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• DAVID ESPINOZA AVENDA�O

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LABORATORIO DE BIOLOGÍA Práctica N° 5 PERMEABILIDAD CELULAR

INDICE

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INTRODUCCION................................................................ 3 RESUMEN

................................................................ .4

MARCO TEORICO. ............................................................ 5-7 DETALLES EXPERIMENTALES ...........................................8-9 RESULTADOS ............................................................... 10-13 DISCUSION DE RESULTADOS.............................................14 - 15 CONCLUSIONES................................................................ 15 RECOMENDACIONES.........................................................16 APENDICE..................................................................

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BIBLIOGRAFIA................................................................ 21

I. INTRODUCCIÓN La célula como organismo vivo requiere establecer continuo contacto con el medio exterior que la rodea, o bien eliminando las sustancias de desecho; o permitiendo el ingreso de otras a través de las membranas. La membrana funciona como un “ muro comunicante “ que separa dos compartimientos , el extracelular y el intraocular El movimiento de moléculas disueltas en los fluidos y de agua ocurre tanto por transporte pasivo como por el que requiere energía. El paso del agua es

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muy importante para las células porque utiliza un mecanismo particular que puede contribuir a disminuir diferencias extremas en las concentraciones de las sustancias disueltas permitiendo su adaptación . El flujo de agua trae como consecuencia cambios en la morfología de la célula que pueden ser apreciables en el microscopio.

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II. RESUMEN El tema de la practica 2 corresponde a la permeabilidad celular , donde se pudo apreciar el proceso de difusión y osmosis . Además se observó las distintas respuestas tanto de las células animal como la de vegetal en diferentes soluciones salinas ( diferentes concentraciones ) . La práctica consta de tres experimentos : En la primera , se trabajó con una zanahoria . Se extrajo la parte central y se colocó azúcar en zona escavada , la zanahoria se coloca un fuente de agua destilada por un tiempo de casi una hora . Pasado el tiempo requerido, se observó que el azúcar se diluyo , bajo su concentración . Se pudo constatar que se produjo el proceso de difusión En los experimento finales ( segundo y tercera ) se logró reconocer las distintas respuestas de las células a diferentes soluciones salinas ( hipotónicas , isotónicas e hipertónicas ) , los cuales fueron discutidas brevemente En el segundo experimento, se usó un capa delgada de epidermis del catafilo de la cebolla, se procedió a trabajar en tres soluciones salinas distintas para apreciar sus respuesta al cambio de solución En el último experimento, se usó células animales (glóbulos rojos ) presentes en un muestra de sangre extraída , de igual manera que el segundo experimento , se trabajó en tres distintas soluciones y se observó distintos comportamiento según el medio en que se encontraba la célula

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III. MARCO TEORICO La forma y tamaño de las células están relacionadas generalmente con las distintas funciones que cumplen en el organismo; la forma de esfera se presenta muy raramente, predominando en los tejidos las formas isodiametricas, cubicas o poliédricas, alargadas y con aspecto de fibra; y también existen células como las amebas y los glóbulos blancos que tienen la capacidad de cambiar de forma conforme se mueven de un lugar a otro. La célula requiere nutrientes para llevar a cabo sus funciones , el intercambio de sustancias con sus medio externo se da a través de la membrana celular . La membrana celular consiste en una bicapa lipídica formada por fosfolípidos unidos a glúcidos . Las principales funciones realizadas son :  Limitar y dar forma a la célula .  Seleccionar y transportar las moléculas que entran y salen de la célula .  Controla las reacciones bioquímicas .  Actúa como un marcador para el reconocimiento de otras células o diversas sustancias [ CITATION Vic02 \l 10250 ]

Permeabilidad de la membrana celular La permeabilidad es definida como la medida de la cantidad de sustancias que difunde por unidad de área y tiempo , es por ello que la solutos en las células se distribuyen en función de su permeabilidad . Según su grado de permeabilidad, las membranas se les clasifican en fig1 :  



Membranas impermeables: Aquellas que no dejan pasar ninguna clase de sustancias sólida y liquida Semipermeables: dejan pasar agua, pero ningún soluto. Uno de este tipo es la membrana de diálisis (aquellos que permiten el paso de agua y cristaloides a favor de gradientes de concentración, sin que haya paso de coloides) Permeabilidad selectiva que dejan pasar algunos iones y moléculas pequeñas, pero impiden la entrada de otros iones y otras moléculas grandes y pequeñas .

