. Sea cual sea el caso, si se debe obedecer la regla, y es la del gradiente o diferencial de concentraciones a través de la membrana, es decir, las sustancias fluyen a través de los facilitadores en favor del gradiente de modo tal que las concentraciones a ambos lados intentan igualarse de manera paulatina. 18.- ¿Cuál es la diferencia entre ósmosis y diálisis? La ósmosis es la difusión de agua a través de una membrana selectivamente permeable que es una barrera con aberturas lo suficientemente grandes como para permitir el paso de moléculas de agua, pero lo suficientemente pequeñas como para bloquear ciertas moléculas, como la sal y la glucosa. El agua con solutos (sustancia disuelta en agua) se difunde desde un área de menor concentración a otro. La diálisis es el proceso fisicoquímico por el cual dos soluciones (con diferentes concentraciones) son separadas por una membrana semipermeable; después de un cierto tiempo las especies pasan a través de la membrana para igualar las concentraciones. En la hemodiálisis, la transferencia de masa se produce entre la sangre y el líquido de diálisis a través de una membrana semipermeable artificial (el filtro de hemodiálisis o capilar). En la diálisis peritoneal, el intercambio de solutos entre la sangre y la solución de diálisis se lleva a cabo a través del peritoneo, la membrana que cubre la mayor parte de los órganos del abdomen. 19.- ¿Cómo regula el organismo humano el mantenimiento de la concentración de sales en la sangre? A través de mecanismos que identifican la cantidad de solutos en sangre, los cuales le dan la calidad de hiper osmótica o hipo osmótica, en el momento que el organismo identifica estos dos estados se libera del corazón el factor natriurético auricular, el cual aumenta la eliminación de sodio, activando los receptores de sed. Esto da la sensación de sed. Al ingerir agua se comenta que la sangre "diluye" los solutos dentro de la misma y así se libera el excedente de soluto y al mismo tiempo se equilibra la cantidad de agua dentro del organismo. Este es un factor de homeostasis. A nivel renal se identifica la perdida excesiva de solutos en los túbulos distales por unas células especializadas. Las cuales liberan factores de regulación que estimulan la absorción de solutos a nivel de los túbulos colectores proximales y distales. Por medio de la hormona ADTH (hormona antidiurética) la cual realiza una vasoconstricción a nivel renal disminuyendo así la eliminación de cualquier tipo de residuo vía renal. Este efecto puede ser originado por cualquier hormona que presente una vasoconstricción generalizada. Bibliografía Solomons, Berg, Martin, Mc. Graw Hill. (2001) Biologia 5 Edicion, Internacional, Editores S, A De C, V Helena Curtis, N. Suc Barnes, Adriana Schnek, Graciela Flores. (2000) Biologia 6 Edc. Editorial Panamericana. Amada Aleyda Angulo Rodriguez, A. R. G. U. R. C. A. P. C. P. A., 2012. BIOLOGIA CELULAR. Primera ed. México: UAS-DGEP. Ricardo Paniagua. Mc. Graw Hill.Interamericana (2007) BIOLOGIA CELULAR 3 Ed. España, S. A. U.