TAREA AUTÓNOMA 3 - LAVID SANDOVAL SCARLET VIVIANA - Viviana Lavid

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL 
FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS 
CARRERA DE MEDICINA 
 
CATEDRA DE BIOFÍSICA. 
NOMBRE Y APELLIDOS DEL ESTUDIANTE: Scarlet Viviana Lavid Sandoval 
ASIGNATURA: Biofísica 
UNIDAD1 – TAREA 3: 
PARALELO: GRUPO BIOFÍSICA #: 1 – 2 
OBJETIVO DE LA ACTIVIDAD: Analizar (Propiedades fisicoquímicas del agua. Difusión simple y 
facilitada. Transporte pasivo) 
TAREA AUTÓNOMA # 3 
INDICACIONES GENERALES: 
 
Estimados estudiantes el trabajo autónomo tiene una duración de 2 horas. 
 ¿QUÉ HA DE HACER PARA CUMPLIR CON ESTA ACTIVIDAD?: 
1. Observar y analizar el video sobre los temas y aplíquelo en este formato de presentación. 
2. Investigar sobre tema. . Propiedades fisicoquímicas del agua. Difusión simple y facilitada. 
Transporte pasivo. 
3. Realizar un resumen DETALLADO. 
4. Revisar errores ortográficos en el documento redactado antes de la entrega misma. 
5. Entregar en PDF. 
 
DESARROLLO DE TEMAS: 
 
RESUMEN DE VIDEOS: 
PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DEL AGUA 
INTRODUCCIÓN 
Vamos a analizar todas las propiedades fisicoquímicas del agua, y explicar cada una de estas. Además, 
hablaremos de diferentes estudios sobre estas propiedades y ejemplos que lo fundamenten. También 
hablaremos sobre los fenómenos físicos moleculares y su relación hacia los procesos biológicos. 
DESARROLLO 
Para empezar debemos entender que es el agua y algunas generalidades. El agua, un compuesto 
extraordinariamente simple, es sin embargo una sustancia de características tan excepcionales y únicas 
que sin ella sería imposible la vida. El hombre tiene necesidad de agua para realizar sus funciones vitales, 
para preparar y cocinar los alimentos, para la higiene y los usos domésticos, para regar los campos, para 
la industria, para las centrales de energía: en una palabra, para vivir [CITATION Áng12 \l 12298]. 
El agua es en el hombre, el líquido en el que se produce el proceso de la vida y, de hecho, la 
supervivencia de las células depende de su capacidad para mantener el volumen celular y la homeostasia. 
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Es fundamental para prácticamente todas las funciones del organismo y es también su componente más 
abundante. ). Sin embargo, aunque dependemos de ella, nuestro organismo no es capaz de sintetizarla en 
cantidades suficientes ni de almacenarla, por lo que debe ingerirse regularmente. Por ello, el agua es un 
verdadero nutriente que debe formar parte de la dieta en cantidades mucho mayores que las de cualquier 
otro nutriente. Existen organismos capaces de vivir sin luz, incluso sin oxígeno, pero ninguno puede vivir 
sin agua [CITATION Áng12 \l 12298]. 
Podemos perder casi toda la grasa y casi la mitad de la proteína de nuestro cuerpo y seguimos vivos, pero 
la pérdida de tan sólo un 1-2% del agua corporal afecta a la termorregulación y a los sistemas 
cardiovascular y respiratorio y limita notablemente la capacidad física y mental; una hipohidratación mayor 
puede tener consecuencias fatales [CITATION Áng12 \l 12298]. 
Además, tampoco debemos perder de vista que en la naturaleza no se encuentra nunca el agua de los 
químicos, es decir, el agua pura, inodora, incolora e insípida. El agua de los ríos, el agua subterránea, el 
agua de lluvia y el agua que bebemos contiene siempre otras sustancias disueltas que, aún en cantidades 
reducidas, aportan cualidades organolépticas y nutritivas por lo que el agua también debe considerarse un 
alimento, un componente más de nuestra dieta, un ingrediente fundamental en la cocina, contribuyendo al 
aporte de algunos nutrientes y mejorando también el valor gastronómico de las recetas culinarias 
[CITATION Áng12 \l 12298]. 
Conocida la dependencia que los seres vivos tienen del agua y la impronta que ha tenido en la Historia de 
la Humanidad, cabe preguntarse qué es lo que hace de ella una sustancia tan especial y tan diferente de 
otras. El «secreto» de sus excepcionales características está precisamente en su composición y 
estructura, que le confieren el mayor número de propiedades físicas y químicas «anómalas» entre las 
sustancias comunes, y esta «personalidad» es la responsable de su esencialidad en la homeostasis, 
estructura y función de las células y tejidos del organismo. Cuando se compara con moléculas de similar 
peso molecular y composición, el agua tiene propiedades físicas únicas, consecuencia de su naturaleza 
polar y de su capacidad para formar enlaces por puente de hidrógeno con otras moléculas [CITATION 
Áng12 \l 12298]. 
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DEL AGUA 
El agua es una molécula sencilla formada por átomos pequeños, dos de hidrógeno y uno de oxígeno, 
unidos por enlaces covalentes muy fuertes que hacen que la molécula sea muy estable. 
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Tiene una distribución irregular de la densidad electrónica, pues el oxígeno, uno de los elementos más 
electronegativos, atrae hacia sí los electrones de ambos enlaces covalentes, de manera que alrededor del 
átomo de oxígeno se concentra la mayor densidad electrónica (carga negativa) y cerca de los hidrógenos 
la menor (carga positiva). La molécula tiene una geometría angular (los dos átomos de hidrógeno forman 
un ángulo de unos 105º) lo que hace de ella una molécula polar que puede unirse a otras muchas 
sustancias polares [CITATION Car12 \l 12298]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUENTE DE IMAGEN: 
https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fconcepto.de%2Fagua%2F&psig=AOvVaw2_UGG
KyHgeGV6_kKElGxlU&ust=1623848280755000&source=images 
La atracción electrostática entre la carga parcial positiva cercana a los átomos de hidrógeno de una 
molécula de agua y la carga parcial negativa cercana al oxígeno de otra, permite la unión de moléculas de 
agua vecinas mediante un enlace químico muy especial y de excepcional importancia para la vida y que 
explica el amplio abanico de sus propiedades físicas y químicas: el puente de hidrógeno [CITATION Car12 
\l 12298]. 
El enlace sólo requiere que el átomo electronegativo (el oxígeno en el caso del agua) que atrae al 
hidrógeno sea pequeño, posea un par de electrones no enlazantes y una geometría que permita que el 
hidrógeno haga de puente entre los dos átomos electronegativos. Cada molécula de agua puede 
potencialmente formar 4 puentes de hidrógeno con otras tantas moléculas de agua dando lugar a una 
estructura tetraédrica reticular relativamente ordenada, responsable de sus peculiares propiedades físico-
químicas [CITATION Car12 \l 12298]. 
https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fconcepto.de%2Fagua%2F&psig=AOvVaw2_UGGKyHgeGV6_kKElGxlU&ust=1623848280755000&source=images
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Esta atracción es fuerte porque las moléculas de agua, siendo pequeñas, pueden acercarse mucho más 
que moléculas mayores y quedan firmemente atraídas por su gran polaridad. La energía de un puente de 
hidrógeno agua-agua es de unas 5,5 kcal/mol; además, hay que tener en cuenta las interacciones de Van 
Der Waals entre moléculas próximas. Por consiguiente es difícil que se separen y así se evita que escapen 
como vapor. Esto hace que el agua posea una gran cohesividad intermolecular, condicionando su alto 
punto ebullición, de fusión y elevado calor específico. Romper estos puentes, que en una masa de agua 
son muchos, requiere mucha energía y por ello el agua tiene un punto de ebullición tan alto. Esta es la 
razón por la que el agua es líquida en el amplio rango de temperaturas en las que se producen las 
reacciones de la vida y no un gas como le correspondería por su bajo peso molecular [CITATION Car12 \l 
12298]. 
 El punto de ebullición de un compuesto esfunción de su masa molecular. Según esto y atendiendo a la 
secuencia de la Figura 3, el agua tendría un punto de ebullición de unos -100ºC (173K) (línea roja 
punteada) y, por tanto, no encontraríamos agua líquida en la naturaleza, sólo en estado gaseoso. Sin 
embargo, la temperatura de ebullición del H2 O es de +100ºC (373K). La explicación de este valor 
aparentemente «anómalo» reside en el hecho de que las moléculas de agua, gracias a los puentes de 
hidrógeno, se atraen tan fuertemente que no se comportan como moléculas aisladas sino como moléculas 
mucho más grandes, de manera que tienen una «masa molecular aparente» más alta. El carácter 
transitorio de los puentes de hidrógeno, que se están formando y rompiendo continuamente, permite la 
movilidad de las moléculas, contribuyendo a que el agua sea líquida a temperatura ambiente [CITATION 
Car12 \l 12298]. 
Los puentes de hidrógeno son esenciales para la vida pues no sólo confieren una resistencia estructural al 
agua sino también a otras muchas moléculas. Por ejemplo, juegan un papel crucial en la estructura del 
ADN, uniendo las bases nitrogenadas y, en las proteínas, permiten los cambios reversibles que hacen 
posible sus funciones [CITATION Car12 \l 12298]. 
 
