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Encabezado: Fenómenos de Transporte

FENÓMENOS DE TRANSPORTE

Bermúdez Blanco Karly Maireny Cantor Mojica Wilhelm Felipe Largo Latorre Laura Sophia Marín Campos Laura Valentina Velasco Pinza Ingrid Yurani

Universidad de Pamplona Facultad de Ciencias Básicas Programa de Biología Primer Semestre 2019

Encabezado: Fenómenos de Transporte

FENÓMENOS DE TRANSPORTE Introducción A partir de este informe se darán a conocer los resultados obtenidos en el laboratorio como fase experimental para el reconocimiento de los conceptos teóricos de los mecanismos de transporte, teniendo en cuenta que estos se llevan a cabo en las células vegetales y animales para mantener la actividad celular y la estabilidad en todas sus estructuras. De igual manera se referenciaran los datos arrojados a partir de los contenidos teóricos en páginas web y libros, los cuales permiten relacionar los conceptos con procedimientos tales como la osmosis, difusión y plasmólisis que generalizan el objetivo de la práctica y los conocimientos básicos en actividades llevadas a cabo por todas las células de los seres vivos. Objetivo General ● Reconocer los mecanismos de transporte en células animales y vegetales. Objetivos Específicos ● Determinar la ósmosis y diálisis en las células animales y vegetales ● Observar el efecto de la temperatura por el tiempo de difusión ● Determinar el tiempo de difusión sobre la coloración de la concentración Marco Teórico 1. Transporte celular: es el intercambio de sustancias a través de la membrana plasmática, semipermeable. El transporte es importante para la célula porque le permite expulsar de su interior los desechos del metabolismo, movimiento de sustancias que sintetiza como hormonas. Este intercambio puede ser realizado mediante dos fenómenos: Uno activo con gasto de ATP (transporte activo) y otro pasivo, sin gasto de ATP (difusión). La característica primordial de la membrana celular es su permeabilidad selectiva, es decir, su capacidad de permitir o rechazar el ingreso de determinadas moléculas al interior de la célula, regulando así el paso de agua, nutrientes o sales iónicas, para que el citoplasma siempre esté en sus condiciones óptimas. El paso de una sustancia a través de ellas dependerá de la forma, tamaño y la carga de la sustancia implicada, también dependerá de la composición de la membrana, tamaño de sus poros y de la temperatura del medio. Tabla 1. Clasificación de las membranas biológicas MEMBRANAS

FUNCIONES

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A. Permeables

B.

semipermeables

C. impermeables

Permite el paso libre de moléculas hidrofóbicas, como lípidos y moléculas pequeñas como gases. Son aquellas que permiten el paso de unas sustancias y otras no. Son aquellas que no permiten el paso de una sustancia a través de ellas.

Tabla 2 Tipos de transporte TRANSPORTE ACTIVO

TRANSPORTE PASIVO

El Transporte Activo se realiza en Contra de un Gradiente de concentración, es decir, las sustancias que ingresan hacia el interior celular lo realizan desde un lugar donde está menos concentrada hacia otro donde está más concentrada a través de una Membrana Semipermeable

Se realiza a favor de un Gradiente de concentración, es decir, las sustancias que ingresan hacia el interior de la célula lo realizan desde un lugar donde está más concentrada hacia otro donde está menos concentrada a través de una Membrana Semipermeable

Hay Participación de las Proteínas Permeases, Integrales o Carrier de la Membrana Plasmática.

No participan las Proteínas Integrales de la Membrana Plasmática, salvo en el caso de Difusión Facilitada en donde la incorporación de sustancias Hidrosolubles como Aminoácidos, Monosacáridos es Facilitada por una Proteína Integral de la Membrana Plasmática.

Se requiere gasto de energía química en forma de ATP para realizar la incorporación de sustancias.

No requiere gasto de ATP para producir el pasaje de sustancias.

