Osmosis (página 2)

En la experiencia realizada en clase, el
líquido utilizado fue agua
destilada, lugar donde las moléculas están
más separadas que en un sólido pero menos que en un
gas
(aquí las fuerzas que de manifiestan entre las
partículas son mínimas).

El movimiento de
los gases solo
puede darse dentro de los límites
del recipiente que los contiene, y tienden a ocupar todo el
espacio disponible.

Osmosis

Experiencia n°2

Materiales:

-         
Una catáfila (hoja de cebolla) Allum cepa

-         
Una pinza

-         
Una hoja de bisturí

-         
Un portaobjetos y un cubreobjetos.

-         
Agua destilada

-         
Solución de Nitrato de Potasio al 10 %

-         
Un microscopio

Técnica:

Se toma una catáfila, y sobre la cara externa se
realiza un corte en "V". Luego con una pinza se desprende la
epidermis superior lo mas finamente posible. Se extiende la
película de tejido epidérmico sobre un portaobjetos
que debe contener en su centro una gota de agua destilada.

Una vez extendida, se coloca con sumo cuidado el cubreobjetos
realizando un pequeño movimiento circular.

Se observará el preparado fresco al microscopio con
un aumento de 100x . Se dibujará la imagen que obtuvo
del tejido epidérmico ne na de las mitades del campo
microscópico que se encuentra a continuación

Osmosis:

Experiencia N° 1:

A continuación se describirá lo observado en
esta experiencia. La solución de sacarosa llegó a
un nivel de 0 ml antes de ser sumergida en el vaso de
precipitados. Pasados 5 minutos llegó a 0,25 ml. Luego,
durante el segundo período, la solución fue
subiendo hasta llegar a  los 0,45 ml. En el tercer
período sigue subiendo a mayor velocidad
alcanzando los 0,61 ml. Por último, en el cuarto
período, se destaca su llegada a los 0,8 ml. La
solución ha subido 0,8 ml en total en 20 minutos solo por
el hecho de ser sumergida en un vaso de precipitados lleno de
agua. Lo sucedido con la bolsa llena de sacarosa es comparable a
lo que pasa con una membrana plasmática pues tiene lugar
el proceso de
ósmosis. Esta es la difusión del agua a favor del
gradiente a través de la membrana bilipídica de
la
célula. La ósmosis da como resultado la
transferencia neta de agua de una solución que tiene un
potencial hídrico mayor a un potencial hídrico
menor. El movimiento del agua en la ósmosis
procederá de una región de menor
concentración de soluto a una mayor concentración
de soluto, donde hay menor concentración de agua. La
presencia del soluto disminuye el potencial hídrico y
así se crea un gradiente de potencial hídrico a lo
largo del cual difunde el agua. La difusión del agua no se
ve afectada por qué cosa está disuelta en ella sino
solamente por cuánto se encuentra disuelta, es decir, por
la concentración de partículas de soluto en
el agua. Esto
es exactamente lo que sucede en la experiencia: adentro hay
concentrada sacarosa en un nivel mayor. Al tener una membrana la
misma no puede salir por lo que tiende a entrar agua para
disolver la sacarosa y así estabilizar la diferencia de
concentración.

En este gráfico aproximado se ve claramente una
proporcionalidad directa lo cual indica que a medida que pasa el
tiempo sube el
nivel en la columna de la solución de sacarosa, por el
proceso de ósmosis que ya fue desarrollado
anteriormente.

Cuestionario:

1-     ¿ A qué se llama
solución hipertónica, hipotónica e
isotónica?

2-     ¿ Por qué la columna
de agua en el osmómetro se desplaza?

3-     ¿ Qué proceso se
está dando en la célula
vegetal viva, cuando se le proporciona una solución de
nitrato de potasio? Explique.

4-     ¿ Qué es y en
qué tipo de células
actúa: a)la bomba de sodio / potasio y b)la bomba de
potasio?

5-     ¿ Qué mecanismo
presentan los peces para
vivir, algunos en el agua salada y otros en el agua dulce?
Explique.

6-     ¿ Cómo
describiría a los plasmodesmos que Ud. puede observar en
la pared celular?

1) Estos términos hacen referencia a la relación
entre la concentración de partículas de soluto de
dos o más soluciones.
Cuando esa relación está equilibrada (es decir, la
concentración de partículas disueltas por unidad de
volumen es la
misma en las soluciones en cuestión se dice que son
isotónicas). Para comparar soluciones que poseen
concentraciones diferentes se utilizan las palabras
hipotónica e hipertónica. La primera designa a
aquella que tiene una menor concertación de solutos,
mientras que la otra se refiere a la que posee una
concentración mayor. Por ejemplo la solución de
sacarosa que se encontraba dentro de la membrana
plasmática artificial era un solución
hipertónica.