 
 
 
 
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ISBN-978-84-00-09572-7 
Características físicas y químicas. Funciones biológicas 
Esta singular composición y estructura confiere el agua unas características físicas y químicas de gran 
trascendencia en sus funciones biológicas, sobre todo en las relacionadas con su capacidad solvente, de 
transporte, estructural y termorreguladora. Recordemos que las funciones de los sistemas biológicos 
pueden explicarse siempre en términos de procesos físicos y químicos. El comportamiento térmico del 
agua es único y gracias a ello el agua es el principal responsable del sistema termorregulador del 
organismo, manteniendo la temperatura corporal constante, independientemente del entorno y de la 
actividad metabólica. Esta es una de sus funciones más importantes. Tiene una alta conductividad térmica 
que permite la distribución rápida y regular del calor corporal, evitando gradientes de temperatura entre las 
diferentes zonas del organismo y favoreciendo la transferencia de calor a la piel para ser evaporada. Su 
alto calor específico [1 kcal/kg ºC = 4180 J/kg·K], consecuencia de la gran capacidad para almacenar 
energía en los puentes de hidrógeno, la convierte en un excepcional amortiguador y regulador de los 
cambios térmicos. Aunque acepte o ceda una gran cantidad de calor, su temperatura se modifica muy 
poco, gracias a su gran capacidad para almacenar calor. El aparato metabólico del hombre para la 
digestión y procesado de nutrientes y para la contracción muscular es altamente endergónico, liberando 
grandes cantidades de calor que deben ser disipadas para mantener la homeotermia. Por ejemplo, el 
https://www.ucm.es/data/cont/docs/458-2013-07-24-Carbajal-Gonzalez-2012-ISBN-978-84-00-09572-7
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efecto termogénico de la digestión de los alimentos es de 10-15% del contenido calórico de una dieta 
mixta. La contracción muscular es incluso un mayor contribuyente a la carga de calor del organismo, pues 
la transformación de energía química (ATP) en energía mecánica es muy poco eficaz, liberando el 70- 
75% de la energía como calor (11).Así, durante el ejercicio, cuando la necesidad de utilizar energía 
mecánica aumenta, la producción de calor también es mayor. En estos casos, para prevenir un peligroso 
aumento de temperatura, el agua absorbe el calor allí donde es generado y lo disipa en los 
compartimentos líquidos del organismo, minimizando el riesgo de daño localizado por calor a enzimas o 
estructuras proteicas. De ahí la importancia de la gran cantidad de agua que tiene el cuerpo y también de 
que esta cantidad no disminuya por debajo de ciertos límites [CITATION Ang16\l 12298]. 
 ADHESIÓN 
El agua tiende a pegarse a sí misma, pero bajo ciertas circunstancias, se adhiere a otros tipos de 
moléculas. La adhesión es la atracción de moléculas de un tipo por moléculas de otro tipo, y para el agua 
puede ser bastante fuerte, especialmente cuando las otras moléculas tienen cargas positivas o negativas 
[CITATION Kha15 \l 12298]. 
Por ejemplo, la adhesión permite que el agua "suba" a través de delgados tubos de vidrio (llamados 
capilares) colocados en un vaso de agua. Este movimiento ascendente en contra de la gravedad, conocido 
como capilaridad, depende de la atracción entre las moléculas de agua y las paredes de vidrio del tubo 
(adhesión), así como de las interacciones entre las moléculas de agua (cohesión) [CITATION Kha15 \l 
12298]. 
Las moléculas de agua son atraídas con mayor fuerza al vidrio que a las otras moléculas de agua (porque 
las moléculas de vidrio tienen mayor polaridad que las del agua). Puedes ver esto en la imagen a 
continuación: el agua tiene su punto más alto donde hace contacto con los bordes del tubo y el más bajo 
en el centro. La superficie curva formada por un líquido en un cilindro o tubo se llama menisco [CITATION 
Kha15 \l 12298]. 
Es la fuerza de atracción que se manifiesta entre las moléculas de dos sustancias diferentes que se ponen 
en contacto; generalmente un líquido con un sólido [CITATION Uni12 \l 12298]. 
Generalmente las sustancias líquidas, se adhieren a los cuerpos sólidos. Cuando se presenta el fenómeno 
de adherencia significa que la fuerza de adhesión entre las moléculas de una misma sustancia es mayor 
que la fuerza de cohesión que experimentan con otra sustancia distinta, con la cual tienen contacto. Tal es 
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el caso del agua que se adhiere al vidrio, la pintura al adherirse a un muro, el aceite al adherirse al papel, o 
la tinta a un cuaderno [CITATION Uni12 \l 12298]. 
Cohesión y adherencia. Al juntar un líquido con un sólido tendremos como resultado que en la superficie 
de contacto existen dos fuerzas de tendencia opuesta [CITATION Uni12 \l 12298]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUENTE DE IMAGEN: http://cuadroscomparativos.com/wp-content/uploads/2018/03/water-cohesion-and-
adhesionmed.jpeg 
Por un lado, la fuerza de cohesión que tenderá a mantener las moléculas del líquido juntas, y por el otro, 
las fuerzas de adhesión que tenderán a unir las moléculas del sólido con las del líquido, y por lo tanto a 
dividir al líquido [CITATION Uni12 \l 12298]. 
Según sean los valores de estas fuerzas se obtienen diferentes resultados: si la adherencia es mayor que 
la cohesión, el líquido se distribuye sobre la superficie del sólido, y se dice que lo moja. Se trata de una 
