Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-151

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Membranas biológicas 117
centración de soluto, para impedir la difusión del agua (por ósmosis) 
desde el lado con la concentración más baja de soluto. En el ejemplo del 
tubo en U, se puede medir la presión osmótica mediante la inserción de 
un pistón en el lado agua y soluto del tubo y midiendo qué presión debe 
ejercer el pistón para evitar el aumento de líquido en ese lado del tubo. 
Una disolución con una alta concentración del soluto tiene una baja 
concentración efectiva de agua y una presión osmótica alta, inversa-
mente, una disolución con una concentración de soluto baja tiene una 
alta concentración efectiva de agua y una presión osmótica baja.
Dos disoluciones pueden ser isotónicas
Las sales, azúcares y otras sustancias se disuelven en el compartimento 
fl uido de cada célula (citosol). Estos solutos le dan al citosol una presión 
vés de la membrana, pero se mueven con la misma rapidez en ambas 
direcciones.
En los organismos, rara vez se alcanza el equilibrio. Por ejemplo, las 
células humanas producen continuamente dióxido de carbono, azúcares 
y otras moléculas que son metabolizadas durante la respiración aeróbica. 
El dióxido de carbono se difunde con facilidad a través de la membrana 
plasmática pero luego se elimina rápidamente por la sangre. Esto limita
la posibilidad de que las moléculas vuelvan a entrar en la célula, por lo 
que siempre existe un fuerte gradiente de concentración de las molécu-
las de dióxido de carbono a través de la membrana plasmática.
En la difusión simple a través de una membrana biológica, molécu-
las pequeñas de soluto, no polares (sin carga) se mueven en forma di-
recta a través de la membrana a favor de su gradiente de concentración. 
El oxígeno y el dióxido de carbono se pueden difundir con rapidez a 
través de la membrana. La razón de difusión simple está directamente 
relacionada con la concentración del soluto; a mayor concentración de 
soluto, más rápida será la difusión.
La ósmosis es la difusión de agua a través
de una membrana semipermeable
La ósmosis es un tipo especial de difusión que implica el movimiento 
neto de agua (el principal solvente en los sistemas biológicos) a través de 
una membrana semipermeable de una región de mayor concentración
a una región de menor concentración. Las moléculas de agua pasan libre-
mente en ambas direcciones, pero como en todos los tipos de difusión, 
el movimiento neto es de la región donde las moléculas de agua están 
más concentradas a la región de menor concentración. La mayoría de las 
moléculas de soluto (como azúcar y sal) no se pueden difundir libremente 
a través de las membranas semipermeables de la célula.
Los principios que implica la ósmosis se pueden ilustrar mediante 
un aparato llamado tubo en U (FIGURA 5-12). El tubo en U está dividido 
en dos secciones por una membrana semipermeable que permite que 
las moléculas de solvente (agua) pasen libremente, pero excluye las mo-
léculas de soluto. Se coloca una disolución de agua y soluto a un lado, y 
agua pura en el otro. El lado que contiene el soluto tiene una menor con-
centración efectiva de agua que el lado del agua pura. La razón es que las 
partículas de soluto, que están cargadas (iónicas) o polares, interactúan 
con las cargas parciales eléctricas sobre las moléculas de agua polares. 
Muchas de las moléculas de agua están “ligadas” y ya no son libres de 
difundirse a través de la membrana.
Debido a la diferencia en la concentración efectiva del agua, hay un 
movimiento neto de moléculas de agua desde el lado del agua pura (con 
una alta concentración efectiva de agua) hacia el lado del agua y soluto 
(con una concentración efectiva de agua menor). Como resultado, el 
nivel del fl uido desciende en el lado del agua pura y se eleva en el lado 
del agua y soluto. Debido a que las moléculas de soluto no se difunden 
a través de la membrana, nunca se alcanza el equilibrio. El movimiento 
neto de agua continúa, y el nivel del líquido 
se eleva en el lado que contiene el soluto. El 
peso de la columna ascendente de fl uido fi -
nalmente ejerce presión sufi ciente para de-
tener más cambios en los niveles del fl uido, 
aunque las moléculas de agua continuarán 
pasando a través de la membrana semiper-
meable en ambas direcciones.
La presión osmótica de una disolu-
ción se defi ne como aquella presión que 
debe ejercerse sobre el lado de una mem-
brana semipermeable con la más alta con-
Terminología osmótica 
Concentración Concentración Dirección de
de soluto en la de soluto en la movimiento neto
disolución A disolución B Tonicidad de agua
Mayor Menor A hipertónica a B; B hipotónica a A B a A 
Menor Mayor B hipertónica a A; A hipotónica a B A a B
Igual Igual A y B son isotónicas entre sí Ningún 
 movimiento neto
TABLA 5-1
Molécula 
de soluto
Membrana de
permeabilidad
selectiva o 
semipermeable
Agua pura
Agua 
más 
soluto
Presión aplicada al 
pistón para resistir el 
movimiento hacia arriba
Molécula 
de agua
FIGURA 5-12 Animada Ósmosis
El tubo en U contiene agua pura a la derecha y agua más soluto en el lado 
izquierdo, separadas por una membrana semipermeable. Las moléculas de
agua atraviesan la membrana en ambas direcciones (fl echas azules). Las 
moléculas del soluto no puede cruzar (fl echas rojas). El nivel del líquido 
normalmente se elevaría a la izquierda y caería a la derecha porque el
movimiento neto de agua sería hacia la izquierda. Sin embargo, el pis-
tón evita que el agua se eleve. La fuerza que debe ejercer el pistón para 
evitar la subida del nivel del líquido es igual a la presión osmótica de la 
disolución.
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	Parte 1 La organización de la vida
	5 Membranas biológicas
	5.4 Transporte pasivo
	La ósmosis es la difusión de agua a través de una membrana semipermeable
	Dos disoluciones pueden ser isotónicas
	Tabla 5-1 Terminología osmótica