UNIVERSIDAD AUTNOMA DEL ESTADO DE MXICOFACULTAD DE CIENCIAS,LICENCIATURA EN BIOTECNOLOGA.LABORATORIO DE FISIOLOGA VEGETAL

MEMBRANAS Y PERMEABILIDAD(PRCTICA No. 2)

Realizado por: ANDRES OSORIO EMMANUEL ALEJANDO, CASTRO DAVILA HCTOR, DE LA CRUZ PERALTA VIRIDIANA, GONZLEZ ROMERO MIRIAM GABRIELA, MARTINEZ ORTEGA BRANDON MACIEL Y FABIOLA QUIROZ DOMINGUEZ.

RESUMENTodas las clulas vegetales estn encerradas por una membrana, que separa el citoplasma del medio externo. La membrana plasmtica, le permite a la clula absorber ciertas sustancias y excluir otras, por lo que podemos decir que es selectivamente permeable. En la prctica se realizaron cortes de epidermis de hojas de cebolla y de betabel los cuales fueron colocados en diferentes sustancias KOH, NH4OH, HCl, cido actico, acetona, NaCl, CaCl2, para observar cmo stas permeaban las membranas.

INTRODUCCINLa membrana celular est fuertemente adherida a la pared celular, debido a la presin de turgencia provocada por los fluidos intracelulares. Literalmente podemos decir que las clulas se encuentran abombadas, empujndose entre ellas; en otras palabras se encuentran infladas por una presin hidrosttica.

La membrana plasmtica, tanto de las clulas procariticas como eucariticas, son bsicamente similares. En ambos casos, regula el flujo de sustancias disueltas hacia adentro y hacia afuera de la clula. La smosis, que funciona debido a que el agua pasa a travs de las membranas ms rpido que los solutos, regula el flujo de agua.

Las membranas plasmticas tienen aproximadamente 50% de fosfolpidos y 50% de protenas. La estructura en tres capas de las membranas celulares, consiste de una doble capa de fosfolpidos, con los grupos hidrofbos (no afines al agua) mirando hacia el centro y los grupos hidroflicos (afines al agua) orientados hacia las partes externas de la bicapa lpidica. Las molculas de protenas, flotan en la bicapa lipdica, con sus terminaciones hidroflicas penetrando en ambas superficies de la membrana, lo que se conoce como el modelo de mosaico fluido, propuesto por Singer y Nicolson (1972). Se sabe que en las membranas existen dos tipos de protenas: las protenas integrales (intrnsecas) y las protenas perifricas (extrnsecas).

El hecho de que una sustancia pueda atravesar la membrana de un cloroplasto, no significa que lo pueda hacer tambin a raves de una membrana mitocondrial. Las membranas poseen la propiedad de ser selectivas, lo que indica que cada tipo de membrana tiene caractersticas moleculares particulares que le permite funcionar bajo sus propias condiciones. Todas las membranas biolgicas que rodean las clulas, ncleos, vacuolas, mitocondrias, cloroplastos y otros organelos celulares son selectivamente permeables. Las membranas son muy permeables a las molculas de agua y ciertos gases, incluyendo oxgeno y dixido de carbono; mientras que otras molculas pueden tener problemas para atravesar las membranas, debido a su tamao, polaridad y solubilidad en lpidos. Los iones y las molculas polares (con carga elctrica), tienden a moverse a travs de la parte proteica de la membrana. Muchas sustancias se mueven mediante difusin simple por un proceso de transporte pasivo de zonas de mayor a menor concentracin. Sin embargo en los seres biticos muchas sustancias atraviesan la membrana mediante transporte activo, movindose en contra de un gradiente de concentracin y con la utilizacin de energa metablica por la clula, en forma de ATP (adenosin trifosfato), el cual es aportado por la respiracin.

OBJETIVOComparar los tiempos de difusin de iones, cidos y bases a travs de las membranas de los vegetales, observando parmetros colorimtricos propios de los constituyentes de los vegetales.