propiedad importante de los “adherentes” [CITATION Uni12 \l 12298]. 
Si por el contrario, la cohesión es mayor que la adherencia el líquido tenderá a mantener su forma y una 
superficie mínima de contacto con el sólido por lo que no lo mojará [CITATION Uni12 \l 12298]. 
El que suceda una cosa u otra depende de las características del líquido y del sólido. Por ejemplo, cuando 
hay agua sobre papel encerado se forman pequeñas gotas, pero cuando hay agua sobre cartulina, esta se 
moja. La diferencia está dada por las características del sólido [CITATION Uni12 \l12298] 
Pero puede suceder que el líquido sea el que determine el resultado final de la interacción con el sólido. Si 
ponemos agua sobre la superficie de un vidrio, el agua se desparrama sobre el vidrio, y por lo tanto lo 
http://cuadroscomparativos.com/wp-content/uploads/2018/03/water-cohesion-and-adhesionmed.jpeghttp://cuadroscomparativos.com/wp-content/uploads/2018/03/water-cohesion-and-adhesionmed.jpeg
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mojará, pero si ponemos mercurio sobre el vidrio, éste conservará su forma de gota, aunque la gota esté 
aplastada debido a su propio peso [CITATION Uni12 \l 12298]. 
Haciendo uso de los conceptos de cohesión y adhesión, se puede explicar un fenómeno que encontramos 
en algunos procesos naturales: la capilaridad [CITATION Uni12 \l 12298]. 
Son fuerzas intermoleculares que enlazan una sustancia a una superficie, estas son llamadas fuerzas 
adhesivas o mejor conocidas como adhesión. La adhesión es la costumbre de dos moléculas distintas a 
unirse, y el agua tiene una elevada adhesión hacia compuestos iónicos y polares. Se puede ver un 
ejemplo de adhesión en la vida diaria cuando una gota queda entre dos placas de vidrios, este es un 
ejemplo de adhesión ya que la gota causa que los vidrios no puedan separarse. La adhesión es la 
causante de que la capilaridad se pueda llevar a cabo, ya que sin la fuerza de adhesión no ocurriría que el 
área superficial del agua aumente y que la tensión superficial reduzca el área que es lo que causa la 
capilaridad [CITATION Uni12 \l 12298]. 
La cohesión y la adhesión se pueden relacionar con la vida ya que sin estas dos propiedades del agua, las 
plantas en su mayoría no serían capaces de llevar a cabo la capilaridad que es lo que les permite llevar 
nutrientes, savia y energía a todas las partes de su cuerpo. Al beneficiar a las plantas, estas benefician a 
la vida ya que las plantas son esenciales en el presente y para el medio ambiente [CITATION Uni12 \l 
12298]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUENTE DE IMAGEN: https://cdn.kastatic.org/ka-
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COHESIÓN 
La cohesión es la fuerza de atracción que mantiene unidas a las moléculas de una misma sustancia. 
La atracción molecular entre moléculas semejantes de un líquido recibe el nombre de fuerza cohesiva. 
Ésta fuerza da origen a la cohesión, o sea, a la tendencia de un líquido a permanecer como un conjunto de 
partículas. La falta de fuerzas cohesivas entre las moléculas de un gas le permite llenar todo el recipiente 
donde se encuentre un gas encerrado [CITATION Uni12 \l 12298] 
La cohesión es mayor en los sólidos que en los líquidos y en éstos es mayor que en los gases. ¿Sabías 
que debido a la fuerza de cohesión, dos gotas de agua que se juntan se unen para formar una sola, y qué 
lo mismo sucede con dos gotas de mercurio? Si observas por las mañanas las hojas de las plantas de un 
jardín, notarás que el agua del rocío se distribuye en pequeñas gotas y no de manera uniforme sobre la 
superficie de la hoja. Esto ocurre debido a que actúan fuerzas de atracción entre las moléculas de agua 
que no permiten que ésta se desparrame totalmente. Por ejemplo, las gotas que salen de una llave, 
tienden a adoptar una forma esférica propia, debido a las fuerzas de cohesión, pues cada molécula atrae 
en todas direcciones por igual a las moléculas que la rodean [CITATION Uni12 \l 12298]. 
Pero sobre las moléculas de los líquidos no actúan solamente las fuerzas de cohesión; actúan, además, 
fuerzas de repulsión, que les impiden situarse demasiado cerca unas de otras y, también la gravedad 
actúa sobre ellas, obligando a las capas superiores del líquido a resbalar sobre las inferiores, hasta 
alcanzar el mismo nivel en la superficie [CITATION Uni12 \l 12298]. 
TENSIÓN SUPERFICIAL 
La tensión superficial del agua es la cantidad de energía necesaria para aumentar la superficie del agua 
definida por unidad de área. La causa de la tensión superficial del agua son las fuerzas de los enlaces de 
hidrógeno dentro de las moléculas de agua, aunque también depende de la naturaleza del medio y de la 
temperatura ambiente [CITATION Alb \l 12298]. 
Por lo general, cuando aumenta la temperatura, aumenta la agitación térmica, disminuyendo las fuerzas de 
los enlaces de hidrógeno y la tensión superficial del agua. En el caso de la naturaleza del medio, las 
moléculas existentes pueden ejercer fuerzas de atracción sobre las moléculas de agua de la superficie 
disminuyendo así la tensión superficial [CITATION Alb \l 12298] 
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En general, la tensión superficial del agua es mayor que la de otros líquidos, debido a que los enlaces de 
hidrógeno de las moléculas de agua son enlaces con una elevada cantidad de energía [CITATION Alb \l 
12298]. 
 
