La Membrana Biol

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La Membrana Biológica y Mecanismos de Transporte

• Laboratorio 6
• BIOL 3051L

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Objetivos

• Describir los mecanismos de difusión a nivel
  molecular.
• Mencionar los factores que afectan la velocidad
  de difusión.
• Describir la membrana selectivamente permeable y
  su función en osmosis.
• Definir las substancias osmóticamente activas en
  relación a concentración en una substancia.
• Discutir cómo la pared celular afecta el
  comportamiento osmótico de la célula.

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Objetivos (cont.)

• Explicar lo que es osmolaridad en los
  tejidos.
• Explicar cómo la difusión y la osmosis son
  importantes para la célula.
• Describir componentes de las membranas
  biológicas.
• Discutir factores que pueden afectar la
  integridad de las membranas.

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Membrana celular

• Funciona como una barrera semipermeable,
  permitiendo la entrada y salida de moléculas a la
  célula.
• La membrana está formada por lípidos, proteínas
  y carbohidratos.
• Los lípidos forman una doble capa cuya
  conformación conocemos como el Modelo Mosaico
  Fluído.
• La molécula más común del modelo es el
  fosfolipido, que tiene una cabeza (hidrofílica)
  polar y dos colas(hidrofóbicas) no polares.

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Funciones de la membrana celular

• Reconocimiento y comunicación debido a moléculas
  situadas en la parte externa de la membrana, que
  actúan como receptoras de sustancias.
• Protección del material genético
• Expulsión de los desechos del metabolismo en el
  interior de la célula y adquisición de nutrientes
  del medio extracelular

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Difusión

• Movimiento de una sustancia de una área de mayor
  concentración a una de menor concentración.
• Tiene lugar hasta que la concentración se iguala
  en todas las partes.

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Difusión (cont)

• La velocidad dependerá de
• 1. La energía cinética (que depende de la
  temperatura).
• 2. El gradiente de concentración.
• 3. El tamaño de las moléculas.
• 4. La solubilidad de las moléculas en la porción
  hidrofóbica de la bicapa.

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Movimiento Browniano

• El movimiento que lleva a cabo una partícula muy
  pequeña que está inmersa en un fluido.
• Se caracteriza por ser continuo y muy irregular.
  
• La trayectoria que sigue la partícula es en
  zigzag.

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(No Transcript)
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Osmosis

• Difusión de agua a través de una membrana que
  permite el flujo de agua, pero inhibe el
  movimiento de la mayoría de solutos.
• La presión osmótica es la presión necesaria para
  prevenir el movimiento del agua a través de una
  membrana semi-permeable que separa dos soluciones
  de diferentes concentraciones.
• Es una propiedad de tipo coligativa, (depende del
  número de partículas).
• No depende de la masa ni la carga de las
  moléculas.

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Movimiento de moléculas y el medio ambiente

• Medio hipertónico Mayor cantidad de moléculas de
  soluto fuera de la célula que dentro.
• Medio hipotónico Menor cantidad de moléculas de
  soluto fuera de la célula que dentro.
• Medio isotónico igual cantidad de moléculas de
  soluto fuera y dentro de la célula

• Soluto Molécula que se disuelve en una solución
• Solvente Sustancia capaz de disolver las
  moléculas de soluto (generalmente agua)

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Osmosis y membrana celular
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Comportamiento de la célula animal y la vegetal

• CELULA ANIMAL
• Crenación ocurre cuando la célula está expuesta
  a un ambiente hipertónico y se arruga al perder
  agua.
• Hemólisis ocurre cuando la célula está expuesta
  a un ambiente hipotónico y explota al llenarse de
  agua

• CELULA VEGETAL
• Plasmolisis ocurre cuando la célula está
  expuesta a un ambiente hipertónico y pierde agua.
  Se observan areas blancas.
• Turgencia ocurre cuando la célula está expuesta
  a un ambiente hipotónico y esta comienza a
  llenarse de agua, pero no explota porque la pared
  celular la protege.

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Mecanismos de transporte celular

• 1. Transporte pasivo o difusión forma por la que
  las sustancias atraviesan la bicapa lipída debido
  al movimiento contínuo de las moléculas
• Difusión simpleEs el movimiento cinético de
  moléculas o iones a través de la membrana sin
  necesidad de proteínas. A favor del gradiente de
  concentración.
• Difusión facilitada difusión mediada por un
  portador, porque la sustancia transportada de
  esta manera no puede atravesar la membrana sin
  una proteína portadora específica que le ayude.

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Mecanismos de transporte celular Cont

• 2.Transporte activo requiere un gasto de energía
  para transportar la molécula de un lado al otro
  de la membrana. Ocurre contra el gradiente de
  concentración. La célula utiliza ATP como fuente
  de energía.

