Universidad San Francisco de Quito Laboratorio de Biología
Informe No.2 Procesos Celulares: Difusión, Ósosis ! Di"lisis #obres ! $%ellidos: $%ellidos: &aria 'ilia (e (elastegui &eesias Código: **+-./ Fec1a: +23 *.3*+/
Profesor: (lastiil (lastiil )ac Sección: 0 #ota:
1. Intr Introd oduc ucci ción ón:: La ebrana celular tiene funciones vitales, coo es el trans%orte ! la regulación de las ol4culas 5ue entran ! sales de la c4lula ! de los organelos 6Singleton +---78 $de"s de 5ue act9a coo se%aración de la c4lula %or edio de sus barreras %ara forar co%artiientos intracelulares, ! antener un estado saludable de la c4lula8 abi4n abi4n son sei%ereables, esto significa 5ue la ebrana i%ide i %ide el %aso de algunas sustancias a la c4lula e i%ide otras 6;u!ton +-<-78 Por ello son u! i%ortantes %ara el funcionaiento de la vida ! 5ue la c4lula %ueda antener su e5uilibrio8 Las cuatro anifestaciones de actividad olecular 5ue estudiareos en este laboratorio son: el oviendo Bro=niano, difusión, ósosis ! %ereabilidad8 'l oviiento Bro=niano se refiere al descubriiento 5ue tuvo >obert Bro=n en +<2, donde observo 5ue las %artículas 5ue e?isten e?isten en el abiente abiente se ueven en en distintas direcciones8 direcciones8 De estas observaciones, observaciones, 4l ! varios científicos, %udieron llegar a la conclusión de 5ue estas se ueven es%ont"neaente, es%ont"neaente, tienen a!or oviiento al ser "s %e5ue@as ! al auentar su te%eratura 6(icencio, 6(icencio, *+/78 Por ello Ael oviiento Bro=niano a!uda a antener las %artículas coloidales sus%endidas dentro de la c4lula, evitando 5ue 4stas no %reci%iten, sin ebargo, ebargo, estas %artículas no %ueden %ueden 5uedarse sus%endidas sus%endidas solaente solaente %or esta fuera 6>iera, et8al8 *+.78 La difusión es el oviiento de las %artículas a favor de la gradiente de concentración a trav4s tr av4s de una ebrana %ereable8 ALa difusión no re5uiere gasto de energía %or %arte de la c4lula ! %or lo tanto en un oviiento %asivo, %ero si se re5uiere re5uiere energía en fora de $ $P, sería sería un oviiento activo activo 6>iera, el8al8*+.78 'n tanto, la Aósosis es la transferencia del agua a favor del gradiente de concentración a trav4s de una ebrana sei%ereable 6>iera, et8al8 *+78
Objetivos: Observar el movimiento aleatorio de las partículas conocido como movimiento browniano sobre una muestra y con ayuda del microscopio. microscopio. Analizar el proceso de la difusión con cristales de azul de metileno y permanganato de potasio y ver como el peso molecular de las sustancias actúa en ello. Vericar como se presenta el fenómeno de la ósmosis en ciertos vegetales para la experimentación. xaminar como soluciones !ipertónicas e isotónicas afectan las condiciones físicas de ciertos alimentos.
Analizar las reacciones de las c"lulas vegetales y animales cuando son sometidas a medios con diferente concentración de soluto. Así como los procesos celulares #ue intervienen en ello.
