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Universidad pedagogica y tecnologica de Colombia Facultad de Ciencias Básicas – Escuela de Biología BIOLOGÍA CELULAR INFORME - PERMEABILIDAD DE MEMBRANAS Resumen La práctica de laboratorio tenía como objetivo analizar mediante el conocimiento adquirido y la observación práctica la naturaleza lipoproteína de la membrana plasmática utilizando tratamientos que modifiquen su permeabilidad, esto se hizo por medio de la observación meticulosa de cada preparación, en este caso utilizamos células animales (glóbulos rojos) y células vegetales (elodea), en dichas muestras se tuvo la oportunidad de ver diferentes comportamientos celulares gracias a que a cada preparación se le adiciono diferentes concentraciones (hipotónico, isotónico, hipertónico) con igual cantidad de solución, además se pudo evidenciar cómo cambio la permeabilidad dependiendo de la solución, como la célula obtuvo cambios conformacionales y en un caso en especial (medio hipotónico) se observó cómo quedaron solamente residuos porque hizo turgencia es decir las células explotaron. Introducción Los seres vivos están compuestos de células, las cuales se pueden encontrar en distintas formas, tamaños y colores, esto se debe a que se encuentran en lugares diferentes dentro del organismo y a que cumplen diversas funciones. Las células tienen muchos componentes, de los que se puede resaltar la membrana celular, el núcleo, las mitocondrias, los ribosomas, el aparato de Golgi, entre otros y en caso de las células vegetales se encuentran los cloroplastos, la pared celular, etc… en este caso se profundizará en la membrana celular, compuesta por lípidos, carbohidratos, colesterol y proteínas; La membrana es la encargada de controlar la homeostasis en la célula es decir que mantiene el equilibrio de moléculas e iones en el interior y exterior de ella. Es importante saber que es selectiva y semipermeable esto quiere decir que solo permite el paso de ciertas moléculas. existen dos tipos de transporte, activo y pasivo que se realizan a través de las proteínas de membrana. Cada uno de los transportes cumple distintas funciones, y la mayor diferencia entre el transporte activo y el pasivo es que mientras el primero consume energía, el segundo no la necesita para realizar su función. Ahora bien, existen medios en los que se puede encontrar diversos comportamientos celulares, para ser más exactos, Está el medio isotónico el cual no afecta a las células y mantiene el equilibrio de solutos en el interior y exterior de la célula. Está el hipertónico en el que la concentración del soluto es mayor en el exterior y produce la plasmólisis es decir la contracción, retracción del citoplasma o crenación. Es el medio hipotónico generando turgencia es decir que este caso se presenta cuando la célula se hincha debido a la presión ejercida por los fluidos. Por esta razón y teniendo en cuenta lo anterior el objetivo de la práctica realizada en el laboratorio pretendía que los estudiantes analizaron la naturaleza lipoproteica de la membrana plasmática usando tratamientos que modifiquen su permeabilidad. Metodología Para realizar la práctica del laboratorio de biología celular sobre permeabilidad de membranas se realizaron dos procedimientos, cada uno permitió la observación del comportamiento de medios isotónicos, hipotónicos e hipertónicos. Para empezar, se prepararon 10 mililitros de solución salina de NaCl a concentraciones de 0.2, 0.85 y 4 %. En el primer procedimiento, utilizando tubos de muestra se tomó 2 ml de cada solución y se mezcló con aproximadamente 4 gotas de sangre agitando suavemente, luego se esperó durante 15 minutos, inmediatamente después se aplicó una gota de cada concentración en 3 porta objetos diferentes, se colocó los cubreobjetos y se realizó la visualización de las muestras. Para el segundo procedimiento se usaron hojas de elodea, se utilizaron 2 hojas cada una dividida en la mitad, cada mitad de hoja se introdujo en un medio diferente dejando una hoja en su medio habitual para poder hacer una mejor comparación de concentraciones, se esperó de 10 a 15 minutos, posteriormente se retiraron del tubo de ensayo, se colocaron en sus respectivos porta y cubreobjetos y de esta manera pudimos ver el comportamiento de los cloroplastos y las células de la elodea. Resultados OBSERVACIÓN DE LA SANGRE SOLUCIÓN SALINA DE NaCl DESCRIPCIÓN FOTO Y DIBUJO Concentración al 0.85% Según la teoría en esta muestra