2. Mecanismos del Transporte pasivo: a) Difusión simple: Es la difusión de agua, gases disueltos o moléculas liposolubles a través de la bicapa de Fosfolípidos de la membrana plasmática. b) Difusión facilitada: Es la difusión de moléculas, solubles en agua, a través de una membrana con participación de las proteínas de membrana. c) Ultrafiltración o Diálisis: En este proceso de transporte pasivo, el agua y algunos solutos pasan a través de una membrana por efecto de una presión hidrostática. El

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movimiento es siempre desde el área de mayor presión al de menos presión. La ultrafiltración tiene lugar en el cuerpo humano en los riñones y es debida a la presión arterial generada por el corazón. Esta presión hace que el agua y algunas moléculas pequeñas (como la urea, la creatinina, sales, etc.) pasen a través de las membranas de los capilares microscópicos de los glomérulos para ser eliminadas en la orina. Las proteínas y grandes moléculas como hormonas, vitaminas, etc., no pasan a través de las membranas de los capilares y son retenidas en la sangre. d) Ósmosis: La ósmosis es un tipo de transporte pasivo en el cual solo las moléculas de agua son transportadas a través de la membrana. El movimiento se realiza a favor de la gradiente, esto es desde el medio de mayor concentración de agua (menor concentración de soluto) hacia al de menor concentración de agua (mayor concentración de soluto y solvente), con ello permite equilibrar las concentraciones del soluto de los medios separados por la membrana celular. La función de la osmosis es mantener hidratada a la célula, dicho proceso no requiere del gasto de energía (ATP). El fenómeno de la ósmosis se puede observar en las células, tanto animales como vegetales, cuando son sometidas a distintos tipos de soluciones, o medios. e) Ósmosis en una célula animal: Comportamiento de célula animal ante distintas presiones osmóticas En un medio isotónico, tanto la entrada como salida de agua es constante, es decir, existe un equilibrio dinámico. En un medio hipotónico, desaparece el equilibrio dinámico por tanto la entrada de agua es superior a la salida, en consecuencia, la célula absorbe el agua hasta reventar, fenómeno conocido como citó lisis. En un medio hipertónico, al contrario la salida de agua es superior a la entrada de agua por lo tanto la célula se deshidrata perdiendo su contenido hasta arrugarse y morir, este fenómeno es conocido como crenación. f) Ósmosis en una célula vegetal: Comportamiento de célula vegetal ante distintas presiones osmóticas En un medio hipertónico, la célula elimina agua y el volumen de la vacuola disminuye, produciendo que la membrana plasmática se despegue de la pared celular, ocurriendo la plasmólisis En un medio isotónico, existe un equilibrio dinámico. En un medio hipotónico, la célula toma agua y sus vacuolas se llenan aumentando la presión de turgencia, dando lugar a la turgencia. g)

Balance hídrico en células con pared celular

Las células procariotas, algunos protistas, los hongos y las plantas presentan pared celular rodeado de la membrana plasmática .en un medio hiperosmótico, las células con pared perderán agua por ósmosis y se plasmolizan, lo que es generalmente letal.

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h) Plasmólisis: fenómeno donde una célula con pared se arruga y la membrana plasmática se separa de la pared celular a medida que la célula pierde agua, en un medio hipertónico, 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, 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. 3. Endocitosis: es un mecanismo clave por el cual las células introducen moléculas grandes, partículas extracelulares e incluso pequeñas células, englobándolas en una invaginación de la membrana citoplasmática, formando una vesícula que termina por desprenderse de la membrana para incorporarse al citosol. Se presenta como un caso contrario a los acontecimientos de la exocitosis. Los mecanismos de endocitosis tienen como fin regular la composición de lípidos y proteínas de la membrana plasmática, realizan una regulación de cómo las células interactúan con su entorno y por ende es un apoyo fundamental para la fisiología celular y la homeostasis. El término de "endocitosis" fue utilizado por Christian de Duve en 1963 como concepto para incluir en un mismo término a la ingestión de partículas grandes y la absorción de Fluidos o macromoléculas en pequeñas vesículas. Procedimiento 1. Osmosis de Elodea

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2. Osmosis en células de la cebolla 3

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4. osmosis y dialisis en eritrocitos human