2. Materiales: Ejercicio #1: Movimiento Browniano Parte a7 • • • •
>eci%iente con 1oEas olidas de es%inaca8 >eci%iente con 1oEas olidas ! 1ervidas de es%inaca8 &icrosco%io8 Placas ! cubre obEetos8
Parte b7 • • • • •
>eci%iente con 1oEas olidas de es%inaca8 >eci%iente con 1oEas olidas ! 1ervidas de es%inaca8 inta c1ina8 &icrosco%io8 Placas ! cubre obEetos8
Ejercicio #2: Difusión Parte a7: ;elatina • • •
Cristales de %eranganato de %otasio ! aul de etileno8 Una caEa de Petri con gelatina8 Cronoetro8
Parte b7: Probetas de %eranganato de %otasio 6&nG 7 • •
Peranganato de %otasio8 . %robetas8
Ejercicio #3: Ósmosis Parte a7: Pa%a • • • • •
Pa%a8 'stilete8 Sacabocados8 CaEa Petri8 Sal de esa8
•
$gua destilada8
Parte b7: )ana1oria • • • • • • •
)ana1oria8 'stilete8 Sacabocados8 (aso de %reci%itación8 ;licerina8 $gua destilada8 alfileres8
Parte c7: Gsóetro • • • • •
Gsóetro8 $gua destilada8 &ebrana8 Safranina8 Sacarosa8
Ejercicio #: !resión de tur"encia Parte a7 (egetales, reci%iente $ ! B • • • • •
intas con soluciones 1i%er e 1i%otónicas8 (egetales8 &icrosco%io co%uesto8 Porta ! cubre obEetos8 Soluciones 1i%o, iso e 1i%ertónicas8
Parte b7 C4lulas vegetales, 'lodea • • • •
Una 1oEa de elodea8 &icrosco%io co%uesto8 Porta ! cubre obEetos8 Solución 1i%o, iso e 1i%ertónica8
Parte a7 C4lulas aniales, 'ritrocitos • • • • • •
Una gota de sangre8 Lanceta8 $lgodón con alco1ol antis4%tico8 &icrosco%io co%uesto8 Porta ! cubre obEetos8 Solución 1i%o, iso e 1i%ertónica8
2.1. •
!rocedimientos: Ejercicio #1
Parte a7 Se colocó sobre un %ortaobEetos una gota de la solución con las 1oEas olidas ! 1ervidas ! una gota de solución de 1oEas olidas crudas, abas se%aradas ! cubiertas con un cubreobEetos cada una8 Ha %re%aradas las %lacas, se lo llevo al icrosco%io %ara observarlo8 Parte b7 Sobre otro %orta obEetos se 1io la isa %re%aración %ero esta ve se adicionó una ínia cantidad de tinta c1ina %ara 5ue la uestra, tanto de las 1oEas 1ervidas coo de las crudas, toen un as%ecto turbio8 Una ve %re%aradas las %lacas, se %rocedió con la observación en el icrosco%io8 •
Ejercicio #2
Parte a7 Se colocaron cristales de %eranganato de %otasio sobre la su%erficie de la gelatina contenida en la caEa %etri8 Se%arado del %eranganato de %otasio se colocaron cristales de aul de etileno8 Una ve %re%arado esto, se e?%uso a observación cada * inutos %ara encontrar los cabios generados %or efecto de la difusión de las sustancias8
Parte b7 Se colocaron tres %robetas, cada una con %eranganato de %otasio en diferente cantidad8 Se e?ainó cada veinte inutos la difusión 5ue %resentaba la sustancia8
•
Ejercicio #3
Parte a7 Se toó la ana1oria ! se %rocedió a rebanar sus e?treos con cortes transversales8 Luego se le e?traEo su e%ideris con suo cuidado8 Con el sacabocados se 1io un 1ueco dentro de la ana1oria forando una cavidad de a%ro?iadaente . c de %rofundidad8 Se arcó con los alfileres al interior ! al e?terior de la ana1oria a la isa altura8 Una ve 1ec1o esto, se introduEo la ana1oria en un vaso de %reci%itación ! se lo llenó con agua destilada 1asta la arca del alfiler e?terno8 La %arte de adentro de la ana1oria se la llenó con glicerina igualente 1asta la arca8 Finalente se soetió a observación cada veinte inutos ! tabi4n al día siguiente8 Parte b7 Se realió un corte longitudinal a la %a%a %ara colocarla sobre una caEa Petri8 Con a!uda del sacabocados se 1io una %e5ue@a concavidad sobre la su%erficie de la %a%a8 Se llenó