se debía reconocer un medio isotónico en el cual la concentración del soluto es igual dentro y fuera de la célula, así que no debe afectar el comportamiento celular. Pero en este caso al hacer la observación con el Foto (figura 1) objetivo 40x se vio que algunas células fueron crenadas. Al realizar el conteo celular se pudo identificar que en esta muestra hay aproximadamente 1650 celulas. Concentración al 4% En esta muestra visualizada con el objetivo 40x se pudo identificar un medio hipertónico ya que este se caracteriza por que en el medio externo hay mayor concentración de soluto por lo que la célula pierde agua y se deshidrata, por esta razón en la muestra se podía ver que algunas células estaban completamente arrugadas y otras empezaban a contraerse. En el conteo celular se observaron aproximadamente 458 células crenadas y 725 células normales, en total se encontraron 1183 células. Foto (figura2) dibujo Concentración al 0,2% Esta muestra corresponde a un medio hipotónico el cual se caracteriza por tener menor concentración de soluto en el medio externo y una gran cantidad de agua en el interior lo que produce que las células estallen, en este caso se tuvo que hacer una extensa observación de la cual se encontró que las células explotaron provocando que todo el desecho celular fuera hacia los bordes del montaje. Foto (figura 3) OBSERVACION DE LA ELODEA SOLUCION SALINA DE NaCl DESCRIPCION IMAGENES Concentración al 0,85 Este montaje se vio con el objetivo 40x en el que la muestra hacía referencia a un medio isotónico en el cual el comportamiento celular estaba normal y se podían identificar cloroplastos y plastidios en los bordes de las células. Al realizar el conteo celular se pudieron encontrar aproximadamente 115 células. (figura 4) Concentración al 0,2% En este caso el medio de la muestra era hipotónico del cual se observo con el objetivo 40x como las células se agrandaban por la concentración de agua en su interior, además de que a diferencia de la muestra anterior el color verde que tenían las celulas dado por los cloroplastos disminuyo en gran consideración. Al hacer el conteo celular en este medio se pudieron observar (figura 5) aproximadamente 51 celulas Concentración al4% En esta muestra al ser un medio hipertónico se supone que se debe ver deshidrata miento de las células. En este caso no se ve completamente, solo se observa que algunas células se deforman lentamente y que el color verde que se ve en el medio isotónico desaparece un poco. En el conteo celular se encontraron aproximadamente 63.6 celulas (figura 6) Discusión Al realizar un análisis de los datos encontrados y hacer una adecuada observación de las distintas muestras por medio del microscopio en la práctica de laboratorio, se pudo concretar la importancia que tiene la homeostasis en la célula y para dicho fin los mecanismos que la misma usa para mantener su adecuado equilibrio, la membrana plasmática cumple un papel muy importante en la célula ya que esta se compone de una doble capa de fosfolípidos, en los que están incluidos gran variedad de proteínas, estas se pueden localizar tanto en la superficie exterior de la bicapa y se les conoce como proteínas periféricas o también las que penetran la bicapa lipídica que se les reconoce como proteínas integrales, cada una de ellas cumple una función específica e importante en la célula, es importante resaltar que estas proteínas y lípidos mencionados tienen carbohidratos unidos a ellas, formando así glicoproteínas y glucolípidos, además la membrana también contiene colesterol.Una de las características más importantes de la membrana plasmática es su permeabilidad, la permeabilidad celular permite que la membrana plasmática funcione como una barrera entre el interior y exterior celular ya que aprueba la entrada y salida de moléculas través de la misma, sin embargo esta no deja pasar todas las moléculas debido a su selectividad, con el objetivo de promover la vitalidad de la célula, es así como se pueden encontrar procesos bastante interesantes e importantes en la celular como lo son los tipos de transporte, que se dividen en: Transporte activo y transporte pasivo que se diferencian a causa de que uno utiliza ATP en el proceso y el otro no ya que no debe ir en contra de su gradiente de concentración, gracias a los procesos anteriormente mencionados y a las funciones que cumple la membrana plasmática la célula puede llegar a encontrarse en distintos ambientes celulares, como