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Conceptos importantes

• Difusión Movimiento de moléculas a través de una
  membrana selectivamente permeable a favor del
  gradiente de concentración.
• Osmosis Movimiento de moléculas de agua a través
  de una membrana selectivamente permeable a favor
  del gradiente de concentración.
• Osmolaridad expresa concentración (número total
  de partículas/L de solución).
• Presión Osmótica presión necesaria para prevenir
  el movimiento neto del agua a través de una
  membrana semi-permeable que separa dos soluciones
  de diferentes concentraciones.
• Gadiente de concentración Diferencia de
  concentraciones de moléculas entre el interior y
  el exterior de la célula.

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Ejercicio 1A Difusión

• 1. Poner un beaker con agua a temperatura
  ambiente y con agua fría.
• 2. Añadir una gota de colorante y observar el
  comportamiento de la gota.

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Ejercicio 1B Difusión

1. Doblar el final de una bolsa de diálisis y cerrar
   con el hilo.
2. Añadir aproximadamente la mitad de la solución de
   glucosa y mitad de solución de almidón a la bolsa
   y cerrar.
3. Cerrar suavemente con banda de goma, mezclar,
   anotar color y lavar con agua.
4. Añadir varias gotas de yodo a un beaker de 300
   mL con agua hasta tener un color dorado.

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Continuación Ejercicio1b

• 5. Poner bolsa dentro del agua y dejar 30 min.
• 6. Sacar el agua y poner en un beaker vacío.
  
• 7. Anotar color de las soluciones dentro y fuera
  de la bolsa.
• 8. Realizar prueba de Benedict para las
  soluciones (hacer grupo control).
• 9. Anotar resultados y observaciones.

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Ejercicio 2 Osmosis en células animales y
vegetales.

• Prueba a células animales
• Rotular 3 laminillas.
• Preparar una laminilla de gota de sangre y
  observar eritrocitos.
• Añadir una gota de solución A (hipotónica) a una
  laminilla y colocar el cubreobjeto.
• Añadir por el lado una gota de sangre y observar
  lo que sucede con los eritrocitos al entrar en
  contacto con la solución.
• Repetir con solución B (isotónica) y C
  (hipertónica).

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Ejercicio 2 Osmosis en células animales y
vegetales.

• Prueba con células vegetales
• Rotular 3 laminillas.
• Preparar una laminilla con hoja de Elodea y
  observar.
• Añadir una gota de solución A (hipotónica) a una
  laminilla, colocar hoja de Elodea y colocar
  cubreobjetos.
• Observar bajo el microscopio.
• Repetir con solución B (isotónica, agua donde
  proviene la Elodea) y C (hipertónica).

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Ejercicio 3 Osmolaridad en células vegetales.

1. Preparar vasos rotulados para cada solución.
2. Con el cortador cilíndrico, saque 7 cilindros de
   la papa de 5 cm de largo.
3. Cúbralos con papel toalla húmedo.
4. Pesar los cilindros y cortar en rueditas
   uniformes.
5. Transferir a los vasos rotulados con las
   soluciones y anotar el tiempo en que se comenzó.
6. Incubar el tiempo por 2 horas.

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Ejercicio 3 (cont.)

• Remover y anotar el tiempo en que se
  finalizó.
• Llenar tabla y preparar gráfica.

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Tabla de datos
Tiempo Molaridad de Sacarosa Tiempo Molaridad de Sacarosa Tiempo Molaridad de Sacarosa Tiempo Molaridad de Sacarosa Tiempo Molaridad de Sacarosa Tiempo Molaridad de Sacarosa Tiempo Molaridad de Sacarosa Tiempo Molaridad de Sacarosa
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
Peso final(gr)
Peso inicial (gr)
Cambio en peso (gr)
cambio
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Ejercicio 4 Membranas biológicas

• Parte A Efecto de temperatura.
• Cortar 6 pedazos de remolacha de 3 cm y colocar
  en tubos de ensayo.
• Colocar el tubo 6 en el congelador por 30 minutos
  con 5 mL de agua.
• Colocar el tubo 5 en un baño con hielo por 30
  minutos con 5 mL de agua.
• Colocar el tubo 1 en baño de agua caliente a 70C
  por un minuto, añadir al tubo 5 mL de agua.
  Después de 20 minutos sacar el pedazo de
  remolacha y botar.

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Ejercicio 4 Membranas biológicas

1. Dejar que la temperatura del agua baje a 55C y
   hacer lo mismo con el tubo 2.
2. Dejar que la temperatura baje a 40C y hacer lo
   mismo con tubo 3. Hacer lo mismo con el tubo 4 a
   una temperatura de 20C
3. Comparar intensidad de color al final del
   experimento.
4. Graficar resultados (intensidad de color vs.
   temp.)

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Ejercicio 4 Membranas biológicas

• Parte B Efecto de solventes en las
  membranas(Demostración)
• En 6 tubos de ensayo colocar 6 pedazos de
  remolacha de 3 cm.
• Añadir 5 mL de las siguientes soluciones Metanol
  1, 25 y 50 y acetona al 1, 25 y 50.
• Luego de 30 min. remover la remolacha y observar.

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Elodea (hipotónica)
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Elodea (hipertónica)
30
Medio isotónico
Elodea
Eritrocitos