MATERIALES Hojas de cebolla morada o roja Dos races frescas de Betabel Navaja o cuchillo Espectrofotmetro 10 ml de KOH (0.025 N) 10 ml de NH4OH (0.025 N) 10 ml de HCl (0.025 N) 10 ml de cido actico (0.025 N) 20 ml de acetona 50 ml de NaCl 4% (p/v) 50 ml de CaCl2 0.2% (p/v) 2 tubos de ensayo 5 vidrio de reloj 5 vasos de precipitados (100 ml)Platina para calentamiento Vaso de precipitados de 500 o 100 ml 1 termmetro Regla graduada en mm 1 gradilla Porta y cubreobjetos MicroscopioLupas

PROCEDIMIENTO

RESULTADOS Permeabilidad de las clulas epidrmicas de cebolla a cidos y bases.

Efecto de diversos iones, acetona y temperaturas extremas sobre la membrana plasmtica de las clulas de la raz de betabel.TratamientoTiempo promedio de viraje Observaciones

Agua destilada1 hora

KOH (0.025 N) 2 segVerde

NH4OH (0.025 N) 5minVerde

NH4OH a agua destilada y luego HCl (0.025 N) 9 min. 8 seg. Amarillo

NH4OH a agua destilada y luego cido actico (0.025 N) 19 min.Amarillo

HCl a agua destilada y luego NH4OH

15 min. Amarillo con caf

cido actico a agua destilada y luego a NH4OH15 min. Amarillo

NH4OH agua y luego HCL 5 min. Caf

NH4OH agua destilada y a aci. Actico 5 min.Caf

TratamientoAbsorbancia a 450 nm (o intensidad relativa del color rojo visual)Observaciones

Agua destilada No cambio -

NaCl 4% (p/v) Teido de rosa -

CaCl2 0.2% ms agua destilada No cambio -

CaCl2 0.2% , ms 10 ml de NaCl 4% (p/v)

No cambio -

CongelacinRosa (precipitado)-

RefrigeracinLigero rosa -

Acetona al 80% (v/v) Vino (precipitado)-

Agua calienteRosa ligero -

DISCUSIN DE RESULTADOS

La tasa de difusin de los solutos hacia el interior celular depende de la concentracin, tanto dentro como fuera de la clula; as como de la permeabilidad de la clula a los solutos. La permeabilidad es una propiedad de la membrana celular, que permite el paso de solutos a travs de esta de una forma selectiva.

Los lpidos encontrados en el pasmalemma y tonoplasto son los responsables de la permeabilidad celular, presentan un espesor aproximado de 7,5 nm o 75 (). Las molculas grandes solubles en lpidos penetran rpidamente la membrana celular; mientras mayor sea su solubilidad en lpidos mayor ser su penetracin. Esto puede explicar la acumulacin de cidos orgnicos en la vacuola, como son los cidos oxlico, mlico y ctrico, que son insolubles en lpidos, por lo que no pueden atravesar el tonoplasto hacia el citoplasma. Los cidos actico, lctico y pirvico, nunca se acumulan en la vacuola, ya que son solubles en lpidos. Al disminuir el pH aumenta la concentracin de la forma molecular de los cidos orgnicos soluble en lpidos, y en consecuencia aumenta la permeabilidad de la membrana a estos cidos.

Los electrolitos penetran muy lentamente o no lo hacen del todo, ya que estos se disocian en iones que se encuentran altamente hidratados y forman grandes partculas mayores que las de las molculas sin disociar.

Debido a que cada ion, debe difundir con su capa de hidratacin. La carga elctrica puede impedir tambin la penetracin inica. De acuerdo a esto tenemos que los cidos y bases dbiles, que no estn disociados, penetran ms rpidamente que los cidos y bases fuertes, que se encuentran totalmente disociados. La solubilidad de los electrolitos sin disociar en la membrana, es mayor que la de los iones.

CUESTIONARIO1. Por qu las clulas vegetales no se revientan cuando se colocan en agua destilada?

Porque las membranas de las clulas vegetales resisten mecnicamente las presiones osmticas de una solucin hipertnica, restringiendo el flujo de agua hacia el interior de la clula. Este comportamiento hace que la pared de la clula vegetal se distienda, ejerciendo una presin suficientemente grande para balancear la diferencia de las presiones osmticas de la solucin externa e interna. A la presin ejercida por la membrana celular sobre la solucin interna de la clula se le llama "presin de Turgor". Este fenmeno ocurre porque la membrana celular en realidad es poco elstica y el incremento del volumen celular, debido a la entrada de un poco de agua, produce un incremento apreciable en la presin de Turgor.