con agua destilada la caEa Petri ! dentro de la concavidad se %uso edia cuc1aradita de sal de esa8 Se soetió a observación cada * inutos durante la %r"ctica ! tabi4n al día siguiente8 Parte c7 Se colocó un osóetro en un reci%iente con agua destilada ! safranina %ara darle color, en la base del osóetro se encontraba una ebrana org"nica8 Se observó cada .* inutos, analiando el nivel del agua destilada en el osóetro8
•
Ejercicio #4
'n dos tinas, una con agua dulce ! otra con agua salada, se colocaron distintos ti%os de vegetales en abas soluciones, se introduEo la ano en abos reci%ientes %ara %al%ar la su%erficie de los vegetales ! establecer las res%ectivas co%araciones8
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Ejercicio #5
Parte a7 Se %rocedió con la e?tracción de la gota de sangre de la es%ecie Ioo Sa%iens todavía viva8 $ntes, se desinfectó con el algodón en alco1ol la región del dedo donde se iba a realiar el %inc1ao8 Jnediataente se %inc1ó el dedo del es%4cien con la lanceta8 $l brotar la gota sangre a la su%erficie del dedo se la distribu!e en tres %lacas %ortaobEetos8 $ cada una de estas %lacas se les adicionó una gota de solución 1i%otónica, isotónica e 1i%ertónica res%ectivaente ! se cubrió con el cubreobEetos8 Finalente se llevó las %lacas a observación en el icrosco%io8
Parte b7 Se dis%onen tres 1oEas de 'lodea en tres %lacas %ortaobEetos diferentes8 $ cada una se le a%lica una solución diferente: 1i%otónica, isotónica e 1i%ertónica8 Se colocan los cubreobEetos ! se observan los cabios 5ue %resentan en el icrosco%io8
3. esultados Ejercicio #1: Movimiento Browniano
Descripción del r!fico: 'l grafico uestra la observación de la es%inaca cruda ! de la es%inaca cocida8
Descripción del r!fico: 'n el grafico anterior se uestra, la tinta c1ina con agua8 Disc"sión: $un5ue a si%le vista no se lo %uede a%reciar, a nivel icroscó%ico las uestras %resentaron un oviiento aleatorio en las %artículas 5ue contenían8 'l oviiento "s agitado se dio en la uestra de las 1oEas crudas, este era descoordinado ! se notaban c1o5ues entre las %artículas8 'n enor edida fue la uestra de las 1oEas 1ervidas donde el ;r"fico + ;r"fico oviiento era "s calado, con enos energía 5ue la uestra anterior, %ero aun así, era aleatorio ! c1ocante8 'n la tinta c1ina se notó un oviiento uc1o "s 1oog4neo, "s coordinado ! con una tendencia a fluir 1acia una sola dirección8 La energía contenida en cada una de las uestras deterinó la anera en 5ue se ovían8
Ejercicio #2 Difusión $rte $% &$bl$# 1 Dif"siones de crist$les de perm$n$n$to de pot$sio ' $("l de metileno en l$ el$tin$ &iempo )("l de metileno +mm% erm$n$n$to de pot$sio +mm% *in / *in + 2 K*in + < <*in +/ < +día +2 +*
Fuente: Laboratorio de Biología USFQ8
Descripción de l$ t$bl$: La %resente tabla uestra los datos recogidos res%ecto a la difusión de los cristales de %eranganato de %otasio ! aul de etileno8 Las edidas toadas re%resentan el radio de difusión de los cristales ! su alargaiento con el %aso del tie%o8 )n!lisis de l$ t$bl$: $ los * inutos de 1aber colocado los cristales sobre la gelatina el %eranganato sufre una a!or difusión 5ue el aul de etileno, de - frente a solo / 8 'sta tendencia contin9a a los * inutos ! a los K* inutos8 Desde los K* inutos se a%recia una ralentiación en la difusión en abas sustancias %ero con a!or notabilidad en el aul de etileno cu!o 1alo fue el iso a los K* ! <* inutos8 'sto Eunto con los datos toados al día siguiente deEa en evidencia 5ue el %eranganato de %otasio se difunde "s r"%ido 5ue el aul de etileno 'l aul de etileno tiene un %eso olecular de .+- gr ! el %eranganato de %otasio de +/< gr8 'sta diferencia entre %esos oleculares e?%lica la fora en 5ue se difundió cada sustancia %or5ue a enor %eso olecular, a!or es la difusión8 *r$fico #4