 
 
 
 
 
 
FUENTE DE IMAGEN: 
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=bF_1hCrw 
CAPILARIDAD 
La capilaridad del agua es un fenómeno natural que provoca la ascensión del agua (columna de agua) 
dentro de un tubo estrecho o también denominado tubo capilar. Cuando más estrecho sea el tubo mayor 
será la ascensión del agua [CITATION Alb21 \l 12298]. 
La capilaridad del agua ocurre cuando se pone en contacto la superficie del agua con las paredes internas 
de un tubo capilar en un ángulo determinado. La fuerza que ejerce la tensión superficial en las paredes del 
tubo capilar causa que el agua se eleve dentro del tubo. Por su parte, el agua se adhiere en las paredes 
del tubo capilar, donde las fuerzas de adhesión son mayores que las fuerzas de cohesión de las moléculas 
de agua [CITATION Alb21 \l 12298]. 
La ascensión se mantiene hasta que el propio peso del agua ascendida se equilibre con la fuerza vertical 
provocada por la tensión superficial y la fuerza de adhesión del agua. La superficie del agua contenida en 
un tubo capilar no es plana, sino que forma un menisco cóncavo, lo cual implica que la superficie del agua 
tiene curvatura. En la superficie del agua, la presión del lado cóncavo se encuentra con la presión 
atmosférica, siendo mayor que la presión que se ejerce en el lado convexo. El líquido tiene que elevarse 
hasta que se ejerce la misma presión en los dos lados [CITATION Alb21 \l 12298]. 
 