Imagen 1 Grados de permeabilidad en las membranas celulares. La permeabilidad selectiva de la membrana depende tanto de la barrera discriminatoria de la capa lipídica como también de las proteínas de transporte embebidas en la membrana

Transporte a través de las membranas celulares

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Transporte pasivo Este tipo de transporte se da cuando las moléculas se desplaza por causa de gradientes de concentración , es decir se mueven de la zona mas concentrada o se mueven de las zonas de mas alta presión a las zonas de mas baja presión osmótica .Este desplazamiento no necesita energía adicional ( ATP ) por el cual recibe el nombre de transporte pasivo [ CITATION Jul02 \l 10250 ]

 Difusión facilitada : Por difusión mediada o facilitada atraviesan la membrana sustancias que requieren la mediación de proteínas de membrana que las reconocen específicamente y permiten su paso sin que lleguen a tomar contacto directo con los lípidos hidrofóbicos. Se puede transportar un soluto específico desde el interior de la célula al exterior o viceversa, pero el movimiento neto es siempre desde una región de mayor concentración de soluto a una de menor concentración. Las proteínas de canal y las proteínas transportadoras facilitan la difusión por diferentes mecanismos.  Difusión simple : es el paso a través de la membrana de pequeñas moléculas en favor de

la gradiente , puede realizarse a través de la bicapa lipídica o de canales proteicos .La difusión permite la entrada de moléculas lipídicas , el oxigeno y el nitrógeno ( sustancias apolares ) ; algunas moléculas polares de muy pequeño tamaño como el agua , dióxido de carbono , etanol y glicerina. La difusión del agua se denomina osmosis y la del soluto , diálisis [ CITATION Cal04 \l 10250 ]

Ósmosis : es un tipo especial de difusión . Es la difusión de solventes o agua a través de una membrana semipermeable ( una membrana que permite la difusión de ciertos solutos y agua ) desde una rea de elevada concentración a una baja concentración La osmosis a través de la membrana plasmática desempeña un papel importante en la vida de las células casi todas las membranas plasmáticas son muy impermeables al agua .Dado que todos las células contienen sales , proteínas , azucares ,etc ; el flujo de agua se da través de la membrana plasmática depende de la concentración de agua en el liquido que baña a las células . [ CITATION Aud05 \l 10250 ] Imagen 2 . Comparación entre difusión y osmosis

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osmolaridad: es la medida que expresa el nivel de concentraciones de los componentes de diversas soluciones

TIPOS SE SOLUCIONES OSMÓTICAS Medio isotónico:contiene solutos no difusibles , cuya osmolaridad es la misma entre el LIC ( liquido intracelular ) y LEC ( liquido extracelular ) .En ella la célula no modifica su volumen ya que no produce difusión neta de agua EJM: cloruro sódico diluido al 0.9% o la solución de glucosa al 5 % Medio hipertónico : esta solución contiene una concentración de solutos no difusibles mas alta que la del LIC , el agua se difunde de la célula hacia el espacio extracelular generando una disminución de volumen hasta que se igual ambas concentraciones . EJM : soluciones salinas o cloruro de sodio al 5 % Medio hipotónicos : esta solución contiene menores concentraciones de solutos no difusibles que la del LIC , el agua penetra en la célula hacienda que se hinche .Como resultado se diluye el LIC al tiempo que el LEC se concentra hasta que ambas soluciones tengan aproximadamente la misma osmolaridad .EJM : solución salina al 0.5 % o DAD ( dextrosa en agua destilada ) al 2.5 % y al 5 % [CITATION Bea \l 10250 ] Imagen 3 . Efecto de distintas soluciones en las células

Osmosis en células animales y vegetales La función de la osmosis es mantener hidratada a la membrana celular