2) La columna de agua se mueve debido a la osmosis.
Debido a que hay una solución de sacarosa dentro de la
membrana artificial se realiza un proceso de osmosis cuyo fin es
que la solución sea isotónica. (ver respuesta 3).
Por lo tanto, entra una gran cantidad de agua al osmómetro
pues para que la solución sea isotónica con el vaso
de precipitados, debe entrar una gran cantidad de agua, y la
columna se desplaza.

3) El proceso que en este caso se está dando recibe el
nombre de plasmólisis. Básicamente es una
reacción que se da en una célula
viva sumergida en una solución hipertónica; implica
la pérdida de agua y la disminución del volumen
celular. Con el término plasmólisis se nombra
el estado de
la célula donde por la elevación de la
concentración de solutos a un nivel superior al de la
vacuola central (lo cual significa también que la
concentración de agua en la vacuola que la envuelve.) ,
cuando la ósmosis tiende a proceder en la dirección inversa y el agua sale de la
célula. Si el proceso continúa, la vacuola se
reduce en tamaño y el "protoplasto" se aleja de la pared
celular. 

4) La bomba de Sodio / potasio es una forma de transporte
activo de membrana. Requiere de una proteína
transmembranosa que bombea iones monovalentes de sodio hacia el
exterior e iones monovalentes de potasio al interior de la
célula. Esa proteína, una enzima sintetizadora de
ATP (adenosin trifofato) o ATPasa, realiza su actividad en contra
del gradiente, gracias a la ruptura de moléculas de Atp.
Se bombean tres iones de sodio hacia el exterior y dos de potasio
hacia el interior, mediante la energía utilizada con la
energía proveniente de la hidrólisis de ATP. El
transporte activo de Na y K tiene una gran importancia
fisiológica, por lo que la mayor parte de las
células gastan el 30% y en algunos casos el 70%. Este
mecanismo de transporte activo se encuentra en todas las
células animales. La
bomba de potasio se encuentra sólo en las células
vegetales. <tiene que ver con la apertura y cierre de los
estomas por la entrada salida de potasio de los mismos. Cuando
entra potasio, también debe entrar agua por osmosis, para
regulas el equilibrio
entre la célula y el medio, y entonces el estoma se
cierra. De lo contrario, este se abre.

5)PECES DE AGUA SALADA

 Los peces de agua salada enfrentaron un problema: una
pérdida potencial de agua hacia el ambiente,
principalmente por ósmosis a través de la
superficie respiratoria de sus branquias. Para este encontraron
dos posibles soluciones, dependiendo de sus
características.

Cartilaginosos:  entre ellos encontramos a los
tiburones, que solucionaron este inconveniente desarrollando,
tras muchos años de evolución, una inusual tolerancia hacia
la urea, de modo que en lugar de excretarla constantemente (como
la mayoría), retienen una alta concentración de
ella en su sangre,
resultando entonces isotónica con respecto al agua
salada.

Óseos:  esta clase de peces es mucho
más reciente que la de los cartilaginosos. Sus fluidos
corporales son hipotónicos con respecto al agua de mar,
siendo su concentración de solutos de solo aproximadamente
un tercio de la del ambiente. Esto representa el peligro
constante de perder tanta agua que la concentración de
solutos de sus fluidos determinaría la muerta de las
células. Para evitar esto deben beber agua del ambiente y
así compensar la perdida osmótica. Pero este
comportamiento
exige, a su vez, otra solución para eliminar el exceso de
sal ingerida (por el agua de mar que beben). Es así como
debieron desarrollar unas células glandulares especiales
en sus branquias que excretan estos excesos. Los iones magnesio y
sulfato, también presentes en grandes cantidades en el
agua del mar son eliminados de la sangre por los riñones y
excretados en la orina.

PECES DE AGUA DULCE

Después se trasladaron a este ambiente
hipotónico, y se vieron obligados a desarrollar sistemas para
bajar sus niveles de agua, ya que esta tendía a entrar en
sus cuerpos. Para ello, utilizan los riñones los cuales
bombean el agua hacia fuera y conservan la sal y los solutos
deseables tales como la glucosa. Los
riñones funcionan como filtro y reabsorben los solutos. La
orina de estos peces es hipotónica sin embargo, alguno
solutos se pierden inevitablemente tanto en la orina como por
difusión a través de las branquias. Esta
pérdida es contrarrestada por células branquiales
que absorben sal y la transportan activamente de nuevo al
cuerpo.

6) Vemos a los plasmodesmos como pequeños orificios que
atraviesan la pared celular y que sirven para comunicar los
citoplasmas de células vecinas.

