Actividad experimental 5. Octava etapa
Preguntas generadoras:
1. ¿En qué consiste el proceso de la ósmosis?
La ósmosis consiste en el paso de agua a través de una membrana semipermeable de un medio de mayor concentración a uno de menor concentración.
2. ¿En qué parte de la célula se efectúa la ósmosis?
En la membrana semipermeable.
3. ¿Qué efecto tienen las diferentes concentraciones de sal sobre la papa? ¿A qué se deben?
Depende la concentración del soluto y del solvente, el cual ocasiona que la papa permanezca, aumente o disminuya su masa
Planteamiento de las hipótesis:
La osmosis es el procesos por el cual las células obtienen agua o la pierden a través de la membrana semipermeable, esta regula el paso del agua del interior al exterior y viceversa, pero cuando la concentración en una de las dos áreas es mayor que la otra, esta intentará regularse, tratando siempre de equilibrar las áreas, es decir, que ambas cuenten con el mismo grado de concentración.
Introducción
Osmosis:
La osmosis consiste en el paso de agua a través de una membrana semipermeable diferencial (selectiva: porque bloquea y deja pasar a determinadas sustancias) debido a diferencias de concentración.
La presión osmótica es la presión que se desarrolla debido a la osmosis. En otras palabras, a mayor presión osmótica es más probable que el agua se difunda en esa dirección.
La solución isotónica:
E el laboratorio, las células normalmente se colocan en soluciones isotónicas, esto es, la concentración de soluto y la concentración de agua dentro y afuera de la célula son iguales y por consiguiente no hay flujo de agua ni hacia dentro de la célula ni hacia afuera de ella. El prefijo iso significa: igual que y el termino tonicidad se refiere a la concentración de la solución. Los animales terrestres pueden tomar normalmente agua o sal cuando necesitan mantener la tonicidad de su ambiente interior. Muchos animales que viven en un estuario, como ostras, cangrejos azules y algunos peces, son capaces de enfrentar los cambios de salinidad (cambio en las concentraciones de sal) de su ambiente. Sus riñones, branquias y otras estructuras les ayudan a hacer esto.
Solución hipotónica:
Las soluciones que causan hinchazón e incluso estallamiento de las células debido a la ingestión de agua se dice que son soluciones hipotónicas.
El prefijo hypo significa: menos que, y se refiere a una solución con una concentración más baja de soluto (concentración más alta de agua) que la que hay dentro de la célula. Si una célula se pone en una solución hipotónica, el agua entra en ella; el movimiento neto del agua es del exterior hacia el interior de la célula.
Las células animales en esa solución se hinchan (aumentan rápidamente su volumen) y a veces estallan debido al incremento de presión.
El termino citolisis se usa para referirse a las células rotas, por tanto hemolisis se refiere a los glóbulos rojos rotos.
La hinchazón de una célula vegetal en una solución hipotónica crea presión de turgencia. Cuando una célula vegetal se coloca en solución hipotónica, se observa expansión del citoplasma porque la vacuola central grande gana agua y la membrana plasmática empuja contra la pared rígida de la célula. La célula vegetal no estalla porque la pared celular no le da oportunidad. La presión de turgencia en las células vegetales es sumamente importante para mantener la posición recta de la planta. Si se olvida regar las plantas, se marchitan debido a disminución de la presión de turgencia.
Los organismos que viven en el agua dulce deben evitar que su medio interno se vuelva hipotónico. Muchos protozoarios, como le paramecio, tiene vacuolas contráctiles que liberan el cuerpo del exceso de agua.
Los peces e agua dulce han desarrollado riñones para excretar volúmenes grandes de orina diluida. Aun así, deben guardar sales en sus branquias. Aunque los peces de agua dulce son buenos osmorreguladores, no podrían sobrevivir en agua destilada o en un ambiente marino.
Solución hipertónica:
Las soluciones que hacen que las células se encojan o arruguen debido a la perdida de agua, se llaman soluciones hipertónicas.
Del prefijo hiper que significa: mas que, y se refiere a una solución con un porcentaje más alto de soluto (concentración más baja de agua) que la célula.
