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Universidad de La Serena Facultad de Ciencias Departamento de Biología
1ºer Informe de laboratorio de fisiología vegetal; Difusión y potencial hídrico.
Integrantes: Manuel Molina Tobías Rivera Carlos Sarria Luise Schulte Paulina Vera
Carrera:
Pedagogía en biología y ciencias Naturales
Asignatura:
Fisiología Vegetal Profesora:
Nancy Olivares Fecha:
17/04/2013
RESUMEN En el presente informe procederemos a detallar las actividades realizadas en la primera sesión de laboratorio de Fisiología Vegetal, en la cual se enfatizó en la difusión y potencial hídrico, mediante distintas actividades prácticas, las cuáles junto con explicaciones teóricas por parte de la profesora, tienen como objetivo la búsqueda de instaurar conocimientos y profundizar aprendizajes de cursos anteriores. Dentro de las propiedades de los organismos vivos, se identifica la "captación" de nutrientes desde su medio ambiente y la posterior transformación con fines de conformación protoplasmática. El protoplasma celular se considera una solución compleja, conformada por agua como solvente y con diferentes sales como soluto. Por su parte el medio ambiente también es una gran solución, las plantas están rodeadas por la solución acuosa del suelo, y los tallos y hojas por la solución gaseosa de la atmósfera, las cuales serán el soporte vital y nutritivo del cuál dependerá el organismo autótrofo para sus funciones vitales, tales como respiración, transpiración y nutrición. Para entrar a estudiar la entrada de sustancias hacia la célula es necesario recordar que en una membrana semipermeable (como lo es la mayoría de las membranas en los organismos vivos) sólo habrá movimiento de agua u osmosis desde y hacia la célula, en cambio en una membrana permeable habrá tanto movimiento de soluto como de agua. La difusión en este sentido tiene directa relevancia en el movimiento de partículas dentro del proceso de nutrición vegetal, debido a esto procedimos al estudio de la difusión en geles a distintas temperaturas, verificando y describiendo lo sucedido a partir de su temperatura y densidad. Además el proceso de imbibición, el cual consiste en la absorción e hinchazón de substancias coloidales por adsorción de moléculas de agua en sus superficies internas y juega un papel de mucha importancia en los organismos vegetales, debido a que si no existiera el constante movimiento de agua el crecimiento activo de las plantas no sería el mismo, pudimos evidenciarlo en materiales de trabajo tales como el cochayuyo y el poroto. La osmosis se define como el movimiento de agua a través de una membrana semipermeable, de un menor gradiente de concentración de soluto, a uno de mayor. Y su importancia radica en que si la planta está expuesta a un medio salino hipertónico con relación a su protoplasma, el agua de sus células tenderá a evacuar, por lo cual se podría producir una plasmólisis incipiente, dejando al ser vivo al borde de un shock de deshidratación, por lo cual es necesario estudiar según un osmómetro, además de conocer el potencial osmótico según medidas que se realizaron dentro del laboratorio. Finalmente el potencial xilemático el cual tiene directa relación con el movimiento de agua al interior de la planta, y su medida más importante o trascendental es la del potencial de presión y el cuál pudimos aprender que se medía con un instrumento llamado "bomba de scholander"
INTRODUCCION
La absorción de agua desde el medio es una de las principales actividades que
debe realizar la planta para poder mantenerse con vida, esta agua sirve tanto
para el transporte de nutrientes como para mantener la forma y tamaño de sus
células. Esta agua absorbida por la planta depende tanto del a porosidad del
suelos como del grado de desecación de este mismo.
En plantas, la semilla (y otros tejidos vegetales) es capaz de incorporar agua y
de retenerla en su interior. Este proceso es conocido como imbibición. Esta
agua es mantenida por las fuerzas de cohesión que poseen las mismas
partículas de agua.
En las células de la planta, el potencial químico del agua dependerá de la
concentración del agua, que a su vez dependerá de la presencia de los solutos
tanto en el medio intracelular como en el extracelular.