7) Ejemplos:

• En los peces, el oxígeno entra en la sangre por el proceso
  llamado difusión desde el agua que fluye por medio de
  las branquias. Debido a la estructura
  anatómica  de las branquias, se posibilita a los
  peces una velocidad máxima de difusión, que no
  sólo es proporcional a las áreas superficiales
  expuestas sino también a diferencias en la
  concentración de las moléculas que difunden.

A través de los vasos circulatorios la sangre es
bombeada en dirección contraria a la del agua que lleva
oxígeno. Esto posibilita que la sangre que lleva mas
oxigeno(la que
sale del filamento branquial)se contacte con el agua que lleva
más oxígeno(la que entra en el filamento) y la
sangre con menos oxígeno (la que entra en el filamento
branquial), con el agua con menos oxígeno(la que sale del
filamento).

 Finalmente, la concentración de oxígeno en
la sangre es inferior a la de oxígeno del agua que fluye
por la cámara branquial y, de esta manera, el
oxígeno siempre corre desde el agua  hacia la sangre.
Con esta disposición en contracorriente hace más
eficiente la transferencia de oxígeno a la sangre que si
la sangre fluyera en la misma dirección que el agua; si
esto pasara, en algún lugar sus concentraciones de
oxígeno se igualarían y la difusión no
tendría lugar.

• Sistema respiratorio humano: el aire entra a
  través de la nariz o de la boca y pasa a la faringe,
  entra en la laringe y sigue hacia abajo por la tráquea,
  los bronquios y los bronquíolos hasta los
  alvéolos de los pulmones. Estos últimos son los
  sitios de intercambio gaseoso. El oxígeno y el
  dióxido de carbono se
  difunden a través de la pared de los alvéolos y
  de los capilares sanguíneos.

Los alvéolos están agrupados en racimos, en los
extremos de los bronquíolos, rodeados por los capilares
que forman un lecho en forma de laguna que baña casi por
completo cada alvéolo. Estos se expanden, y, así,
en la respiración, aumentan el área de
intercambio de gases, el cual se produce debido a diferentes
presiones parciales de oxígeno y dióxido de
carbono.

• Los azúcares de las células
  fotosintéticas de la hoja entran en los tubos cribosos
  en contra de un gradiente de concentración. En la
  remolacha azucarera, se ha demostrado que las moléculas
  de sacarosa se mueven de las células del mesófilo
  de la hoja al floema de los haces vasculares, desde donde son
  transferidas a los tubos cribosos por transporte activo. Este
  proceso de transferencia parece implicar el cotransporte de
  moléculas de sacarosa y de iones de hidrógeno por medio de una
  proteína de transporte específica en la membrana
  del tubo criboso. El azúcar que ingresa disminuye el potencial
  hídrico en el tubo criboso y hace que el agua penetre en
  el tubo por ósmosis desde el xilema. Al alcanzar un
  destino, por ejemplo, una raíz de almacenamiento, las moleculas de agua siguen a
  las de azucar en su
  camino hacia fuera, nuevamente por ósmosis. Así,
  el agua fluye hacia adentro en un extremo del tubo criboso y
  fuera de él en el otro extremo.

•          
La glucosa es una molécula  hidrofílica que
entra a la mayoría de las células por
difusión facilitada. Dado que la glucosa se degrada
rápidamente cuando entra a una célula, se mantiene
un marcado gradiente de concentración entre el interior y
el exterior. Sin embargo, cuando en el medio circundante hay un
número muy grande de moléculas de glucosa, la
velocidad no se incrementa más allá de un cierto
punto; alcanza un pico y luego permanece estacionaria en ese
nivel. No requiere un gasto energético por parte de la
célula.

Los vimos como pequeños orificios (poros) que
atraviesan la pared celular. Son visibles en las partes
más finas de la pared.

-canales q comunican celulas adyacentes

-conductos citoplasmaticos

• Regulación de la glucosa en la sangre: al ingresar
  en el organismo glucosa y otros monosacáridos, no son
  absorbidos por el hígado sin antes haber pasado por la
  sangre. Estos procesos
  (absorción y liberación) dependen de diversas
  hormonas que
  produce el páncreas y que ayudan a concentrar la glucosa
  en la sangre. En el caso de la insulina, se produce una
  disminución de glucosa en la sangre ya que promueve la
  absorción de glucosa por parte de las células. En
  este caso las células hepáticas no van a favor
  del gradiente y es por eso que se da un transporte activo. No
  obstante, existe el glucagón. éste es una hormona
  que estimula la degradación del glucógeno y que,
  a partir de ello, incrementa la concentración en la
  sangre. En dicho caso, nos vemos en presencia de un transporte
  pasivo ya que el hígado funciona a favor del
  gradiente.

IMAGENES

Autor:

Agustín Garrido