Solución hipotónico

Solución isotónico

Célula animal

Célula vegetal

La célula absorbe agua hinchándose y hasta el punto en que puede estallar dando origen a la citolisis . Hay un equilibrio dinámico es decir , el paso constante de agua . La célula pierde agua , se arruga llegando a deshidratarse y se muere , esto se llama crenación

La célula toma agua y sus vacuolas se llenan aumentando la presión de turgencia , dando lugar a la turgencia

Existe un dinámico

equilibrio

La célula elimina agua y el volumen de la vacuola Solución disminuye , produciendo hipertónic que la membrana o plasmática se despegue de la pared celular , ocurriendo la plasmólisis Imagen 4Osmosis en célula animal y vegetales

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IV. DETALLES EXPERIMENTALES Materiales                

Una cebolla (cuyo nombre científico es Allium cepa). Una zanahoria sin cortes y en buen estado. Glóbulos rojos (se van obtener producto del corte voluntario a un alumno de cada grupo respectivamente). Soluciones al 0.2%, 0.9% y 5%. Alcohol yodado. Algodón. Láminas y laminillas. Azúcar rubia. Agua destilada. Un cuchillo pequeño. Papel lente (para limpiar el microscopio). Alcohol isopropílico. 2 microscopio compuesto (uno para el experimento con la cebolla y el otro con la muestra de sangre). Mondadientes. Lanceta de punción (para el corte). Un frasco de vidrio transparente y boca ancha.

Procedimiento En la clase se desarrollaran tres experimentos donde hubieron diversos procedimientos que se van a mencionar a continuación. 1. Experimento con la zanahoria:  Con la ayuda del cuchillo y mucho cuidado extraer la parte central de la zanahoria.  Colocar en los bordes de la zanahoria los mondadientes.  Luego colocar dentro de la cavidad hueca un poco de azúcar rubia.  Después llevar la zanahoria con azúcar al frasco y colocarla en forma vertical. 8

 Luego llenamos el frasco con el agua destilada y esperamos un tiempo en lo que tarda ver los resultados en este.

2. Experimento con la cebolla:  Primero con la ayuda del cuchillo cortamos la cebolla por la mitad.  Luego con uno de los pedazos obtenidos sacamos con cuidado cada una de sus capas hasta obtener el catáfilo de la cebolla (debemos de obtener tres catáfilos para las diferentes soluciones en sus respectivas láminas).  Posteriormente colocamos el catafilo en la lámina portaobjeto.  Luego echamos una gota de la solución al 0.2%, a otra una gota al 0.9% y al último una gota al 5%.  Después los cubrimos cada uno con las láminas cubreobjetos.  De ahí lo llevamos al microscopio para poder obsérvalo con los oculares (antes de esto ya debimos de haber limpiado el microscopio con la ayuda del papel lente y alcohol isopropílico).  Para finalizar observamos la muestra con los objetivos de 10X y 40X para y anotamos lo más resaltante que observamos.

3. Experimento con los glóbulos rojos:  Primero voluntariamente uno de los alumnos debe ser el voluntario para realizar el corte en la yema de su dedo y poder obtener las gotas de sangre.  Luego limpiamos la yema del dedo de este y con la ayuda del algodón y alcohol yodado para desinfectarlo.  Después usando la lanceta de punción realizamos el corte.  Seguidamente echamos la gota de sangre en las láminas portaobjeto.  Lo cubrimos con la lámina cubreobjetos y lo llevamos al microscopio para observarlo también al igual que en el experimento de la cebolla con los objetivos de 10X y 40X.

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V. RESULTADOS  Experimento A ( zanahoria ) El azúcar se aguó, es decir el agua del recipiente ingreso a la célula de la zanahoria hasta llegar a transportarse a donde estaba el azúcar (el soluto) q se encontraba en la parte superior de la zanahoria, expulsando el liquido de la zanahoria hacia afuera

Figura 1

Figura 4

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Figura 2

Figura 3

 Experimento B ( célula vegetal ) Célula vegetal en solución hipotónica (0.2% de solución salina): Se observa un hinchamiento en las células, debido a la presión interna del líquido(fenómeno de turgencia), con forma poco definida y paredes más onduladas

Célula vegetal en solución isotónica (0.9% de solución alcalina): -Se visualiza un estado en equilibrio, la célula está menos estirada, las formas y bordes mejor definidos, presenta menor tamaño.