https://www.iagua.es/sites/default/files/styles/thumbnail830x455/public/tension_superficial_portada.jpg?itok=bF_1hCrw
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FUENTE DE IMAGEN: https://www.iagua.es/sites/default/files/images/capilaridad%20del%20agua 
CONCLUSIÓN 
Podemos decir y ver como el agua es un líquido vital para prácticamente cualquier organismo vivo y sus 
diversas funciones en muchos procesos de forma física y biológica. También vemos, como el agua tratada 
ha sido parte esencial en la medicina ya que con esta podían lavar, desinfectar heridas y tratar algunas 
enfermedades con niveles de temperatura específicos del agua. Además, nadie puede vivir sin agua ya 
que esto repercutiría en el correcto funcionamiento de nuestro organismo. 
BIBLIOGRAFÍA 
1. Fernández ÁCAyMG. Propiedades y funciones biológicas del agua. [Online]. 2012 [cited 2021 Junio 
14]. Available from: https://www.ucm.es/data/cont/docs/458-2013-07-24-Carbajal-Gonzalez2012-
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2. Lliana Vence Márquez MRGYOByABCS. Caracterización microbiológica y fisicoquímica de aguas. 
[Online]. 2012 [cited 2021 Junio 14]. Available from: https://com-mendeley-prod-
publicsharingpdfstore.s3.eu-west-1.amazonaws.com/94fc-CC-BY-2/10.22490/21456453.953.pdf?X-
AmzSecurityToken=IQoJb3JpZ2luX2VjEGQaCWV1LXdlc3QtMSJIMEYCIQCnOrWvZBAZAxDz42%2BdQ9Vvs5jmL3NUxdfg3z5LzTSL1AIhAOCVAvtNA%2Bk4Zjf3xvbJIPZVQhN. 
3. Valencia AMR. Características fisicoquímicas y microbiológicas del agua. [Online]. 2016 [cited 2021 
Junio 14]. Available from: 
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4. Khan Academy. Cohesión y adhesión del agua. [Online]. 2015 [cited 2021 Junio 14]. Available from: 
https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/chemistry-of-life/structure-of-waterandhydrogen-
https://www.iagua.es/sites/default/files/images/capilaridad%20del%20agua
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https://com-mendeley-prod-publicsharingpdfstore.s3.eu-west-1.amazonaws.com/94fc-CC-BY-2/10.22490/21456453.953.pdf?X-AmzSecurityToken=IQoJb3JpZ2luX2VjEGQaCWV1LXdlc3QtMSJIMEYCIQCnOrWvZBAZAxDz42%2BdQ9Vvs5jmL3NUxdfg3z5LzTSL1AIhAOCVAvtNA%2Bk4Zjf3xvbJIPZVQhN
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http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/handle/11059/6712/66362R175.pdf?sequence=1&isAllowed=y
http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/handle/11059/6712/66362R175.pdf?sequence=1&isAllowed=y
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https://ddd.uab.cat/pub/edlc/edlc_a2005nEXTRA/edlc_a2005nEXTRAp245conniv.pdf
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RESUMEN DE VIDEOS: 
DIFUSIÓN SIMPLE Y FACILITADA. TRANSPORTE PASIVO 
INTRODUCCIÓN 
Aquí veremos los temas más relevantes e importantes respecto a la difusión simple, facilitada y el 
transporte pasivo, donde explicaremos que es y su relación a la biofísica y medicina. 
DESARROLLO 
Toda materia viva, se encuentra constituida por leyes ordinarias de la física, para esto debemos entender 
la biofísica para poder comprender los diferentes fenómenos que veremos aquí. 
¿QUÉ ES LA BIOFÍSICA? 
La biología estudia la vida en su variedad y complejidad, describe cómo los organismos se alimentan, 
comunican, censan su entorno y se reproducen. 
Paralelamente, la física busca desentrañar las leyes matemáticas del comportamiento de la naturaleza y 
hace predicciones detalladas de las fuerzas que gobiernan sistemas ideales. El desafío de la biofísica es 
cubrir la brecha entre la simplicidad de la física y la complejidad de la vida. Para ello la biofísica busca 
patrones en los sistemas vivos y los analiza con la poderosa ayuda de herramientas matemáticas y 
fisicoquímicas [CITATION Soc20 \l 12298]. 
La biofísica estudia la vida en todos sus niveles, desde los átomos y moléculas hasta las células, 
organismo y ambiente. A medida que progresa la física y la biología, los biofísicos encuentran nuevas 
áreas para explorar y aplicar su experiencia, crear nuevas herramientas y sobre todo aprender. El objetivo 
siempre es el mismo: saber en profundidad cómo funcionan los sistemas biológicos [CITATION Soc20 \l 
12298]. 
TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR 
Una forma muy simple de clasificar las modalidades de transporte atiende al punto de vista del consumo 
de energía metabólica. Así el transporte que no utiliza energía se define como transporte pasivo mientras 
que el que la consume se denomina transporte activo. En el caso del transporte pasivo, el soluto se mueve 
siempre a favor de gradiente, que se convierte en la fuerza de conducción para el movimiento. Además del 
criterio anterior (consumo de energía) existe la posibilidad de dividir los sistemas de transporte en otros 
dos grupos, según que necesiten la presencia de una proteína transportadora o no. 
Así tenemos, por un lado, el transporte libre en el que el soluto atraviesa la membrana por diversos lugares 
pero sin el concurso de transportador alguno; y el transporte mediado, en el que se requiere la presencia 
de una proteína de membrana específica para el soluto a transportar [CITATION Jes15 \l 12298]. 
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DIFUSIÓN 
La difusión es un proceso físico irreversible, en el que partículas materiales se introducen en un medio que 
inicialmente estaba ausente de ellas aumentando la entropía del sistema conjunto formado por las 
partículas difundidas o soluto y el medio donde se difunden o disolvente [CITATION Qum21 \l 12298]. 
Normalmente los procesos de difusión están sujetos a la Ley de Fick. La membrana permeable puede 
permitir el paso de partículas y disolvente siempre a favor del gradiente de concentración. La difusión, 
proceso que no requiere aporte energético es frecuente como forma de intercambio celular [CITATION 
Qum21 \l 12298]. 
TIPOS DE DIFUSIONES 
Los distintos tiposde difusión pueden ser moderados usando la ecuación de la difusión. La difusión es el 
movimiento de partículas de un área en donde están en alta concentración a un área donde están en 
menor concentración hasta que estén repartidas uniformemente [CITATION Qum21 \l 12298]. 
La difusión no solamente incluye difusión de partículas, sino todo fenómeno de transporte ocurrido en 
sistemas termodinámicos bajo la influencia de fluctuaciones térmicas. La difusión es el proceso a través 