*!art +itle )( )' )& )$ )% ( ' & $ %
$% min
&% min
'% min
Azul de metileno
(% min
) dia
*olumna)
Fuente: Laboratorio de Biología USQ8
Descripción de l$ t$bl$: 'l gr"fico de barras indica la %ro%orcionalidad ! diferencia de difusión del aul de etileno ! el %eranganato de %otasio en la gelatina8 )n!lisis de res"lt$dos: Desde el inuto * 1asta el inutos <*, el %eranganato de %otasio se difundía con a!or ra%ide8 #o obstante, al día siguiente del inicio de la observación se encontró 5ue el aul de etileno estaba "s difundido 5ue el %eranganato de %otasio8 'n todos los instantes en los 5ue se registraron los datos, el %eranganato sie%re antuvo una difusión a!or 5ue el aul de etileno8 $dicionalente, a edida 5ue transcurre el tie%o, la difusión se vuelve "s lenta8
$rte b% &$bl$ #2 Dif"sión de los crist$les de perm$n$n$to de pot$sio en l$s probet$s &iempo +min% ) * . * / K* K "ente: /$bor$torio de ,iolo0$ .
robet$s , K* K. K
/ 2 -
Descripción de l$ t$bl$: 'n esta tabla se re%resenta el %orcentaEe de difusión 5ue se dio en cada una de las %robetas en %eriodos de * inutos8 )n!lisis de res"lt$dos: La %robeta $ arcó a los veinte inutos ., a los * inutos / ! a los K* inutos K8 'n la %robeta B a los * inutos e?istió un K*, a los * inutos un K. ! a los sesenta inutos un K8 Finalente en la %robeta C %asó a
/ los %rieros * inutos, 2 a los 2 inutos ! a los K* inutos llegó al -8 Siendo el %eranganato de %otasio la sustancia contenida en todas las %robetas, se es%era 5ue antenga una isa ra%ide de difusión en cada %robeta con algunas %e5ue@as variaciones debido a su concentración8
*r$fico #5
*!art +itle
% '% -% &% ,% $% )% %
/, /$ / $% min
&% min /
'% min /$
/,
"ente: /$bor$torio de ,iolo0$ . Descripción de l$ t$bl$: 'n este grafico se re%resenta el cabio en la difusión cada * in de cada una de las %robetas, $, B ! C cada una con diferente concentración de %eranganato de %otasio )n!lisis de l$ t$bl$: Los %icos "s elevados se %resenta en la %robeta B8
Ejercicio #3: smosis $rte $% &$bl$ #4 smosis de l$ ($n$ori$ &iempo +min%
Descenso del $"$ en el v$so de precipit$ción +ml%
$% $ &% , '% )% 0'% 1)día2 $%30 4uente5 6aboratorio de biología 7849.
Descripción de l$ t$bl$: La tabla re%resenta el descenso del agua en el vaso de %reci%itación 5ue se da %or la %enetración en la ana1oria8 )n!lisis de res"lt$dos: Se %uede observar 5ue a los * inutos el descenso del agua es de solo + ilíetro, a los * inutos el descenso del agua es de . ilíetros, a los K* inutos el descenso del agua es de +* ilíetros ! al día siguiente el descenso 5uedó en *8- ilíetros8 'l descenso del agua es un resultado de la ósosis8 'l agua se difundió a trav4s de la ebrana, auentando su cantidad dentro de la ana1oria ! disinu!4ndola afuera de la ebrana8
*r$fico #6:
smosis de l$ ($n$ori$
:ecsenso 1ml2 $$% ))% %
$% min
&% min
'% min
) dia
:ecsenso 1ml2
"ente: /$bor$torio de ,iolo0$ . Descripción del r!fico: 'n el gr"fico de re%resenta el descenso del agua 5ue se dio %or acción de la ósosis de la ana1oria8 )n!lisis del r!fico: 'l agua absorbida %or las %aredes de la ana1oria se incor%orando a la cavidad interior donde estaba la glicerina, al eclarse con ella se obtenía un as%ecto blan5uecino8
$rte b% &$bl$ #5 smosis de l$ p$p$ &iempo +min%
Descenso del $"$ por ósmosis de l$
* * K* -K* "ente: /$bor$torio de ,iolo0$ .