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Célula vegetal en solución hipertónica (5 % de solución alcalina): En este último caso pudimos observar un hecho sorprendente en la célula, nosotros vimos que la membrana citoplasmática se había “comprimido” y como consecuencia, se había alejado de la pared celular. A continuación se observa gráficamente el suceso

 Experimento C ( célula animal ) Célula animal en solución hipotónica (0.2% de solución salina): Con el objetivo de 40X se puede percibir el movimiento de 2 o 3 células, se ven células muy hinchadas y restos de células reventadas en partes intermedias de las células infladas.Después de aproximadamente 22 minutos volvimos a poner la muestra al microscopio y notamos células mucho más hinchadas y aumentaron los restos de células que sufrieron lisis.

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Célula animal en solución isotónica (0.9% de solución salina): En una solución isotónica la cantidad de agua que ingresa a la célula es equivalente a la cantidad de agua que sale. Con el objetivo de 10X y 40X se puede percibir un movimiento muy lento, las células no se han hinchado y tampoco se han desinflado.Después de aproximadamente 20 minutos volvimos a poner la muestra al microscopio y no se percibió ninguna variación en la forma de la célula, ni en la velocidad de movimiento (seguía moviéndose de manera lenta).

Célula animal en solución hipertónica (5% de solución salina): Al colocar la muestra y observarla a 40x, observamos el fenómeno de la crenación de los glóbulos rojos, se observó una deformación presente en los eritrocitos, estos tenían apariencia arrugada y encogida, como sacos vacíos, fue muy notable el estado de deshidratación que presentaban las células.

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VI. DISCUSIÓN DE RESULTADOS Experimento A A medida que pasaba el tiempo el azúcar se humedecía cada vez mas , esto se debe al proceso de ósmosis el cual sucede cuando el agua se transfiere a la zanahoria ( es una raíz cuya función es absorber el agua ya que presenta membranas semipermeables ) porque es una solución muy concentrada, tiene mucho soluto (Azúcar) y poco solvente (Agua) . También se presenta el transporte activo porque según el término de difusión las sustancias saldrían y el agua no entraría, pero el azúcar y otras sustancias entran a la vacuola por transporte activo. Para ello, las células tienen en su membrana proteínas que gastan energía en esto .

EXPERIMENTO B Célula vegetal en solución hipotónica : Al hacer las observaciones, las células se encontraban hinchadas, esto se conoce como el fenómeno de turgencia; ocurre cuando el soluto que está fuera de la célula o en el líquido extracelular tiene menor concentración que el soluto que está dentro de la célula, por consiguiente gran cantidad de agua del medio extracelular ingresa al interior de la célula provocando su expansión, gracias a su pared celular que le da gran rigidez, evita que la membrana sufra rupturas y ocasione la citólisis. Célula vegetal en solución isotónica: -Se observa que la célula permanece del mismo tamaño, la solución que está dentro y fuera de la célula presentan igual concentración, por lo cual no existe un flujo de entrada o salida neto del agua. Célula vegetal en solución hipertónica Al hablar de la plasmólisis Millán, P., & Sánchez sostuvieron: Al suspender una célula vegetal en un medio hipertónico (concentración total de solutos mayor que la del citoplasma), la célula difunde agua hacia el exterior con el objetivo de igualar la concentración de solutos entre el medio extracelular y el intracelular, o sea que la célula utiliza este mecanismo para mantener la homeóstasis. En las células vegetales este fenómeno se llama plasmólisis. [ CITATION Mil \l 10250 ]

La información de Millán, P., & Sánchez, nosotros pudimos comprobarla ya que logramos observar con éxito el suceso de la “plasmólisis” en el medio hipertónico, vimos cómo está relacionado con la ósmosis y la consecuencia con la célula vegetal .