Si una célula se pone en una solución hipertónica, el agua sale de ella, el flujo neto de ella proviene del interior de la célula hacia el exterior.
Si se ponen células animales en esta solución, estas se encojen. El termino crenacion se refiere a las células de los glóbulos rojos en esta condición.
Las carnes a veces se conservan salándolas, la sal no mata a las bacterias, pero si la falta de agua en la carne.
Cuando una célula vegetal se coloca en una solución hipertónica, la membrana plasmática se aparta de la pared celular conforme la vacuola central mayor pierde agua. Este es un ejemplo de plasmólisis, encogimiento del citoplasma debido a osmosis.
Las plantas muertas a lo largo de un camino salado murieron porque se expusieron a una solución hipertónica durante el invierno. Asimismo, cuando el agua salada invade los pantanos debido a las tormentas y las actividades humanas, las plantas costeras mueren. Sin raíces para sostener el suelo, este se deslavaría en el mar y desaparecerían muchos acres de valiosos pantanos.
Los animales marinos enfrentan su ambiente hipertónico de varias maneras para evitar perder agua del ambiente. Los tiburones aumentan o disminuyen su urea en su sangre hasta que es isotónica con el ambiente y así no pierden agua en exceso. Los peces marinos y otros tipos de animales excretan sales por sus branquias.
Objetivo:
- Investigar la acción de las soluciones hipotónicas, hipertónicas e isotónicas sobre las células de la papa.
Material:
3 vasos de precipitados de 50 ml
Navaja o bisturí
Horadador del número 9
Portaobjetos y cubreobjetos
3 clips
Etiquetas
Material biológico:
Papa mediana
Sustancias:
100 ml de solución de cloruro de sodio al 1%
100 ml de solución de cloruro de sodio al 20%
Agua destilada.
Safranina o azul de metileno.
Equipo:
Balanza granataria electrónica
Microscopio óptico
Procedimiento:
Coloca tres vasos de precipitados de 50 ml y enuméralos en el siguiente orden:
· En el vaso 1 agrega 30 ml de agua destilada
· En el vaso 2 agrega 30 ml de disolución de NaCl al 1%
· En el vaso 3 agrega 30 ml de disolución de NaCl al 20%
Obtén 3 cilindros de papa con el horadador número 9.
Corta los extremos de los cilindros hasta obtener pedazos de papa con la misma masa (peso).
Extiende un clip e introdúcelo por uno de los extremos de la papa cuidando que atraviese la papa en línea recta hasta que salga por el otro extremo.
Sumerge los 3 cilindros de papa con los clips atravesados, en los vasos de precipitados 1, 2 y 3. Deja transcurrir 10 minutos. Después de este tiempo extrae los pedazos de papa de los vasos de precipitados, retira el clip y el exceso de agua y pésalos uno por uno en la balanza granataria electrónica. Registra tus resultados en la tabla de abajo.
Repite la operación cada 10 minutos durante 1 hora. NOTA: Es importante que los cilindros de papa queden totalmente sumergidos en las soluciones de cloruro de sodio y agua destilada.
Después de haber tomado los datos durante 1 hora, saca los cilindros de papa y realiza cortes transversales de cada uno de ellos. Obsérvalos al microscopio con el objetivo de 10x. Para observarlos mejor puedes agregar una gota de colorante safranina o azul de metileno. Elabora dibujos de lo que observaste y anota tus resultados.
Resultados:
Masa de la papa/tiempo | NaCI 20% | Agua destilada | NaCl al 1% |
Inicial | 3.0 | 3.6 | 3.3 |
10 min | 3.6 | 3.3 | 3.2 |
20 min | 3.4 | 3.3 | 3.2 |
30 min | 3.4 | 3.3 | 3.2 |
40 min | 3.3 | 3.3 | 3.2 |
50 min | 3.2 | 3.3 | 3.2 |
60 min | 3.2 | 3.2 | 3.2 |
Aumento bajo se mantuvo
HIPOTONICA HIPERTONICA ISOTONICA
Análisis de los resultados:
· ¿A qué se deben las variaciones de la masa de la papa en las diferentes concentraciones de NaCl?