2. Qu efecto tienen los cidos y las bases sobre el color de las antocianinas?

Las antocinas forman parte de la familia de polifenoles y se definen como flavonoides fenolicos. Los colores rosa, rojo, azul, malva y violeta de las flores, frutas y verduras se deben a la presencia de estos pigmentos. El color azul, rojo y morado depende de los grupos que estn atadas a la estructura as como la posicin del carbono que este siendo atacado. En un medio bsico vira el color del pigmento de rojo a azul, en cambio entre ms acido se encuentre el medio los colores de la antocinina se hacen ms rojos.

Por lo tanto las antocianinas actan como indicadores acido-base puesto que el color resultante est en funcin de la estructura que se encuentre en mayor proporcin a determinados pH. A pH muy bajo se forma el cation flavilo (rojo), a medida que incrementa el pH se forma la base quinoidal de color azul, en un medio alcalino, aparece el carbinol incoloro.

En condiciones bsicas fuertes se produce dao irreversible en el pigmento con la aparicin de una chalcona de color amarillo plidos.

3. Qu son las antocianinas (qumicamente) y donde se localizan en el interior celular?

Lasantocianinassonpigmentoshidrosolubles que se hallan en lasvacuolasde lasclulasvegetales y que otorgan el color rojo, prpura o azul a las hojas,floresyfrutos.Desde el punto de vista qumico, las antocianinas pertenecen al grupo de los flavonoidesy songlucsidosde las antocianidinas, es decir, estn constituidas por una molcula de antocianidina, que es laaglicona, a la que se le une un azcar por medio de unenlace glucosdico. Sus funciones en las plantas son mltiples, desde la de proteccin de la radiacinultravioletahasta la de atraccin de insectos polinizadores.

4. Explique cualquier diferencia observada con respecto a las bases y cidos utilizados.

En medio cido las antocianinas se encuentran en la forma de sales de ozono y son generalmente de color rojo brillante. Con el aumento del pH de las soluciones, las antocianinas pasan a tener una estructura quinodial, prpura y en medios alcalinos el color cambia al azul.

5. Explique los efectos que pueden ejercer el Na+ y Ca2+ sobre las propiedades de la membrana que resulten en la alteracin de su permeabilidad.

La concentracin del sodio y potasio controla el volumen de las eucariotas animales al regular el pasaje del sodio y del potasio. El gradiente generado produce un potencial elctrico que aprovechan todas aquellas sustancias que deben atravesar la membrana plasmtica en contra del gradiente de concentracin.

CONCLUSIONES

Las membranas celulares constituidas de una bicapa lipdica y protenas confieren a las clulas su individualidad, separndolas del medio que las rodea y regulando la entrada y salida de solutos. Para que las membranas cumplan su funcin biolgica deben estar en estado fluido, lo que implica un constante movimiento de las molculas que las constituyen. Dicha fluidez no solo depende de factores ambientales como la temperatura, sino tambin de la composicin qumica.

Dentro de dicha prctica se pudo estudiar como las clulas reaccionan de acuerdo a las soluciones que ingresan a travs de su membrana, influenciadas por temperatura o por soluciones inicas y de diferente pH.

En base a esto se entendi que debido al gradiente osmtico las membranas no mostraban cambio de coloracin en agua destilada, en comparacin con los tejidos sometidos a diferentes soluciones como pudo observarse en el betabel.

A simple vista se apreci un cambio de coloracin, en algunos casos instantneo, comparado con las muestras que se dejaban reposar en agua destilada. Para el caso de la cebolla, el NH4OH provocaba un cambio de coloracin en una tonalidad verde, siendo este compuesto el que ms influenciaba en el cambio de coloracin ya que al ser cambiado a un reactivo diferente, el cambio de color era mnimo, llevndolo a una tonalidad casi amarilla despus de dos repeticiones.

REFERENCIASTaiz Lincoln. Fisiologa Vegetal. (2006). Universitat Jaume.