p$p$ +ml% . / K +*
Descripción de l$ t$bl$: 'l siguiente gr"fico re%resenta el descenso del agua de la caEa Petri %or acción de ósosis de la %a%a8 )n!lisis de res"lt$dos: $ los * inutos el agua descendió . ilíetros, a los * inutos el agua descendió / ilíetros, a los K* inutos el agua descendió K ilíetros, finalente al día siguiente el agua descendió +* ilíetros8 'l voluen de agua 5ue descendía se iba incor%orando al interior de la %a%a, atravesaba sus %aredes ! entraba a la cavidad 5ue se 1io, 1uedeciendo de esta fora la sal de la %a%a8 *r$fico # 7
smosis de l$ p$p$
*!art +itle )$ )% ( ' & $ % $% min
&% min
'% min
0'% min
*olumna$
"ente: /$bor$torio de ,iolo0$ . Descripción de l$ t$bl$: 'ste gr"fico re%resenta la ósosis de la %a%a 5ue se da en función del descenso del agua en la caEa Petri8 )n!lisis del r!fico: Por lo ostrado en el gr"fico, el agua descendió "s r"%ido al inicio del e?%eriento ! se fue ralentiando a edida 5ue %asaba el tie%o8
$rte c% &$bl$ #6
Osmómetro
&iempo +min% +/ .* / K* "ente: /$bor$torio de ,iolo0$ .
)"mento del $"$ en el osmómetro +cm% . / 2 <
Descripción de l$ t$bl$: La tabla re%resenta el nivel de agua 5ue 1a %enetrado la ebrana del osóetro8 )n!lisis de res"lt$dos: 'l agua se fue incor%orando 1acia dentro del osóetro debido a 5ue, %or efecto de la ósosis, los contenidos adentro coo afuera del osóetro se debían e5uilibrar8 'n el inuto +/ el agua 1abía ascendido . centíetros, en el inuto .* el agua 1abía ascendido / centíetros, en el inuto / el agua 1abía ascendido 2 centíetros, finalente en el inuto sesenta el agua 1abía ascendido < centíetros8
Ejercicio #4: resión de t"renci$ $rte $% *r$fico #8
9eet$les recipientes ) ' ,
*M
**M
*M
**M
Fuente: Laboratorio de Biología USFQ8
Descripción del r!fico: 'n los gr"ficos se identifica la te?tura de la lec1uga en un edio 1i%ertónico e 1i%otónico8 )n!lisis de res"lt$dos: 'n el edio 1i%ertónico se %resenta un vegetal fl"cido, de color o%aco casi arc1ito8 'stas características fueron efecto de la %4rdida de agua en las c4lulas vegetales %or acción de la ósosis8 'n el edio 1i%otónico se observa un vegetal fresco, cruEiente, carnoso, de te?tura consistente ! de un color l9cido8 'l edio
%eritió el %aso de agua 1acia el interior de las c4lulas ! esto se visibilia en las características físicas descritas8
$rte b% *r$fico #
Elode$ en sol"ciones ipo; iso e ipertónic$
Disc"sión de l$ t$bl$: 'ste gr"fico re%resenta los diferentes estados de las 1oEas de elodea en condiciones 1i%ertónicas e isotónicas, ade"s de un gr"fico 5ue re%resenta las cualidades de la 1oEa de elodea des%u4s de 1aber sido restituida8 )n!lisis de res"lt$dos: 'n condiciones 1i%otónicas las c4lulas de elodea tienen un as%ecto cuadrado algo 1inc1ado, dentro de ellas es abundante la %resencia de cloro%lastos %egados la %ared celular ! el es%acio en el centro de las c4lulas corres%onde a la vacuola8 Cuando se las soete a condiciones 1i%ertónicas, los cloro%lastos se agru%an en distintas foras tendiendo 1acia el centro de la c4lula ! la vacuola se encogió8 Probableente, la ebrana celular se des%egó de la %ared debido a una %lasólisis8 Por la isa raón, las c4lulas ad5uieren una fora retorcida8 $l intentar soeterlas de nuevo a un edio 1i%otónico no regresa a su estado noral, los cloro%lastos %eranecen agru%ados 1acia el centro de la c4lula8 $rte c% *r$fico #1<