Uno de los procesos que utiliza la planta para incorporar nutrientes o agua es la
Difusión. Se entiende por difusión al desplazamiento neto de moléculas, a una
presión y temperaturas constantes, desde zonas de mayor concentración a
hacia las zonas de menor concentración y es principalmente el mecanismo más
usado por las células, y todo esto ocurre sin gasto de energía externa.
Otro proceso que ocurre dentro de la planta es la Osmosis, que sería un tipo
especial de difusión, donde la única molécula que se difunde a través de la
membrana es el agua.
MATERIALES Y METODOS
A.-DIFUSIÓN
Experiencia 1. Tome 4 tubos con gelatina y llene un 1 cm. del espacio libre en cada uno con una dilución de los colorantes que se indican a continuación. Asegúrese de que queden bien tapados y con un espacio libre de aproximadamente 2 cm. sobre las disoluciones.
(*)= tiene propiedades coloidales.
Anote en cada tubo: el colorante agregado, la hora y fecha de inicio. Mida las distancias recorridas por las partículas en cada tubo según la tabla 1. La exactitud de las medidas debe ser ± 1 mm; conceda especial importancia a las medidas del primer día. Deje los tubos a 20ºC (estufa 1).Mida durante 5 dias, la difusión de las soluciones y registre en la tabla de resultados los valores obtenidos. Experiencia 2. Debe tomar 2 tubos con gelatina y llene el espacio libre con una disolución al 0.01 M de Eritrosina. Coloque uno de los tubos a 0º C (refrigerador), deje otro a 10º C (estufa 2). Mida la distancia (en mm) a que se difunde el colorante en ambos tubos haciendo las lecturas siempre a las mismas horas en los intervalos indicados. EI tubo con Eritrosina 0.01M de la experiencia 1 (20º C) forma parte de esta experiencia. Con los valores obtenidos calcule el coeficiente de temperatura para cada 10º C (Q10). Debe realizar la medición por 3 días y registrar los resultados en la tabla señalada. Experiencia 3. Tome un tubo con gelatina y Ilene el espacio libre con una disolución de Eritrosina diluida 10 veces respecto a la experiencia 1 (i.e., 0.001 M). Deje el tubo a 20º C. Registre las distancias (en mm) recorridas por eritrosina en 1, 2, 3, 4, 7 y 10 días, y compare sus resultados con los obtenidos con la eritrosina 0.01 M. Se deben registrar los resultados en la tabla numero 1. B.- IMBIBICIÓN Experiencia 1. Rol del líquido en la Imbibición. Colocamos un trozo de cochayuyo seco en agua y éter pesándolo previamente. Repetimos lo mismo con un trozo de gelatina. a) Después de 24 horas, determine el peso de cada trozo b) Determine la cantidad de líquido embebido por gramo de sustancia. Registrar los resultados.
Tubo 1 0.01 M Permanganato de Potasio 158 PM
Tubo 2 0.01 M Anaranjado de metilo 327 PM
Tubo 3 0.01 M Rojo Congo (*) 697 PM
Tubo 4 0.01 M Eritrosina 897 PM
Experiencia 2. Aumento de volumen Debemos colocar porotos y almidón insoluble en agua (volumen conocido). Después de 24 horas, determine el aumento de volumen de la sustancia. Explique cómo calculó el cambio de volumen y registre los resultados obtenidos. Experiencia 3. Efectos osmóticos sobre la imbibición. Debemos colocar en recipientes (tubos o vasos) que contiene soluciones de 4 M, 2M, 1M, 0,5M de NaCI y el control con agua destilada. Agregue en cada una 5 granos de trigo seco previamente pesados (Pi, en gramos). Después de 48 horas, remueva los granos y obtenga el peso final (Pf, en gramos). Represente sus resultados en una curva de agua embebida/gramos de trigo vs concentración. Experiencia 4 Debemos pesar 30 gr. de almidón soluble y seco y colocarlos dentro de una botella "thermos" limpia y seca. A continuación agregue 30 ml de agua a temperatura ambiente (tome la temperatura inicial). Mezcle con varilla de vidrio y determine la máxima temperatura alcanzada por la mezcla.
