La membrana y el transporte celular Biología General 3051 Laboratorio No. 7 La membrana y el transporte celular Instructora: Andrea Arias Garcia

Objetivos Describir los componentes de las membranas biológicas Discutir los factores que pueden afectar la integridad de las membranas Explicar como la difusión y la ósmosis son importantes para la célula Mencionar los factores que afectan la velocidad de difusión Explicar que son soluciones hipotonicas, hipertonicas e isotonicas Explicar que es osmolaridad en los tejidos

Intercambio de materiales entre la célula y el medio ambiente Toda célula posee una membrana plasmática Funciones: Regular el contenido interno Permitir la entrada o salida de moléculas de la célula o del organelo Generar señales para modificar el metabolismo Adherir células para formar tejidos

Características de la membrana… El acceso de las sustancias depende de: La permeabilidad selectiva El tamaño de las moléculas La carga eléctrica La concentración La solubilidad

Características de la membrana La membrana es una estructura funcional activa, con mecanismos enzimáticos que desplazan moléculas específicas penetrando o saliendo de la célula con un gradiente de concentración En las células vegetales existe una pared celular que presenta numerosos orificios diminutos por donde pueden pasar sustancias de un lugar a otro.

Difusión Es el movimiento de moléculas de una región de alta concentración a otra de menor concentración sin gasto de energia (transporte pasivo). Este movimiento es producido por la energía cinética de las moléculas.

Movimiento Browniano Modelo Es un modelo de la forma como se desplazan las partículas que se difunden                                                                                        

Osmosis La ósmosis es el fenómeno que se produce entre dos soluciones acuosas de diferente concentración, separadas por una membrana semi-permeable, en la que la solución más diluida o con menos concentración (hipotonica) , empuja al disolvente hacia la solución más concentrada (hipertonica) buscando la igualdad entre ambas concentraciones. Este tipo de movimiento en contra del gradiente de concentración requiere gasto de energía (transporte activo).

Explicación gráfica Pasa el agua a través De la membrana

Presión osmótica Se entiende por presión osmótica la presión que sería necesaria para detener el flujo de agua a través de la membrana semipermeable. Cuando una célula se sumerge en un líquido con diferente concentración a la de su interior, la presión osmótica puede ocasionar plasmólisis o turgencia.

Efectos de la presión osmótica Cuando las concentraciones de los fluidos extracelulares e intracelulares es igual , ambas disoluciones son isotónicas. Si los líquidos extracelulares aumentan su concentración de solutos se hacen hipertónicos respecto a la célula, y ésta pierde agua, se deshidrata y muere (plasmólisis). Y si por el contrario los medios extracelulares se diluyen, se hacen hipotónicos respecto a la célula, el agua tiende a entrar y las células se hinchan, se vuelven turgentes ( turgescencia ), llegando incluso a estallar.

Efectos de presión osmótica Figura 12

A trabajar… Factores que afectan las membranas A A trabajar… Factores que afectan las membranas A. Efecto de la temperatura Se utilizará la planta de remolacha (Beta vulgaris), cuyas células almacenan en la vacuola central el pigmento violeta betacianina. Corte 6 pedazos de remolacha (1 cm) con un sacabocado y coloquelos en tubos de ensayo rotulados del 1 al 6 Añada en el tubo 6: 3 ml de agua y llevelo al congelador por 30 minutos Coloque en el tubo 5: 3 ml.de agua y ponga en baño de hielo por 30 minutos Coloque en el tubo 4: 3 ml de agua y deje a temperatura ambiente por 30 minutos

Añada al tubo 1: 3 ml de agua y coloquelo en un baño de agua caliente a 70 grados por 1 minuto, despues de 20 minutos sacar el pedazo de remolacha Deje que la temperatura baje a 55 grados y hacer lo mismo con el tubo 2 Repetir el proceso con el tubo 3, pero a 40 grados Comparar intensidad de color al finalizar el experimento Coloque los resultados intensidad de color vs. temperatura en la siguiente tabla:

Tabla 1. Efecto de la temperatura TUBO TEMPERATURA en grados celsius (°C) INTENSIDAD DE COLOR (1 = menos intenso; 6 = mas intenso) 1 70 2 55 3 40 4 Ambiente (24) 5 Baño de hielo 6 Congelador

B. Efecto de los solventes Ejercicio preparado por instructor: 1.¨Efecto de los solventes sobre las membranas¨ En 6 tubos de ensayo colocar un pedazo de remolacha de 1 cm Añadir 3 ml.de las siguientes soluciones en orden: metanol de 1%, 25% y 50% Añadir 3 ml de acetona a 1%, 25% y 50% Esperar 30 minutos, remover la remolacha colocar los tubos en orden de mayor a menor intensidad