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EXPERIMENTO C Cuando la célula animal es sometido al medio hipotónico el agua ingresa dentro de la célula y hace que la célula quede muy hinchada. Y a veces la hinchazón de la célula es tanto que hace que esta reviente pudiendo ver en el microscopio restos de lo que queda, a esto le llamamos lisis . Cuando la célula animal es sometido a un medio hipertónico el agua del interior de la célula sale para compensar la menor concentración de agua en el medio externo. Y al salir el agua la célula queda como un globo desinflado, sin volumen y en algunos casos las esquinas tienen forma de espinas, a esto le llamamos crenacion

La células animales deben estar en un medio de concentración isotónica para que pueda estar en funcionamiento y se mantenga estable, de lo contrario al ser sometidas al medio hipotónico provocaría su destrucción por la falta de pared celular y al ser sometido a medio hipertónico pierde agua y con ello también pierde su habilidad para dividirse.

VII. CONCLUSIONES  La función de ósmosis cumplió su proceso de difusión con respecto a la zanahoria y el H2O.  Los medios isotónicos son inocuos para las células, puesto que no les genera algún estrés sobre su membrana celular.  Los medios hipertónicos son fatales para las células animales y vegetales, provocando su muerte celular.  Las células vegetales son más resistentes al estar en un medio hipotónico que las células animales.  La plasmólisis es una consecuencia de la ósmosis de la célula vegetal en un medio hipertónico, ya que busca llegar a la homeostasis. Este fenómeno provoca la separación de la membrana plasmática de la pared celular y podría llegar a ser una separación irreversible.

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VIII. RECOMENDACIONES 

Para ingresar al laboratorio tener la bata puesta.



Prestar atención a las recomendaciones que la profesora da en clases.



Al sacar el microscopio la posición que se debe tener es vertical donde una mano la sujeta del cuello y la otra se apoya a la base de esta.



La mesa donde colocaremos el microscopio debe de estar limpia para ello usamos una franela.



Limpiamos los oculares y objetivos del microscopio con la ayuda del papel lente y alcohol isopropilico.

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Usar el microscopio con cuidado ya que es un material que lo facilita la facultad de ciencias biológicas.



Con la zanahoria: 1. Tener cuidado al manipular el cuchillo. 2. No jugar con el cuchillo y solo usarlo para lo mencionado en el procedimiento. 3. No jugar con el recipiente ya que al ser de vidrio puede producir un corte al romperse.



Con la cebolla: 1. Tener cuidado con el cuchillo al cortar la cebolla para obtener el catáfilo.

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Con los glóbulos rojos: 1. Desinfectar la yema del dedo con la ayuda de un trozo de algodón y del alcohol yodado para realizar después el corte con la lanceta de punción. 2. Botar los utensilios usados en el corte para evitar alguna contaminación entre los miembros del grupo al realizarse un corte con la lanceta ya usada.

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IX. APÉNDICE Cuestionario 1. Explique a que se debe los cambios observados en la celula animal al entrar en contacto con la solución salina al 0.2 % , 0.9 % y 5 % .

Descripción - explicación Solución 0.2 % ( hipotónica )

En una solución hipotónica, la concentración de solutos es menor fuera de la célula por la tanto hay un flujo neto de agua hacia el interior de la célula . Es por ello que se observa células infladas – hinchadas , o incluso algunas pueden explotar ( lisis ) si la flujo de agua no ha sido removido de la célula

Solución 0.9 % ( isotónica )

En un solución isotónica la concentración de solutos es la misma fuera y dentro de la célula , no hay flujo neto de agua por lo tanto la célula no experimenta ningún cambio , se mantiene en equilibrio osmótico

Solución 5 % ( hipertónica )

En una solución hipertónica la concentración de solutos es mayor fuera de la célula. Como resultado el agua dentro de la célula sale para alcanzar el equilibrio , por lo tanto la célula se encoge , se deforma la membrana celular

2. Explique a que se debe los cambios observados en la célula vegetal al entrar en contacto con la solución salina al 0.2 % , 0.9 % y 5 %

Descripción - explicación Solución 0.2 % ( hipotónica )