C.-OSMOSIS
Experiencia 1.- Demostración de la Presión Osmótica mediante un Osmómetro. La osmosis puede ser medida con un osmómetro que posee una membrana de celofán. (Permeable al agua pero no a la sacarosa). En el interior se coloca una solución concentrada de sacarosa, y el osmómetro se coloca dentro de un vaso con agua destilada. Debemos montar la experiencia al comienzo del periodo de laboratorio e indicar la posición de la solución de sacarosa en el capilar con un lápiz de cera. Mida la posición de la solución en el capilar respecto al tiempo cero cada 10 minutos.
RESULTADOS A. DIFUSION. EXPERIENCIA 1: Tabla 1. Distancias (cm) observadas (O) y teóricas (T) recorridas por difusión por 4 colorantes con concentración 0.01 M. (* resultados de la experiencia 3).
Día 1 Día 2 Día 3 Día 5 Día 7
Colorante O(a) O T O T O T O T
Permanganato
de potasio. 0,2 0,2 0,28 0,2 0,34 0,3 0,67 0,3 0,79
Anaranjado de
metilo. 2,0 3,4 4,80 4,5 7,79 5,0 11,18 6,5 17,19
Rojo congo. 0,1 0,3 0,42 0,5 0,86 0,6 1,34 0,6 1,58
Eritrosina
(0,01M) 0,5 1,1 1,55 1,5 2,59 1,4 3,13 1,7 4,49
Eritrosina
(0,001 M)* 0,3 0,9 1,27 0,9 1,55 1,0 2,23 1,1 2,91
GRAFICAS:
0
2
4
6
8
10
0 2 4 6 8
mm
Dias
Permanganato de Potasio
OBSERVADO
TEORICO
Grafico 1. Representación de la distancia recorrida por el Permanganato de potasio.
0
50
100
150
200
0 2 4 6 8
mm
Dias
Anaranjado de metilo
OBSERVADO
TEORICO
Grafico 2. Representación de la distancia recorrida por el Anaranjado de metilo.
Grafico 3. Representación de la distancia recorrida por el rojo congo
0
10
20
30
40
50
0 2 4 6 8
mm
Dias
Eritrosina (0,01 M)
OBSERVADO
TEORICO
Grafico 4. Representación de la distancia recorrida por Eritrosina (0,01 M)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 2 4 6 8
mm
Dias
Rojo Congo
OBSERVADO
TEORICO
Los datos fueron tomados en centímetros ya que el instrumento utilizado para
la medición fue una regla de 20 cm, por lo que posteriormente se transformo a
milímetros para su representación en los distintos gráficos
Los datos obtenidos de la observación del experimento se alejaron bastante de
los datos Teóricos calculados para la experiencia, lo que queda reflejado en las
representaciones graficas que nos permitieron interpretar dichos resultados.
Los datos que se obtuvieron de la observación dieron como resultado que el
colorante que difundió mas por el medio utilizado (gelatina) fue Anaranjado de
metilo quien recorrió una distancia de 6,5 cm y el que difundió menos fue el
Permanganato de potasio con una distancia de 0,3 cm.
Según los datos teóricos calculados el colorante Anaranjado de metilo debió
haber avanzado 17,9 cm y el Permanganato de potasio 0,79 cm, lo que
ciertamente no coincide con lo experimentado.
EXPERIENCIA 2:
Tabla 2. Efecto de la temperatura sobre la distancia recorrida por difusión en soluciones de eritrosina. d= distancia, Q10=coeficiente térmico.