del cual el sistema de velocidad termodinámica en un equilibrio termodinámico local regresa a equilibrios 
termodinámicos globales, a través de homogenización de valores de sus parámetros intensos [CITATION 
Qum21 \l 12298]. 
 DIFUSIÓN SIMPLE O LIBRE La difusión es un proceso que se produce como consecuencia de la 
energía térmica de la materia. Cualquier molécula tiende a moverse de forma independiente y al 
azar; y se dispersa o disemina de manera que, en la situación de equilibrio dinámico, su 
distribución es uniforme. Los movimientos de las moléculas en el interior de una solución se 
denominan flujos. Este sistema de transporte es el más simple, y para moléculas sin carga 
(neutras) el flujo neto viene dado por la ley de Fick o ley de la difusión. recibe el nombre de flujo 
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neto o tasa de difusión (cantidad/tiempo); D es el coeficiente de di- fusión; A es el área o superficie 
de membrana disponible para el movimiento, y Δc/Δx es el gradiente de concentración o diferencia 
de concentración a través de la distancia x. El signo menos viene dado porque el flujo neto va a 
favor de gradiente de una zona de más concentración a una zona de menos concentración. Al 
considerar la difusión a través de la membrana celular para un soluto concreto, tanto D como A y 
Δx, son constantes, y por tanto se agrupan en una nueva constante denominada coeficiente de 
permeabilidad P. 
 DIFUSIÓN FACILITADA Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través 
de los canales de la membrana y demasiado hidrofílicos para poder difundir a través de la capa de 
fosfolípidos y hopanoides. Tal es el caso de la fructuosa y algunos otros monosacáridos. Estas 
sustancias, pueden sin embargo cruzar la membrana plasmática mediante el proceso de difusión 
facilitada, con la ayuda de una proteína transportadora. La difusión facilitada es mucho más rápida 
que la difusión simple y depende: Del gradiente de concentración de la sustancia a ambos lados de 
la membrana. Del número de proteínas transportadoras existentes en la membrana. De la rapidez 
con que estas proteínas hacen su trabajo. 
OSMOSIS 
La ósmosis es de vital importancia para mantener el equilibrio osmótico necesario para que la célula pueda 
funcionar y en el sector del agua es una alternativa para la desalación. [CITATION Alb211 \l 12298] 
La ósmosis es un fenómeno de difusión pasiva que sucede cuando existen dos soluciones en un medio 
con diferente concentración de solutos, que están separadas por una membrana semipermeable (deja 
pasar solo el disolvente). La osmolaridad guarda relación con el número de partículas y es independiente 
de su naturaleza química. Así un mol de glucosa que tiene un Pm = 180, al no disociarse, tiene el mismo 
valor de osmolaridad que un mol de albúmina, que tampoco se disocia y, sin embargo, tiene un Pm = 
67000. Por el contrario, un electrolito como el ClNa, que en solución se disocia en dos iones activos 
osmóticamente, presenta una concentración osmolar doble a la molar, ya que una parte corresponde al ión 
Na+ y otra al ión Cl-. Este fenómeno se produce de manera espontánea sin necesidad de aporte 
energético [CITATION Alb211 \l 12298]. 
Existen tres posibles medios acuosos separados por una membrana semipermeable: 
 MEDIO HIPOTÓNICOS: La concentración de soluto es menor respecto a la solución contigua. 
 MEDIO HIPERTÓNICO: La concentración de soluto es mayor respecto a la solución contigua. 
 MEDIO ISOTÓNICO (EN EQUILIBRIO): Cuando ambas soluciones tienen la misma concentración. 
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¿CÓMO SE PRODUCE? 
Durante el proceso de ósmosis, el disolvente difunde de la solución de menor concentración (más diluida) 
al de mayor concentración a través de la membrana semipermeable, hasta equilibrar las concentraciones. 
Este fenómeno se produce desde los medios hipotónicos hacia los medios hipertónicos [CITATION Alb211 
\l 12298]. 
El proceso osmótico puede darse en el interior de los organismos o, por el contrario, en el medio exterior 
[CITATION Alb211 \l 12298]. 
 En el interior de los organismos, por ejemplo, los glóbulos rojos pueden estar en una solución 
hipertónica. Entonces para igualar la concentración con el medio exterior de los glóbulos rojos 
liberan agua, quedándose arrugados y pudiendo provoca la muerte. Al contrario, cuando la 
disolución es hipotónica, los glóbulos rojos absorben agua y se inflan, pudiendo provocar también 
la rotura del glóbulo y su muerte (lisis celular) [CITATION Alb211 \l 12298]. 
 En el medio exterior, por ejemplo, aquellos organismos vivos como las plantas expuestas a 
ambientes salinos (solución de alta concentración) presentan alta presión osmótica, lo que significa 
que requieren de un sistema de osmorregulación para tolerar la salinidad [ CITATION Alb211 \l 
12298 ]. 
PRESIÓN OSMÓTICA 
La presión osmótica es la presión extra necesaria para detener el flujo del disolvente a través de la 
membrana semipermeable. La presión osmótica es una de las cuatro propiedades coligativas de las 
soluciones (dependen del número de partículas en disolución, sin importar su naturaleza). Se trata de una 
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de las características principales a tener en cuenta en las relaciones de los líquidos que constituyen el 
medio interno de los seres vivos, ya que la membrana plasmática regula la entrada y salida de soluto al 
medio extracelular que la rodea, ejerciendo de barrera de control [CITATION Ecu21 \l 12298]. 
PLASMÓLISIS 
La plasmólisis es el proceso de contracción o retracción del protoplasma de la célula de la planta debido a 
la pérdida de agua en esa célula. Este proceso es uno de los resultados de la ósmosis. Se produce 
cuando la concentración del medio exterior contiene mayor número de moléculas disueltas y menos agua 
por unidad de volumen en comparación con el líquido celular [CITATION Alb20 \l 12298]. 
Entonces la membrana semipermeable deja fluir libremente moléculas de agua aumentando el flujo hacia 
el exterior, por lo que la concentración de la vacuola debe igualar la concentración del medio externo 
reduciéndose a causa de la pérdida de agua. La membrana celular se reduce y se separa de la pared 
celular [CITATION Alb20 \l 12298]. 