Continuación Ejercicio preparado por instructor: 2. ¨ Efecto de los solventes sobre lípidos y proteínas ¨ Rotule 4 tubos adicionales y añada lo siguiente a cada uno: Tubo a: 1 ml aceite + 1 ml acetona Tubo b: 1 ml aceite + 1 ml metanol Tubo c: clara de huevo + 1 ml de acetona Tubo d: clara de huevo + 1 ml de metanol

Transporte celular: difusiόn y osmosis A. Difusión A.1. Difusiόn +movimiento browniano Tomar dos beakers uno con agua fria y otro con agua a temperatura ambiente y añadir una gota de colorante En este ejercicio se estudiara el movimiento browniano de las moléculas y el efecto de la temperatura sobre dicho movimiento.

Continuaciόn A.2. Difusión a través de una membrana selectivamente permeable (diálisis) Cortar bolsas de diálisis de 15 cm. Doblarlas al final y cerrar con hilo Añadir mitad de solución de glucosa y mitad de almidón a la bolsa y cerrar Mezclar el contenido interno y observar el color En un beaker con 100 ml de agua añadir varias gotas de solución de yodo hasta tener color dorado Poner la bolsa dentro del agua y esperar 30 minutos Sacar la bolsa del agua y ponerla en un beaker vacio, anotar color de las soluciones dentro y fuera de la bolsa Realizar prueba de Beneditc para las soluciones

B. Osmosis B.1. Comportamiento osmótico en células animales Tubo 1: agua alta concentraciόn de sal + sangre de res (soluciόn hipertόnica) Tubo 2: agua baja concentraciόn de sal + sangre de res (soluciόn hipotόnica) Tubo 3: soluciόn isotόnica Rotular y preparar 4 laminillas: laminilla 1: gota de sangre, coloque el cubreobjeto y observe los eritrocitos bajo el microscopio Laminilla 2: gota de la mezcla del tubo 1, coloque el cubreobjeto. Observe bajo el microscopio y compare con laminilla 1. Laminilla 3 y 4 : Repetir el procedimiento anterior con la mezcla del tubo 2 y el tubo 3 respectivamente. Eritrocitos en ambiente hipertόnico: crenaciόn Eritrocitos en ambiente hipotόnico: hemόlisis

Hemólisis : rompimiento de una célula roja en un ambiente hipotónico Crenación: proceso donde la célula roja pierden agua. En un ambiente hipertónico la célula se arruga

B.2. Comportamiento osmótico en células vegetales Rotular 3 laminillas Laminilla 1: hoja de elodea con una gota de agua de la pecera (solución isotónica) Laminilla 2: hoja de elodea con una gota solución hipertónica Laminilla 3: hoja elodea con una gota de solución hipotónica

Célula vegetal en ambiente hipertónico: Plasmólisis ambiente hipotónico: Turgencia

C. Osmolaridad en células vegetales Prepare los 7 vasos rotulados para cada solución (0.0 a 0.6 M) Añada 100 ml de la solución correspondiente a cada vaso Saque con el sacabocado 7 cilindros de papa de 1 cm de largo, cubrirlos con papel toalla húmedo Pese los cilindros de papa, anote el peso inicial para cada uno, cortelos en ruedias uniformes y transfieralos inmediatamente a los vasos rotulados. Deje los cilindros en los vasos por dos horas Saque los cilindros, remueva el exceso de agua con papel toalla y anote el peso final de cada uno Calcule el cambio en peso para cada cilindro y prepare una gráfica

Molaridades de las soluciones 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Peso inicial (g) Peso final (9) Cambio en peso (%)

Cambio en peso (%) = peso final – peso inicial ____________________ X 100 peso inicial Seleccione una escala apropiada para el eje Y de la gráfica (el cero debe colocarse en el centro del eje). El aumento de peso se grafica sobre el cero y la disminución en peso se grafica debajo del cero.

Evaluación Prueba corta lab. 7 Membrana y transporte celular Elaborar reporte científico: Resultados del ejercicio C : 12.5 puntos Discusiόn, conclusiόn y literatura citada (ejercicio C) : 12.5 puntos Recomendaciones: Haga su informe a tiempo, evitese inconvenientes, solo se recibiran en la fecha indicada Laboratorio Nº 8 Respiraciόn celular