Dia 1 Dia 3 Dia 5
Tratamiento d Q10 d Q10 d Q10
Refrigerador a 0ºC 0,5 0,5 0,5
Estufa a 10ªC 0,3 0,9 1,2
Estufa a 20ªC 0,3 0,4 0,5
EXPERIENCIA 3 Distancias (en cm) recorridas por eritrosina 0,01 M y 0,001 M en 1, 2, 3, 5 y 7 días.
Dia 1 Dia 2 Dia 3 Dia 5 Dia 7
Colorante O(a) O T O T O T O T
Eritrosina (0,01M) 0,5 1,1 1,55 1,5 2,59 1,4 3,13 1,7 4,49
Eritrosina (0,001 M) 0,3 0,9 1,27 0,9 1,55 1 2,23 1,1 2,91
0
10
20
30
40
50
0 2 4 6 8
mm
Dias
Eritrosina (0,01 M)
OBSERVADO
TEORICO
Grafico 5. Representación de la distancia recorrida por Eritrosina (0,01M).
Grafico 6. Representación de la distancia recorrida por Eritrosina (0,001M)
0
5
10
15
20
25
30
35
0 2 4 6 8
mm
Dias
Eritrosina 0,001 M
OBSERVADO
TEORICO
Grafico 7. Representación de la comparación de la distancia recorrida por la Eritrosina 0,01 M y Eritrosina 0,001 M.
Según los datos obtenidos, la Eritrosina 0,01 M difundió más que la de
concentración 0,001 M con una diferencia de 6 mm en cuanto a la distancia
recorrida en el día 7, lo que queda evidenciado en la representación grafica en
el grafico 7. Lo que nos refleja que a mayor concentración de la solución
mayor será su difusión por el medio, medido en cuanto a la distancia recorrida
en función del tiempo.
ACTIVIDADES
1.- Defina el proceso de Difusión y establezca los factores que lo determinan.
La difusión se puede definir como el movimiento neto de moléculas de regiones
de mayor energía libre hacia regiones de menor energía libre, hasta que se
alcance la condición de equilibrio. Debido a que los gradientes de potencial
químico o hídrico producen la fuerza impulsora de la difusión, es importante
entender los cuatro factores principales que producen estos gradientes;
Temperatura: el agua se moverá desde la zona con mayor temperatura a la
zona con menor temperatura.
Presión: en un gradiente de presión, el agua se moverá desde la zona con
mayor presión a la zona con menor presión.
Soluto: el agua se moverá desde la solución diluida a la concentrada, en el
caso especial de difusión se denomina osmosis
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 2 4 6 8
mm
Dias
Eritrosina 0,01 M vs 0,001 M
Eritrosina 0,01 M
Eritrosina 0,001 M
Hidratación: los poros del suelo o la pared celular ofrecen una matriz de
hidratación donde el agua es absorbida (adhesión) y retenida con mucha
fuerza.
2.- ¿Porque algunos colorantes se comportan de manera diferente a lo
esperado?
Porque quizás las temperatura afecto la cinética molecular impidiendo que
estos se difundieran a través de la gelatina o también puede ser que los poros
de la gelatinas no permitan difundir la totalidad de las moléculas.
3.- ¿Qué factores controlan la intensidad de la difusión y su dirección? Explique
por qué decrece con el tiempo.
La intensidad y la dirección de la difusión se ve controlada por el gradiente de
concentración, porque a medida que transcurre el tiempo la concentración de
partículas se igual a ambos lados de la membrana y el gradiente disminuye.
4.- ¿Cuál es la diferencia entre difusión y flujo de masa?
La difusión depende de la gradiente de concentración y de la cinética de las
partículas para pasar al otro lado de la membrana, el flujo de masa es el
movimiento de partículas por medio de la aplicación de presión.
5.- Si la velocidad de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz
cuadrada de su peso molecular, calcule cuál sería la velocidad de difusión del
H2, O2 y CO2.