Finalmente se separa la pared de la membrana celular porque la célula se plasmoliza. Si durante este 
proceso la planta no consigue agua para llenar la vacuola para que la célula recupere su turgencia, lo más 
probable es que la planta muera [CITATION Alb20 \l 12298]. 
FASES DE PLASMÓLISIS 
El marchitamiento de las plantas observado en condiciones de escasez de agua es una indicación de la 
plasmólisis de las células. Existen tres etapas en la plasmólisis: plasmólisis incipiente, plasmólisis evidente 
y plasmólisis final [CITATION Alb20 \l 12298]. 
PLASMÓLISIS INCIPIENTE 
En la fase incipiente de la plasmólisis, se detecta el primer signo de encogimiento del contenido celular de 
la pared. En una célula turgente, con la cantidad adecuada deagua, la membrana plasmática aprieta la 
pared celular y está en total contacto con ella [CITATION Alb20 \l 12298]. 
Cuando esta célula se mantiene en una solución hipertónica, el agua comienza a moverse fuera de la 
célula. Inicialmente no habrá efecto en la pared celular. Pero a medida que el agua continúa perdiéndose, 
la célula se contrae en volumen [CITATION Alb20 \l 12298]. 
Aun así, la membrana plasmática mantiene su contacto con la pared celular debido a su capacidad 
elástica. A medida que la salida del agua continúa, la membrana plasmática alcanza su límite de 
elasticidad y se desgarra de la pared celular en los extremos, manteniendo el contacto en otras regiones. 
Esta es la primera etapa de la plasmólisis [CITATION Alb20 \l 12298]. 
PLASMÓLISIS EVIDENTE 
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En esta segunda fase, la célula, en condiciones hipertónicas, continúa perdiendo agua en el medio externo 
y se reduce aún más en volumen. La membrana plasmática se desgarra completamente de la pared 
celular y se contrae [CITATION Alb20 \l 12298]. 
PLASMÓLISIS FINAL 
A medida que la exosmosis continúa, la contracción de la célula y el citoplasma alcanzan el límite mínimo 
y no es posible una contracción adicional en volumen. El citoplasma queda completamente desprendido de 
la pared celular, alcanzando forma esférica y permaneciendo en el centro de la célula [CITATION Alb20 \l 
12298]. 
DIÁLISIS 
La diálisis es el proceso de separación de las partículas coloidales, en función de su tamaño, a través de 
una membrana dializadora. Esta membrana permite el paso de moléculas de pequeño tamaño (sales 
minerales, iones) y de agua e impide el de las macromoléculas o partículas coloidales [CITATION Bio20 \l 
12298]. 
Cuando la membrana que separa dos disoluciones deja pasar, además de agua, los solutos de menor 
tamaño, se produce el fenómeno denominado diálisis. Las moléculas de bajo peso molecular pasan desde 
la disolución en la que se encuentran en mayor concentración hacia la disolución en la que se encuentran 
en menos concentración [CITATION Bio20 \l 12298]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUENTE DE IMAGEN: https://biologia-geologia.com/biologia2/dialisis.png 
La hemodiálisis es el tratamiento que se emplea para limpiar la sangre en casos de insuficiencia renal 
crónica mediante el uso de un filtro o hemodializador y un líquido de diálisis generado por un riñón artificial. 
A través de las membranas utilizadas pasan las moléculas pequeñas de la sangre al líquido de diálisis. 
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Así, se elimina el agua, urea, sales minerales,... que no pueden ser filtrados por el riñón de un modo 
natural [CITATION Bio20 \l 12298]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUENTE DE IMAGEN: https://biologiageologia.com/biologia2/membrana_semipermeable.png 
TENSIÓN SUPERFICIAL 
La tensión superficial es una propiedad de la superficie de un líquido que permite soportar una fuerza 
externa. Se puede observar, por ejemplo, cuando ciertos insectos se sostienen sobre la superficie del agua 
e igual ocurre con algunos objetos, como una hoja de afeitar colocada horizontalmente sobre la superficie 
del líquido, aunque sean más densos que el agua y no pueden flotar. 
Este hecho se muestra mediante la fotografía, realizada por el fotógrafo americano Walter Wick, de una 
aguja flotando en la superficie del agua. La tensión superficial está causada por la atracción entre 
moléculas semejantes y es la responsable de muchos de los comportamientos de los líquidos. Se llama 
cohesión. La tensión superficial tiene la dimensión de fuerza por unidad de longitud o de energía por 
unidad de área. El concepto de tensión superficial se relaciona con Agnes Luise Wilhelmine Pockels (1862 
-1935), química alemana nacida en Venecia. Mientras lavaba los platos en su cocina Agnes descubrió la 
influencia de las impurezas en la tensión superficial de los líquidos, un gran paso en el nuevo campo de la 
ciencia de la superficie. ¿Por qué la tensión superficial es importante? Porque es un buen indicador de los 
cambios de composición de una muestra líquida. Si una mezcla líquida se contamina o cambia su 
composición de modo no deseado, se producirán cambios en su tensión superficial [CITATION Abr18 \l 
12298]. 
TRANSPORTE PASIVO Y MEDIADO: DIFUSIÓN LIBRE A TRAVÉS DE PROTEÍNAS-CANALES 
La membrana es poco permeable a solutos iónicos, y dentro de éstos, es más permeable para los 
pequeños aniones que para los cationes. Por ello, estos compuestos utilizan un sistema de difusión 
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formado por un tipo especial de proteínas de membrana denominadas "canales", que permiten a los 
solutos moverse en ambas direcciones. 
Existen canales denominados pasivos, que forman una especie de poros de membrana, ya que están 
permanentemente abiertos; y otros activos o de compuerta que se caracterizan por disponer de dos 
posiciones: cerrado y abierto. El hecho de que adopten una u otra posición depende de múltiples factores, 
como la unión al canal de un determinado ligando, cambios en el potencial de membrana, deformación 
mecánica, etc. Un canal puede ser altamente selectivo para un determinado ión o soluto, o bien puede 
limitar únicamente el tamaño, permitiendo el paso a su través de cualquier ión de calibre inferior. La tasa 
de movimiento del soluto a través del canal abierto puede llegar a ser de 106 a 109 iones/seg., tasa mayor 
que la catalítica para muchos enzimas y que se podría igualar con el movimiento por difusión libre en un 
medio acuoso [CITATION Abr18 \l 12298]. 
 