los que tuvimos la oportunidad de observar en la práctica de laboratorio, dichos ambientes se dan gracias a la relación de solvente y soluto que se pueden encontrar en el medio intracelular y extracelular, en este caso: cantidad de agua y sal. Los ambientes se pueden dividir en hipertónicos, hipotónicos e isotónicos. Para poder observar cada uno de estos fue necesario realizar un proceso de adquisición de muestras, tanto de células animales como de vegetales y mezclarlas con NaCl en distintas concentraciones, se pudo observar en las células animales que al realizar una mezcla de las muestras y NaCl en una concentración de 4% se obtuvo el resultado esperado, como se muestra en la (figura 2) donde las células presentan una contracción debido a la cantidad de soluto (sal) que se les suministro, al deshidratarse la célula se encuentra en un ambiente hipertónico y como es una célula animal, más exactamente en estado de crenación, en el conteo celular se observaron aproximadamente 458 células crenadas y 725 células normales, en total se encontraron 1183 células. Al realizar un adecuado análisis de la mezcla con la concentración de 0.85% observamos en la (figura 1) algunas falencias ya que no obtuvimos el resultado esperado en el que las células se encontraran en un estado de equilibrio, como se muestra en la (imagen 1), algunas de estas células mostraron una reacción parecida al ambiente presentado en la concentración de 4%, se realizó un conteo de las células en el que se encontraron 1650 en total de las cuales 59 estaban en el estado adecuado, por otro lado en la (figura 3) se distinguió un ambiente hipotónico, de turgencia en el cual las células a causa de la presión ejercida llegaron al punto de explotar debido a la cantidad de solvente que tenían. En las células vegetales se observaron ambientes muy similares, por ejemplo en la (figura 5) se observó un ambiente hipotónico en el que las células se hinchan debido a la presión que el solvente ejercía en su interior, sin embargo estas no explotaron como en las células animales, lo cual se puede explicar como su capacidad de resistencia a dicho ambiente, se observaron 51 células en la concentración de 0,2%. Al analizar el ambiente isotónico en la (figura 4) se lograron ver orgánulos de la célula al borde de la misma, tales como plastidios y cloroplastos y un ambiente totalmente equilibrado, se distinguieron 115 células aproximadamente, para finalizar con la concentración de 4% se obtuvo un ambiente hipertónico sin embargo como se muestra en la (figura 6) no todas la células presentan este ambiente ya solo algunas que se deformaron, se pudo realizar un conteo celular del cual se obtuvo que había presencia de 60 células. Como punto de comparación tuvimos la hoja de elodea en el ambiente normal, la cual presentaba características muy similares a la del medio isotónico. Conclusión - gracias a la práctica de laboratorio realizada, se pudo distinguir y diferenciar los distintos ambientes que puede tener una célula como lo son el hipertónico, isotónico e hipotónico, las desventajas y ventajas de los mismos y la importancia de la homeostasis en la unidad fundamental de todos los seres vivos, la célula, de igual forma se pudo analizar el papel de la membrana plasmática tanto en las células animales como en las vegetales y la trascendencia que tiene la permeabilidad de las membranas para un equilibrio biológico en los organismos. Pregunta complementaria - En un caso hipotético en donde usted debe realizar lavado de una herida en un paciente y tiene a su disposición agua destilada, agua NaCl 0.2% y agua NaCl 0.9%. ¿Cuál de estas soluciones sería apropiada para realizar el lavado y por qué? RTA: se utilizará el del 0.9% de concentración ya que este es un medio isotónico que cuando la concentración de soluto es igual fuera y dentro de una célula. Se dice de las soluciones que tienen la misma concentración de sales que los glóbulos rojos. Son isotónicas. Por tanto, tienen la misma presión osmótica que la sangre y no producen la deformación de los glóbulos rojos. por eso es ideal para limpiar heridas. Bibliografía 1 Alma Galindo G, Roberto Avendaño P. Biología básica. Universidad Autónoma de Sinaloa; 2012 pág. 87-88. 2 Geoffrey M. Cooper, Robert E. Hausman. La Célula. Marban libros sl. Madrid; 2010 pág. 540- 543. 3 Helena, Curtis. Biología. Panamericana. Buenos Aires ; 1985 pág. 155- 158 Anexos Imagen 1
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