B. IMBIBICION Experiencia 1. Rol del líquido en la Imbibición. Coloque un trozo de cochayuyo seco en agua y éter pesándolo previamente. Repita lo mismo con un trozo de gelatina. a) Después de 24 horas, determine el peso de cada trozo b) Determine la cantidad de líquido embebido por gramo de sustancia. Explique los resultados obtenidos.
Tratamiento Cochayuyo Gelatina
Peso inicial Peso final Peso inicial Peso final
En agua 0,12 1,49 0,16 1,83
En eter 0,13 0,14 0,17 0,24
De acuerdo a los resultados obtenidos comprobamos que ocurrió imbibición ya que el peso del cochayuyo y la gelatina aumento considerablemente, único fenómeno que se podría explicar por el ingreso y retención de agua en su estructura. Comparando el agua con el éter podemos decir que el éter no ingresó totalmente por las celulas ya que este tiene una densidad menor que el agua y es insoluble en ella, lo que dificulta el ingreso a la celula, ya que como sabemos la celula vegetal presenta un gran porcentaje de agua.
Experiencia 2. Aumento de volumen Coloque porotos en agua (volumen conocido). Después de 24 horas, determine el aumento de volumen de la sustancia. Explique cómo calculó el cambio de volumen.
Poroto
Volumen inicial Volumen final
5ml 4,5 ml
El resultado de este experimento evidencio un ingreso y retención de agua en el poroto, por lo que hablamos que ocurrió imbibición, el cambio de volumen se calculo midiendo en el tubo la cantidad de liquido (con el poroto al interior) existente al inicio de la experiencia y luego al final de la experiencia que termino con una disminución de volumen del agua en el tubo.
Experiencia 3. Efectos osmóticos sobre la imbibición. En recipientes (tubos o vasos) que contiene soluciones de 4 M, 2M, 1M, 0,5M de NaCI y el control con agua destilada. Agregue en cada una 5 granos de trigo seco previamente pesados (Pi, en gramos). Después de 48 horas, remueva los granos y obtenga el peso final (Pf, en gramos). Represente sus resultados en una curva de agua embebida/gramos de trigo vs concentración. Interprete.
Concentración
(1) 4M (2) 2M (3) 1M (4) 0,5M (5) H2O d
Peso inicial(Pi) 0,25 0,28 0,24 0,29 0,26
Peso final(Pf) 0,32 0,39 0,34 0,43 0,39
(Pf –Pi)/Pi 0,28 0,39 0,42 0,48 0,5
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 1 2 3 4 5 6
Agu
a e
mb
eb
ida/
grs
Concentracion
Agua embebida/grs vs Concetracion
Grafico 8. Representación del agua embebida por granos de trigos sumergidos en soluciones de NaCl y agua destilada.
El grafico muestra la relación entre la concentración de la solución del medio versus el agua embebida por las estructuras vegetales (trigo), lo que nos da como resultado que a medida que la concentración de la solución disminuye en el trigo aumenta la imbibición. Esto se debe a que a mayor concentración de la solución, hay mayor soluto en el medio por ende el agua tiende a irse al lugar de mayor concentración. O por el caso contrario en el agua destilada donde no hay solutos en el medio sino que en el interior de la celula vegetal (trigo) por ende el agua tiende a ingresar a dicha estructura. 1. ¿Qué condiciones se requieren para que ocurra imbibición?