 
 
 
 
 
 
FUENTE DE IMAGEN: https://biologiageologia.com/biologia2/membrana_semipermeable.png 
TRANSPORTE PASIVO Y MEDIADO: DIFUSIÓN FACILITADA O A TRAVÉS DE PROTEÍNAS 
TRANSPORTADORAS O "CARRIERS" 
Un transportador de membrana, se distingue de los canales en que dispone de un lugar de unión para el 
soluto a transportar que queda accesible por un lado u otro de la membrana, pero nunca por ambos lados 
al mismo tiempo. La proteína transportadora, después de unir el soluto, experimenta un cambio 
conformacional que le permite realizar la transferencia del mismo. Este tipo de transporte es mucho más 
lento que el que se realiza a través de canales, pues se movilizan de 102 a 103 moléculas/seg. La 
capacidad del sistema dependerá del número de proteínas transportadoras, que haya en la membrana en 
un momento dado, y del número de moléculas que sea capaz de unir cada una [CITATION Bio20 \l 12298]. 
Dentro del transporte mediado se distinguen tres tipos de transportadores según el número y dirección de 
movimiento de los solutos a transportar: 
 UNITRANSPORTADOR: En el que sólo se mueve un soluto. 
 COTRANSPORTADOR: Se mueven dos solutos en la misma dirección. 
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 CONTRATRANSPORTADOR O ANTITRANSPORTADOR: Se mueven dos solutos en direcciones 
contrarias. 
TRANSPORTE ACTIVO Y MEDIADO 
En este tipo de transporte se produce un consumo de energía dado que el movimiento se realiza en contra 
de gradiente de potencial químico o electroquímico. Las proteínas transportadoras tienen las mismas 
propiedades que las que realizan la difusión facilitada, con la diferencia de que para su funcionamiento 
requieren energía. Igual que en el tipo anterior hay tres tipos de transportadores de igual denominación 
[CITATION Qum21 \l 12298]. 
Existen dos tipos de transporte activo: 
 El transporte activo primario, en el que el consumo energético, normalmente de ATP, está 
acopladodirectamente al movimiento del soluto a transportar. Un ejemplo de este tipo de 
antitransporte primario es la Na+/K+ ATPasa presente en la membrana de la mayoría de las células 
animales, que bombea Na+ hacia fuera de la célula y K+ hacia dentro, manteniendo los gradientes 
de concentración a través de la membrana. 
 Transporte activo secundario en el que el consumo de energía se realiza para generar un 
gradiente químico o electroquímico que se convierte en un depósito energético que se gastará para 
el empuje del soluto a transportar. Así, mientras la energía se disipa por desaparición del gradiente, 
se produce el arrastre del elemento que interesa que se mueva en contra de gradiente. En muchas 
células se utiliza el gradiente de Na+ para la movilización de otros solutos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUENTE DE IMAGEN: https://ocw.unican.es/pluginfile.php/879/course/section/967/Tema%2520 
TRANSPORTE MEDIANTE VESÍCULAS 
En este tipo de transporte las sustancias pueden atravesar la membrana celular sin establecer relación 
alguna con los componentes de la misma. Para ello utilizan la formación de vesículas con la propia 
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membrana, y en el interior de las mismas se sitúan los solutos para su desplazamiento. Existen varios 
tipos [CITATION Alb20 \l 12298]: 
 ENDOCITOSIS: Cuando las sustancias son partículas de gran tamaño el proceso recibe el nombre 
de fagocitosis, si están en solución se le denomina pinocitosis. En la parte interna de la membrana 
celular aparecen digitaciones recubiertas por una proteína la clatrina, y se denominan depresiones 
revestidas, que darán lugar a vesículas revestidas, especializadas en la endocitosis mediada por 
receptor, para la introducción de macromoléculas específicas. 
 EXOCITOSIS: Muchas sustancias pueden ser sacadas de la célula a través de un mecanismo que 
sería el inverso de la endocitosis, y que recibe el nombre de exocitosis. Las proteínas son 
sintetizadas siempre en el interior celular, pero algunas de ellas realizan su función biológica en el 
medio extracelular. 
 TRANSCITOSIS: La combinación de los dos mecanismos anteriores permite el paso a través de la 
célula de algunos solutos, generalmente macromoléculas. Después de la endocitosis, una vez en el 
citoplasma de la célula, las vesículas, se mueven hacia la membrana contralateral con mayor o 
menor velocidad, constituyendo así verdaderos canales transcelulares de transporte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FUENTE DE IMÁGENES: 
https://es.wikipedia.org/wiki/Endocitosis#/media/Archivo:Tipos_de_endocitosis.svg 
CONCLUSIÓN 
Podemos observar y demostrar que el proceso de transporte celular es muy importante y cómo se explicó 
en su definición necesita un constante tráfico de entrada y salida de las células para que un organismo 
pueda funcionar. Además, vimos su parte relacionada a los procesos biológicos y la medicina como fue un 
claro ejemplos de la hemodiálisis, un tipo de diálisis que se hace en la sangre para filtrarla. 
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