Laboratorio de Biofísica 

 PRÁCTICA  “PERMEABILIDAD DE LA MEMBRANA” 

 Introducción.    El  movimiento  de  moléculas  de  agua  a  través  de  una  membrana diferencialmente permeable es un caso especial de difusión, conocido como ósmosis. El contenido celular  tiene generalmente varios  tipos de solutos,  los cuales disminuyen  la energía libre del agua en ese sistema. Así si ubicamos una célula en agua destilada o en una  solución de menor concentración de  solutos  respecto a  la osmolaridad celular, el agua tenderá a ingresar a la célula; se dice en este caso que la solución es HIPOTÓNICA respecto al contenido celular. En el caso inverso, si ubicamos una célula en una solución HIPERTÓNICA (de mayor concentración de solutos) el agua tenderá a salir. Por último si la concentración de solutos de la solución es igual a la existente en el interior celular, el flujo neto será cero y la célula mantendrá su contenido de agua original, en este último caso se dice que la solución es ISOTÓNICA. 

En  el  caso  de  las  células  que  no  tienen  pared  celular,  al  sumergirlas  en  una solución hipotónica se produce CITÓLISIS, y si se ubican en una solución hipertónica el volumen celular disminuye visiblemente produciéndose CRENACIÓN. En el caso de  las células  vegetales,  no  se  produce  CITÓLISIS  ni  CRENACIÓN,  ya  que  por  fuera  de  la membrana plasmática, existe una estructura  rígida,  capaz de  soportar  cierto nivel de presión  y  que  no  cambia  su  volumen,  aún  cuando  sí  ocurra  esto  con  su  contenido. Cuando  una  célula  vegetal  se  sumerge  en  una  solución  hipotónica  la  célula  absorbe agua;  pero  no  aumenta  su  volumen  sino  que  el  contenido  celular  ejerce  una mayor presión  (presión de  turgor)  y  la pared  celular opone una presión en  sentido opuesto (presión  de  pared),  por  ello  la  célula  no  se  deforma.  Es  importante  indicar  que normalmente  las células vegetales se encuentran en este estado, es decir  túrgidas. Al ubicar una célula vegetal en una solución hipertónica, ésta perderá agua, el contenido celular dejará de ejercer presión de turgor y se separará de la pared celular. Este estado se conoce como PLASMÓLISIS.  Objetivos Observar y analizar la difusión y la ósmosis a través de membranas de células vegetales. Determinar la presión osmótica en células vegetales.  Materiales y Método 1. Realice una preparación húmeda de una hoja de Elodea en una solución de sacarosa 0.42 M. Para ello,  retire una hoja del  tallo, colóquela en un portaobjetos con  la parte superior  de  la  hoja  hacia  arriba,  seque  el  exceso  de  agua,  agregue  dos  gotas  de  la solución de sacarosa y coloque un cubreobjetos.  2. Examine la preparación bajo el microscopio, observe si se presenta plasmólisis y haga esquemas de  sus observaciones.  Identifique  las estructuras celulares. Observe de qué parte de la célula se perdió el agua. 

3. Realice preparaciones húmedas de hojas de Elodea en soluciones de sacarosa 0.14 M, 0.18 M, 0.2 M, 0.22, 0.24, 0.28, 0.3, 0.34 0.38 y 0.4 M, siga el mismo procedimiento que en los pasos 1 y 2. Las cuatro preparaciones pueden hacerse al mismo tiempo. 4.  Ubique  25  células  con  pigmento  e  indique  el  número  de  células  que  presenta plasmólisis.  Evalúe  cualitativamente  el  grado  de  plasmólisis  indicando  si  fue  nula, moderada  o  severa.  Presente  sus  resultados  en  una  tabla  donde  incluya  la concentración  de  sacarosa  y  el  porcentaje  de  células  plasmolizadas,  para posteriormente realizar una gráfica con esta información. 5. Retire cuidadosamente el cubreobjetos de la preparación o preparaciones que hayan presentado  plasmólisis,  seque  la  solución  de  sacarosa  y  agregue  dos  gotas  de  agua destilada.  Después  de  un  minuto,  coloque  el  cubreobjetos  sobre  la  preparación. Examine bajo el microscopio por 5 minutos y describa el proceso de deplasmólisis. 6. Calcule la presión osmótica de las células.  Medición de las tasas relativas de penetración de una serie de alcoholes en Elodea  1.  Realice  una  preparación  húmeda  de  una  hoja  de  Elodea,  con  el  haz  hacia  arriba, coloque  dos  gotas  de  la  solución  de  alcohol‐sacarosa  que  se  va  a  probar.  Recuerde retirar el exceso de agua de la hoja antes de añadir la solución. Registre la hora. 2.  Examine  las  células  bajo  el  microscopio  y  observe  la  duración  y  el  grado  de plasmólisis.  Si  después  de  5 minutos  no  ha  observado  plasmólisis,  asuma  que  no  se presentó  y  proceda  a  probar  la  siguiente  solución  (con  otra  hoja).  Si  se  presenta  el fenómeno  de  plasmólisis,  registre  si  fue  leve,  moderada  o  severa  y  continúe  para observar  la deplasmólisis. Nota: con algunos alcoholes el proceso  inicia muy rápido, en el orden de segundos. 3.  Observe  los  primeros  movimientos  del  contenido  celular  hacia  la  pared  celular, usando  las  divisiones  del  ocular  como punto de  referencia. Registre  la hora  a  la que inicio la deplasmólisis. Si después de 10 minutos no se presenta la deplasmólisis, asuma que no ocurrió.  Tabla  II.  Duración  y  grado  de  plasmólisis  en  células  de  hojas  de  Elodea  expuestas  a soluciones 0.4 M de varios alcoholes en una solución isotónica de sacarosa. Alcohol  Hora 

preparación húmeda 

Grado  de plasmólisis 

Hora  inicio  de deplasmólisis 

Tiempo  que  tardó  en iniciar  la  deplasmólisis (min) 

            Referencias Bregman, A. A. 1987. Laboratory  investigations  in cell biology. Ed.  John Wiley & Sons. 2da edición. Universidad  de  Las  Américas.  Laboratorio  Fisiología  Vegetal.  2008.  Guía  No.  2 Determinación de potencial osmótico en catáfilo de cebolla. 

 Preguntas para pensar e investigar 

‐ Haga una  lista de  los alcoholes en orden del más  rápido al menos  rápido para penetrar la membrana de las células de la hoja de Elodea. 

‐ Relación entre la duración de la plasmólisis y el grado de plasmólisis. ‐ ¿Cómo explican tus datos la regla de Overton? ‐ Compara  las tasas de penetración, cómo pueden explicarse en términos de sus 

coeficientes de partición en éter‐agua y en términos de su estructura molecular.