La imbibición es el movimiento de las moléculas de agua en sustancias como la madera o la gelatina, las que aumentan de volumen por la hidratación. Las semillas hidratadas pueden aumentar varias veces su volumen, gracias a la imbibición. La adhesión de las moléculas de agua es responsable de la imbibición o hidratación. Por lo que una de las condiciones claramente es la presencia de un medio que sea capaz absorber de retener agua, por ejemplo, una semilla. Segundo el solvente o medio acuoso, especialmente es esta la condición con la cual la semilla puede hacer imbibición ya que estando en contacto con agua es posible absorber y que haya movimiento de agua de un
medio a otro. Finalmente para que esto sea mucho más fácil de realizar se esperaría que el medio en el cual está inmersa la semilla tuviese menos concentración de solutos. 2.-¿ Qué es presión de imbibición? Describa un experimento para demostrarla. La presión de imbibición de aquella que se produce en la absorción de agua debido a sustancias inmiscibles al agua- a través de imbibición. Todo esto se verifica tratando varias semillas con agua para luego mazarlas en función de tiempo. Las semillas tienen gran poder de imbibición para mantenerse hidratadas y poder germinar. Experiencia 4 Pese 30 gr. de almidón soluble y seco y colóquelos dentro de una botella "thermos" limpia y seca. A continuación agregue 30 ml de agua a temperatura ambiente (tome la temperatura inicial). Mezcle con varilla de vidrio y determine la máxima temperatura alcanzada por la mezcla.
Temperatura inicial 25ºC
Temperatura final 26ºC
a) ¿Cuál es la fuente de energía calórica desarrollada durante el proceso de imbibición? Se puede analizar la imbibición cuando la temperatura del suelo es menor a 20ºC e incluso antes, a temperaturas superiores a 20ºC. En este último caso, la incorporación de agua es determinada también, a medida que continúa el proceso, El objeto que absorbe agua adquiere más peso. Se da en organismos como semillas donde la actividad enzimática genera energía y el movimiento de sus moléculas produce cierta energía calórica lo que en teoría sería una fuente en desarrollo junto con la temperatura del suelo.
C. OSMOSIS Experiencia 1.- Demostración de la Presión Osmótica mediante un Osmómetro. ¿Hay una difusión neta de agua a través del celofán? ¿Qué sucedería con el nivel en el capilar si el osmómetro fuera colocado en una solución más concentrada de sacarosa? ¿Por qué?.
El celofán cumple el papel de una membrana y la característica que presenta es la de no permitir el paso de las moléculas de azúcar en la solución, lo cual significa que es impermeable al azúcar. Por el contrario, deja pasar con facilidad las moléculas de agua, o sea, es permeable a ella. Las membranas que presentan este comportamiento reciben el nombre de semipermeables. De acuerdo a lo anterior, en el experimento se puede observar que, al comienzo el recipiente formado por la membrana de celofán se encuentra poco turgente, pero poco a poco va aumentando de tamaño hasta quedar inflado, logrando que el agua
suba por el capilar, habiendo un aumento de volumen. Esto es consecuencia de la difusión del agua a través de la membrana, desde vaso pp hacia el interior de la bolsa. Este es el fenómeno que se conoce como ósmosis. Si en el osmómetro fuera colocada una concentración mayor de sacarosa, el nivel del agua en el capilar subiría considerablemente, ya que habría un gran ingreso de agua por la membrana, ya que en la osmosis el agua se traslada de un medio hipotónico (agua destilada) hacia un medio hipertónico (sacarosa). Experiencia 2.- Determinación del Potencial Osmótico de una célula. Epidermis de Elodea en gotas de solución de sacarosa de 0.22 M, 0.26 M, 0.30 M, 0.34 M y 0.38 M. Según lo observado bajo el microscopio, luego de 30 min se produjo plasmólisis incipiente en la concentración 0,30 M de Sacarosa, donde se notaba un desprendimiento del protoplasto de la pared celular, quedando un equilibrio de solutos entre el medio externo y el medio interno de la celula. Lo que podemos representar mediante la siguiente imagen;
Ilustración 1. Representación de plasmólisis.