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4. Efectos de la temperatura sobre la velocidad de difusión

5. Efecto de concentración sobre la velocidad de difusión

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Análisis de resultados 1. Osmosis en células elodea

Imagen 1. Hoja de elodea comparación de control y sacarosa

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De las células elodea que evidenciamos en la imagen1. Podemos encontrar el control que es, como las células actúan en el estado natural, por lo que la cantidad de agua que entra y sale es la misma. Con la sacarosa logramos encontrar después de haber transcurrido un tiempo de 18:36 minutos. El efecto de plasmólisis que se explica en el punto (2h) del marco teórico. Observando que los cloroplastos y la membrana plasmática se comprimen por el medio hipertónico al que se sometió en la práctica, desprendiéndose de la pared celular. Como se observa en el círculo rojo señalado en la imagen1. 2. Osmosis de la

cebolla

Imagen 2. Epidermis de la cebolla En la imagen 2, de la célula de la epidermis de la cebolla se identifican sus estructuras a partir de la tinción con el lugol el cual permite que partes como la pared celular, el citoplasma y el núcleo sean visibles, teniendo en cuenta que la solución salina al 10% en las células vegetales se presenta como un medio hipertónico, que referencia un fenómeno de plasmólisis en el que ocurre un desprendimiento de la pared con la membrana plasmática este proceso se referencia en el punto 3.h del marco teórico. En este caso en la epidermis de la cebolla se evidencia la contracción de la membrana celular por la pérdida progresiva de agua que ha tenido al perder su turgencia y ha permitido el desprendimiento con la estructura que conforma su sostén. 3. Osmosis y diálisis de los eritrocitos

Imagen 3. Eritrocitos a diferentes soluciones salinas

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En la tabla 3, se referencian diferentes soluciones salinas a las cuales se expusieron los eritrocitos, en la que se identificó que el NaCl al 0.9% es el valor normal al cual se encuentra los eritrocitos y en los mecanismos de transporte este tipo de osmosis que se presenta en las células es isotónico. De igual manera en el NaCl al 0.4 se identificó un proceso hipotónico en el cual se evidencia el crecimiento de los glóbulos rojos ya que el agua entra en mayor medida en estos, por la gran cantidad de solvente en su medio y la menor cantidad de sales presentes en el mismo, teniendo como resultado una muerte celular si se mantiene en estas concentraciones. En la última concentración de NaCl al 2% los eritrocitos se encuentran en una solución hipertónica en la cual estos pierden agua de sus centros y son llevados a un proceso contráctil de su estructura, estos fenómenos presentados en los eritrocitos son referenciados en el punto 2. E del marco teórico. 4. Efecto de la temperatura en la velocidad de difusión Tabla 3. de

Efecto

la Agua

Adicione 1 gota de Azul de metileno al 1% Registre: Tiempo Cero o inicial Tiempo final o de difusión uniforme del colorante

Tubo No.1 10 ml Agua a 4°C. Verifique la T°

10 ml Agua a T° ambiente. Verifique la T°

1 gota

1 gota

1 gota

0

0

0

3 min

2 min 8 seg

58 seg

temperatura sobre la velocidad de difusión

Tubo No.2

Tubo No.3 10ml Agua a 70°C. Verifiqué la T°

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Imagen 3. Temperatura

Tanto en la tabla 3 como en la imagen 3 se identifica el proceso de difusión en el cual los resultados arrojados son tomados a partir del tiempo en función de la temperatura con lo que se evidencio que la velocidad de difusión depende de los niveles de temperatura a los cuales son expuestos los tubos de ensayo con el azul de metileno, tratándose de un mecanismo de transporte llevado a cabo por las células y que trabaja favor de un gradiente de concentración, en este caso se puede notar que tanto el tubo 1 como el tubo 2 obtuvieron tiempos casi parecidos en el que el azul de metileno se difundió en un tiempo mayor a lo ocurrido con el tubo tres que al percibir una temperatura de 70°c acelero su proceso y el tiempo fue menor. En la siguiente grafica se describe la influencia de la temperatura en la velocidad de difusión y como a medida que esta aumenta la línea decrece porque el tiempo de difusión tiene una acción más rápida, todo esto debido a las partículas que penetran en el solvente movidas por una fuente de energía, este tipo de transporte se referencia en el punto 2. a, b y c del marco teórico.