Eritrocitos en sol"ciones ipo; iso e ipertónic$s
Descripcion de l$ t$bl$: 'l gr"fico uestra los diferentes estados de los eritrocitos en edios 1i%ertónicos, 1i%otónicos e isotónicos8 )n!lisis de res"lt$dos: 'n el edio Jsotónico se %uede observar glóbulos roEos redondos circulando, en el edio 1i%otónico el agua entra 1acia las c4lulas lo 5ue ocasiona 5ue las c4lulas se vean "s redondas ! gruesas, en el edio 1i%ertónico se ven c4lulas des1idratadas, siilares a una %asa, si las c4lulas se e?%onen uc1o a este edio %ueden orir8
. $onclusiones: 'Eercicio N+ Pude observar el oviiento aleatorio de las ol4culas sobre distintas uestras8 Co%rob4 i 1i%ótesis nula %uesto 5ue oviiento bro=niano se da en cual5uier ti%o de %artículas dis%ersadas en un agente dis%ersor coo el agua en este cao8 Se conclu!e 5ue el oviiento %resentado en cada una de las uestras es debido al oviiento aleatorio de las %artículas 5ue 1ace 5ue las ol4culas de agua est4n en constante colisión con las %artículas de la uestra8 'ste oviiento tabi4n de%ende de la energía t4rica, el ti%o de sustancia 5ue se est" observando ! cóo est" diluido en el agua8 'Eercicio N Pude analiar la difusión de dos ti%os diferentes de sustancias en cuanto a sus características8 Co%rob4 i 1i%ótesis alternativa %uesto 5ue la sustancia con enor %eso olecular tuvo una a!or difusión 5ue la de a!or %eso olecular8 Se conclu!e 5ue una sustancia de enor %eso olecular 6coo el %eranganato de %otasio7 se va a difundir "s r"%ido 5ue una de a!or %eso olecular 6coo el aul de etileno78 'n otras %alabras, la tasa de difusión es inversaente %ro%orcional al %eso olecular8 'Eercicio N. Pude verificar el %roceso de la ósosis ! la fora en 5ue act9a en ciertos vegetales8 Co%rob4 i 1i%ótesis alternativa %uesto 5ue el %aso de agua se dio %or efecto de la diferencia de concentraciones a abos lados de los vegetales8 Se conclu!e 5ue el agua
va a tender a difundir 1acia el edio con a!or concentración de soluto, tal coo %asó con la ana1oria donde el agua se difundió 1acia la glicerina, ! la %a%a, donde el agua se difundió 1acia la sal8 'Eercicio N Pude e?ainar la fora en 5ue edios isotónicos, 1i%ertónicos e 1i%otónicos afectan las características físicas de c4lulas vegetales ! aniales ! cóo reaccionan las c4lulas frente a estos edios8 Co%rob4 i 1i%ótesis alternativa %uesto 5ue la turgencia de una c4lula obedece a un edio 1i%otónico ientras 5ue la %lasólisis ocurre en un edio 1i%otónico8 Se conclu!e 5ue las c4lulas se ven afectadas %or el edio en el 5ue se encuentran debido a la ósosis8 'n un edio 1i%ertónico las c4lulas %ierden agua, en un 1i%otónico, las c4lulas absorben agua8