D- POTENCIAL XILEMATICO Bomba de Scholander Esta técnica fue desarrollada por Dixon a principios del siglo XX y luego modificada por Scholander. El principio se basa en la teoría tenso-coheso-transpiratoria, la cual explica el ascenso de agua de la raíz a las hojas. Con base en esta teoría se sabe que el agua dentro del xilema esta bajo tensión debido a la transpiración de las plantas. Esta tensión se debe al Déficit de Presión de Vapor en la atmósfera (DPV). La técnica consiste en medir la tensión generada por el xilema y aplicar una presión necesaria, generada por aire comprimido o un gas (nitrógeno), para mover las columnas de agua en el xilema. En todo ser vivo está presente el agua como fuente indispensable para varios procesos metabólicos que permiten el crecimiento y desarrollo de los organismos. El movimiento del agua entre los tejidos y los diversos espacios que constituyen una planta está gobernado por diferencias de Potencial Hídrico. Este se define como la variación del potencial químico del agua en una condición dada, respecto al potencial químico del agua pura, normalizado por el volumen molar del agua. Por lo tanto, el potencial hídrico indica la variación de la energía libre (capacidad de realizar trabajo) que experimenta el agua cuando ésta se aleja de su estado puro y en condiciones estándar.
Esquema del funcionamiento de la cámara de Scholander.
DISCUSION El objetivo de las experiencias es estudiar el proceso de difusión y conocer el potencial hídrico y sus propiedades. La primera experiencia trata de la difusión de diferentes colorantes. El resultado es que todas sustancias difunden con distinta velocidad. Pero según los resultados el peso molecular no estaría relacionado directamente a la velocidad de la difusión. Tal vez esta dependiente del tamaño de la sustancia o bien de la estructura. En la segunda experiencia examinamos la relación de la difusión con la temperatura. La expectación es que la difusión es más rápido cuando la temperatura está más alta por que los moléculas tienen más energía. Eso era correcto por la comparación de 0°C y 10°C. Pero en la experiencia la difusión a 20°C estaba más lento que a 10°C. Esto puede ser por varios errores. Tal vez la temperatura no era constante sobre el tiempo o la gelatina era diferente en los tubos de ensayos. La tercera experiencia trata de las concentraciones. Había dos concentraciones diferentes y la velocidad de la difusión fue distinta a medida que pasaba el tiempo. En el inicio los dos concentraciones difunden con una velocidad parecida, pero después la sustancia de menos concentración estaba mas lenta que la otra. Eso era lo esperable, por la diferencia de concentraciones durante la difusión. La imbibición es un ejemplo de la difusión. En la primera experiencia hemos comparado dos líquidos diferentes, el comportamiento con células vegetales y la gelatina. Los líquidos fueron agua y éter. El resultado es que los líquidos se comporten de manera diferente. El agua entra mucho más en las células vegetales y en la gelatina que el éter. La gelatina se compone de proteínas que son más hidrófilos. El éter es más hidrófobo que agua y no se mezcla con esta. Por eso el agua puede bien entrar bien en la célula a diferencia del éter. .
La experiencia dos, de osmosis muestra que el agua entra a través de una membrana cuando un lado de la solución tiene más solutos que el otro lado. Este es el caso que ocurre en el interior de un poroto y agua. La experiencia dos trata de las diferencias de imbibiciones dependiendo de concentraciones. El resultado era como esperado: cuando la concentración del soluto (en ese caso de sal) es mayor la imbibición es mayor también. Eso se puede explicar con el accionamiento de la ósmosis. La última experiencia de la imbibición era un poco diferente. Trata del cambio de temperatura. En el caso del almidón y agua la imbibición causa una reacción exotérmica. Por eso la temperatura aumenta. La osmosis describe el fenómeno de la difusión para una membrana semipermeable a lo largo de un gradiente. En el laboratorio hemos visto eso gracias al microscopio. Las células estaban tratadas con agua con sacarosa de concentraciones diferentes. Cuando la concentración de sacarosa estaba más alta a fuera de la célula que adentro el agua salía. El resultado es que el protoplasto pierde su forma lo que se mira en la plasmólisis. En la actividad del osmómetro, observamos como el agua subía, ingresando a la capsula de papel celofán, que actuó como membrana semipermeable, debido a la diferencia de concentración de soluto hallada al interior, el agua a través del capilar (pipeta) fue ascendiendo. El ingreso de agua al osmómetro es con el fin de equilibrar los medios, regular las concentraciones. ACTIVIDAD 1.