5. Efecto de la concentración sobre la velocidad de difusión Tabla 4. Efecto de la concentración sobre la velocidad difusión

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Tubo No.1

Tubo No.2

Agua

10 ml

10 ml

Adicione 1 gota de Azul de metileno al 0.5%

1 gota

Adicione 1 gota de Azul de metileno al 1% Adicione 1 gota de Azul de metileno al 1.5% Registre: Tiempo Cero o inicial

Tubo No.3 10 ml

1 gota 1 gota 0

0

0

Tiempo final o de difusión uniforme del colorante

9 min 54 seg

8 min 38 seg

7 min 33 seg

Tiempo de difusión (tiempo final - tiempo inicial)

9 min 54 seg

8 min 38 seg

7 min 33 seg

Imagen 5. Concentración En la tabla 4 y en la imagen 5 se pueden observar los efectos que tuvo el azul de metileno en diferentes concentraciones con respecto al solvente, mediante la difusión simple se reconoce que a mayor concentración de soluto el tiempo de difusión es más rápido, de esta manera se puede identificar que los tiempos en los que se obtuvo un resultado para cada tubo se debieron a las sumas concentraciones de cada. Si en los tres tubos se adicionara el azul de metileno a altas concentraciones y en las mismas consideraciones el nivel de respuesta en el tiempo será el mismo para los tres. En la siguiente grafica se puede evidenciar el tiempo en el que actúa el azul de metileno en función de sus concentraciones, lo que mostro que hay un decrecimiento de la gráfica cuando encontramos que en el tubo 1 la concentración es menor y que en el tubo 3 la concentración es mayor, siendo el ultimo el que demuestre que a mayor concentración el tiempo de difusión es menor y la velocidad es superior.

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Conclusiones En conclusión a través de la práctica de laboratorio en células animales y vegetales se pudo evidenciar que los eritrocitos reaccionaron por medio de osmosis en respuesta a las concentraciones salinas a las cuales fueron expuestos, teniendo en cuenta el equilibrio, la pérdida y ganancia de agua que experimentaron las células las cuales poseen una membrana celular que tiene intercambio de sustancias con el medio que la rodea. También se identificó que en las células vegetales se presentó un fenómeno llamado plasmólisis el cual afecta directamente a estas células, por lo tanto en la elodea y en la epidermis de la cebolla se observó que en una solución hipertónica la célula sufría un desprendimiento de la pared con la membrana lo que debilito su estructura. Por otro lado en la experimentación a partir de los efectos de la temperatura y la concentración sobre la velocidad de difusión se llegó a la conclusión que a mayor temperatura y concentración la velocidad es superior y el tiempo de acción de los solutos es menor. Bibliografías    

Natu.(08/12/2015).secundaria biología-5puntos. Recuperado https://brainly.lat/tarea/2210913 Anónimo.kham academy. Recuperado de: https://khanacademy.org/science/biology/membranes-and-transpot/passivetransport/a/diffusion-and-passive-transport Aumen 1/1 coment. 6/2016. Cuadros comparativos. Recuperado de:

de:

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        

https//cuadroscomparativos.com/diferencias-entre-tranporte-pasivo-y-activocuadros- comparativos-e-imágenes/ Anónimo. guion biología. Recuperado de: https//fciencias.urg.es/images/stories/documentos/semanaCiencia2011/guionBiolo giaCelular.pdf Alberto Cabal (julio 2002). Lifeder.com Recuperado de: https://www.lifeder.com/plasmolisis/ Gradientes electroquímicos y el potencial de membrana (2019). Khan academy Recuperado de: https://es.khanacademy.org/science/biology/membranes-and-transpot/activetranspot/a/active-transpor Helena vzla. Slideshare Recuperado de: https://es.slideshare.net/helevavzla/transporte-a-traves -de-las-membranasbiológicas