En una solución hipotónica , la concentración de solutos es baja por la tanto hay un flujo neto de agua hacia el interior de la célula . Si bien la célula pierde su forma rígida poligonal , a un forma más ovalada , se mantiene integra debido a sus pared celular soporta la presión osmótica

Solución 0.9 % ( isotónica )

En un solución isotónica la concentración de solutos es la misma fuera y dentro de la célula , no hay flujo neto de agua por lo tanto la célula no experimenta ningún cambio , se mantiene en equilibrio osmótico

Solución 5 % ( hipertónica )

En una solución hipertónica la concentración de solutos es mayor fuera de la célula. Como resultado el agua dentro de la célula sale para alcanzar el equilibrio , esto provoca que la membrana se separe de la pared vegetal

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3. ¿Cuáles de las soluciones fueron hipotónicos, hipotónicos e isotónicas con respecto a la célula ? ¿Por qué? Observando los diferentes comportamientos de la célula según la solución dado podemos decir : Solución al 0.2 % : hipotónica Solución al 0.9 % : isotónica Solución al 5 % : hipertónica Las soluciones dadas en clase se clasifican en hipotónicas, hipertónicas e isotónicas debida a su concentración de sales disueltas en la solución. En este caso la solución hipotónica fue la de 0.2% puesto a que a ambas células (vegetal y animal) las hizo hincharse, debido a su menor gradiente respecto a la gradiente del interior de las células. La solución de 0.9% se puede decir que es el medio isotónico, puesto que, no se observaron cambios significativos en la estructura de ambas células. Mientras que la solución de 5% es la solución hipertónica, puesto a que bajo esta solución se observaron los fenómenos de plasmólisis y crenación descritos en la parte teórica de la clase.

4. ¿Por qué no ocurre lisis en la célula vegetal ? A comparación de la célula animal , la célula vegetal posee pared celular el cual soporta la presión osmótica evitando así la lisis a diferencia de la célula animal que sufre ruptura de su membrana .

5. ¿Qué ventajas y desventajas significan para la célula los fenómenos de osmosis y transporte activo ? Transporte activo Osmosis

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Ventajas

Desventajas

Regula las funciones de las células como al fotosíntesis

Consume energía

 No requiere consumo de ATP .  Permite distribuir nutrientes y deshacer desechos

 Es exclusivamente para el movimiento de solvente mas no del soluto  Requiere un membrana semipermeable

6. Defina :  Plasmólisis : es un fenómeno que se produce en las células vegetales cuando son expuestas a un medio hipertónico .Debido a la perdida de agua la célula se deshidrata y cambia de forma .  Difusión : se refiere a la propagación de moléculas , solutos de un medio a otro , en términos biológicos es un forma de transporte celular pasivo  Difusión facilitada : es un tipo de transporte pasivo que involucra la intervención de alguna fuente de energía y la ayuda de proteínas de transporte  Presión osmótica : es la presión que debe ser ejercida sobre la solución para evitar la entrada del solvente  Hemolisis : Se trata de un fenómeno donde los hematíes o glóbulos rojos se destruyen, liberando su contenido citoplasmático , esto ocurre cuando son expuestas a un medio hipotónico  Osmosis : es un fenómeno en el que se produce el paso de un disolvente a través de una membrana semipermeable ( solo permite el paso de disolventes mas no solutos } ,desde una solución más diluida a otra más concentrada  Crenación : es un fenómeno en donde la célula animal se somete a una solución hipertónica, tendiendo a liberar su agua. Es un proceso análogo a la plasmólisis de la célula vegetal, pues en ambos casos ocurre una deshidratación de la célula.  Turgencia : es un fenómeno que ocurre en las células vegetal , hay fenómeno , hay una expansión de la célula al hincharse por la presión de los fluidos . A través de este fenómeno , las células se hinchan al absorber agua ejerciendo presión contra las membranas celulares . Ocurre cuando son expuestas a un medio hipotónica 19

Imagen 5 Célula vegetal en medio hipertónica a un aumento total 400X Se aprecia el desprendimiento de la membrana ( plasmólisis )

Imagen 6 Célula animal en medio hipotónico a un aumento total 400 X .Se aprecia células hinchadas

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X. BIBLIOGRAFÍA

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