Membranas Biológicas

Laboratorio 3: Membranas Biológicas 

 Procedimiento:

Parte 1: movimiento de un gas en un gas.
1. Abre un frasco de perfume.
2. Pide a tus compañeros que, al sentir el olor del perfume, levantan la mano.
3. Vierte un poco de perfume en un platillo.
4. Observa que estudiante alza la mano primero? ¿En qué dirección se movieron los vapores? Anota los datos en tu libreta.
5. Explica tus observaciones.

Parte 2: Difusión de moléculas en agua.
En este ejercicio, se estudiará el movimiento browniano de las moléculas y el efecto de la temperatura sobre dicho movimiento.
1. Añada agua a temperatura ambiente a un vaso y al otro vaso añada agua fría.
2. Deje los vasos reposar por 10-15 minutos para que no haya movimientos del agua.
3. Añada cuidadosamente una gota de colorante a cada envase y observe la dispersión de la gota.
R: Se observó que en el vaso con agua a temperatura ambiente la tinta se mueve con mayor rapidez y en el vaso con agua fría se mueve más lento.
4. ¿Cómo afecto la temperatura la difusión del tinte? Explique tus observaciones.
R: Según la teoría cinética considera que las moléculas de agua poseen un movimiento aleatorio que aumenta con la temperatura por esta razón el vaso con mayor temperatura se difuso más rápido.

Preguntas: 

1. ¿Qué efecto tiene la temperatura sobre la velocidad de difusión? 

El aumento de la temperatura produce un aumento en la energía cinética delas partículas por tanto aumenta su velocidad de difusión, en caso contrario sucedería lo inverso; es decir que a menor temperatura la energía cinética de las partículas se verá disminuida y con esto la velocidad de difusión.

2.  ¿Cuál es el efecto de la concentración sobre la velocidad de difusión? 

Depende de que difusión hablas, si es difusión simple, o sea el pasaje libre de una sustancia a través de una membrana, depende directamente de la concentración. Mejor dicho, del gradiente de concentración, es decir la diferencia entre un punto y otro. Busca coeficiente de difusión de Fick.La ley de Fick afirma que la densidad de corriente de partículas es proporcional al gradiente de concentración. La constante de proporcionalidad se denomina coeficiente de difusión D y es característico tanto del soluto como del medio en el que se disuelve.

3. Investigue la ley de difusión de Graham y la primera ley de Fick.

La ley de Graham, establece que las velocidades de difusión y efusión de los gases son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus respectivas masas molares.
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).

4. ¿Defina que son solución iso, hipo e hipertónicas? 

 Solución isotónica es aquel en el cual la concentración de soluto es igual fuera y dentro de una célula.  Se dice las soluciones que tienen la misma concentración de sales, tienen la misma presión osmótica. 

 Solución hipotónica es aquella que tiene menor concentración de soluto en el medio exterior en relación al medio interior de la célula, es decir, en el interior de la célula hay una cantidad de sal mayor que se le encuentran en el medio en la que ella habita.
  Solución hipertónica es aquella que tiene mayor os molaridad en el medio externo, por lo que una célula en dicha solución pierde agua (H₂O) debido a la diferencia de presión.

5. ¿Cómo se podría desplasmolizar una célula? Ejm
 

Se puede llevar a cabo dándole a la célula un medio rico en agua (Hipotónico) así las osmosis introduce agua en la célula (específicamente la vacuola), y esta tiende a hinchase.

6. ¿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, célula se hincha, pero no se rompe por la capa rígida de la pared.

7. ¿Qué es permeabilidad diferencial? 
La permeabilidad diferencial es la propiedad de seleccionar que las moléculas pueden atravesar una barrera y que las 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.

8. ¿Qué es presión osmótica? 
Es la presión que se debe aplicar a una solución para detener el flujo neto de disolvente a través de una membrana semipermeable.

9.  ¿Qué es presión de turgencia? 
Al 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.

10. ¿Por qué no estallan los glóbulos rojos cuando están circulando por nuestros vasos sanguíneos?
 Cuando el glóbulo rojo se encuentra en el torrente sanguíneo, el fluido que lo rodea es una solución isotónica. Como la concentración en ambos lados de la membrana es igual, el agua se moverá hacia adentro y hacia afuera, a la misma velocidad, los glóbulos rojos mantienen su forma y no estallan en condiciones normales.

11. ¿Qué es 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.
 
12.  ¿Qué es la homeostasis?
Estado de equilibrio entre todos los sistemas del cuerpo que se necesitan para sobrevivir y funcionar correctamente.
 
13. ¿A qué se le llama transporte pasivo? 
No requiere ningún gasto energético por parte de la célula, y consiste en la difusión de una sustancia a través de una membrana a favor de su gradiente de concentración.

14. ¿En qué consiste el transporte activo?
Es el proceso de mover las moléculas a través de una membrana celular con el uso de la energía celular.

15.  ¿Cuál es la diferencia entre osmosis y diálisis?  
Osmosis es un fenómeno físico mediante el cual un disolvente atraviesa una membrana semipermeable sin que ello implique un gasto de energía.
La diálisis, es un proceso que permite separar las moléculas presentes en una solución con ayuda de una membrana semipermeable, empleando para ello, la diferencia entre sus índices de difusión.

16. ¿Cómo regula el organismo humano el mantenimiento de la concentración de las sales en la sangre? 
Mediante homeostasis, puestos que existen mecanismos capaces de identificar la cantidad de solutos en la sangre, cuya función es que el corazón libere el factor natri urético para aumentar la eliminación de sodio a través de la sed, en razón de que el agua permite diluir la cantidad de solutos en la sangre y liberar los excedentes del mismo.

A través de la vía renal, existe una célula especializada que permite la absorción de solutos.
Mediante la hormona antidiurética o “ADTH” la cual lleva a cabo una vasoconstricción a nivel renal con el objeto de eliminar los residuos presentes en el mismo. 

{\displaystyle {\bigg .}J=-D{\frac {\partial \phi }{\partial x}}{\bigg .}}