Se debe a que de acuerdo con la solución en la que se encontraba la célula liberó o absorbió agua para tratar de equilibrar la solución.
· ¿Qué diferencias notaste en las células de los tres cilindros de papa? ¿A qué se deben?
La de agua destilada se puso aguada y aparentemente se volvió más grande, esto por el efecto de turgencia. La de NaCl al 1% al parecer no tuvo algún cambio aparente y la de 20% se puso arrugadita pues liberó agua y se efectuó el efecto de plasmólisis.
· Explica cómo se realizó el proceso de ósmosis en la papa.
Dependiendo de la solución en la que se encontraban, las células de la papa liberaron o absorbieron agua a través de la membrana semipermeable que poseen esto se vio afectado por el soluto que se encontraba en dos de las disoluciones, asi como de la reacción de cada parte de las células de la papa.
· ¿Qué conclusiones puedes establecer a partir de los datos obtenidos en la tabla?
Concluimos que en efecto, las células reaccionan diferentes dependiendo de si se encuentran en una solución hipotónica, isotónica o hipertónica, además de la concentración de soluto que se encuentre disuelta en cada solución, afectando el proceos de Osmosis.
Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
La osmosis es el proceso por el cual existe un paso de agua de un área de mayor concentración a una de menor concentración.
Existen tres tipos de soluciones de acuerdo al soluto que se encuentra disuelto en el agua: Las soluciones hipotónicas, las Hipertónicas y las Isotónicas.
Existen tres tipos de soluciones de acuerdo al soluto que se encuentra disuelto en el agua: Las soluciones hipotónicas, las Hipertónicas y las Isotónicas.
Las primeras manejan una alta concentración afuera de la célula, por lo tanto, esta se hincha pues gana agua, es decir, la célula se pone turgente.
Las soluciones hipertónicas presentan una menor concentración afuera de la célula que la misma, de este modo, la célula tiene que ceder parte de su solución, es decir la pierde, así que la célula se plasmolisa.
Mientras que las soluciones isotónicas presentan una casi igual concentración de soluciones, tanto adentro como afuera de la célula, por lo tanto, el cambio casi no es notado.
Cabe destacar que la célula siempre tenderá a mantener este equilibrio, es decir, siempre buscara estar en un medio isotónico.
Conceptos clave: ósmosis, soluto, solvente, solución isotónica, solución hipertónica, solución hipotónica.
Ósmosis: (del griego osmos= impulso)
Es el movimiento de moléculas de agua a través de una membrana semipermeable que permite y bloquea el paso de algunas sustancias. Es decir el agua se mueve de una región de menor concentración de soluto (y, por tanto, de mayor concentración de agua) a una región de mayor concentración de soluto (menor concentración de agua).
Solvente: El solvente, es la sustancia que suele aparecer en mayor cantidad y donde se disuelve el soluto.
Solución isotónica: El prefijo iso significa: igual que y el termino tonicidad se refiere a la concentración de la solución. La concentración de soluto y la concentración de agua dentro y afuera de la célula son iguales y por consiguiente no hay flujo de agua ni hacia dentro de la célula ni hacia afuera de ella.
Solución hipertónica: Del prefijo hiper que significa: más que, y se refiere a una solución con un porcentaje más alto de soluto (concentración más baja de agua) que la célula. Si se ponen células animales en esta solución, estas se encojen.
Solución hipotónica: El prefijo hypo significa: menos que, y se refiere a una solución con una concentración más baja de soluto (concentración más alta de agua) que la que hay dentro de la célula.
Las células animales en esa solución se hinchan (aumentan rápidamente su volumen) y a veces estallan debido al incremento de presión.
Relaciones. En este tema es fundamental que los alumnos posean conocimientos básicos de química para que puedan comprender el efecto que produce la osmosis sobre la papa al estar expuesta a diferentes concentraciones de cloruro de sodio.
Esta actividad experimental es importante porque permite a los alumnos comprender que el aspecto de las células varía dependiendo de las concentraciones de salinidad a las que estén expuestas.
Referencias:
TOVAR, María Eugenia. Programa de Biología III. México: 2006. PP. 35
Mader, Sylvia, 2008. Biología. Edit: mc Graw Hill. México, p.952
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