- ¿Cuál es la importancia de la concentración osmótica en las células vegetales?, ¿Cual es su significado en relación a la turgidez de la planta? La concentración osmótica es muy importante para mantener suficiente de agua adentro de la célula. Porque la membrana de células vegetales son semipermeables, el agua va entrar por la mayor concentración de solutos en la célula. Y el agua es esencial para varias razones: sirve tanto como solvente, como reactante y como realizador del turgor. El turgor es responsable de la forma de todas las plantas herbáceas y también de ciertos órganos como la flor. Si la concentración osmótica en las células es más abajo que a fuera el agua sala de las células y las células se deshidratan. También la planta, si no está leñosa, pierda la forma. 2.- Defina ósmosis. Describa para ilustrarla un experimento diferente al citado. Ósmosis describe el fenómeno de la difusión para una membrana semipermeable a lo largo de un gradiente. Para una membrana semipermeable solamente una parte de las moléculas puede pasar. Por ejemplo agua puede pasar para todos los membranas semipermeables de las plantas. Pero otras moléculas como azúcares no pueden pasar fácilmente. La ósmosis va como la difusión en la dirección de más concentrado a menos concentrado. Un experimento en donde se puede ver lo bien es cuando hay cerezas muy maduras que son mojada con agua: Las pieles de las cerezas se van romper. Las cerezas maduras tienen mucho azúcar. El agua de lluvia tiene pocos
solutos. Como la piel de la cereza es permeable para agua y no para los azucares la agua entra. La presión despanzurra la piel de la cereza. 3.- ¿Cuál es la importancia del potencial de presión en el crecimiento de la célula y de la planta? La mayoría de las células en plantas esta con una presión positiva comparada con los alrededores. Eso es muy importante para tener la forma, pero también es esencial para el crecimiento de la célula. Con la producción de celulosa la célula puede definir en qué dirección ella va dilatarse. Las partes donde la estructura de la celulosa esta más flexuosa se va dilatar cuando la presión aumenta. Con el aumento de la concentración osmótica el agua va entrar y en consecuencia la presión aumenta. 4.- Explique si la intensidad de la ósmosis depende de la naturaleza química del soluto, de su tamaño molecular o de su peso molecular. Todas las sustancias son osmóticamente activas. Ni el tamaño molecular, ni la naturaleza química, ni el peso molecular explican la intensidad de la ósmosis. La ósmosis es un fenómeno de física y no de química. Solo el número de moléculas es importante. 5.- ¿Qué es plasmólisis? ¿Tiene alguna importancia biológica? Dentro del proceso de osmosis, si una célula está expuesta a una solución hipertónica tenderá a salir el agua, pero si esta salida de agua se hace muy extensa, se puede llegar a un punto llamado plasmólisis incipiente, el cuál es un estado crítico de las células vegetales, debido a que la cantidad de agua que hay al interior de las células es casi la mínima necesaria para el subsistir y sus procesos metabólicos comunes, tiene mucha importancia debido a que si se llega al punto crítico, la célula finalmente muere. 6.- Analice 3 funciones del agua en las plantas. 1. Turgencia, debido a que si la cantidad de agua dentro de la célula es óptima, esta mantendrá una forma rígida, lo cual también favorece a su crecimiento. 2. Osmoregulación. Debido a que si la planta está expuesta a cantidades hipertónicas, el agua se encarga de tratar de contrarrestar esta gran cantidad de sal, y en casos opuestos el agua se encargará de nivelar, cosa de tener siempre un nivel "neutro" entre medio interno y medio externo. 3. Imbibición. El proceso de la absorción y la retención de agua por parte de la célula. El agua es fundamental para el funcionamiento celular, y si durante el proceso de imbibición no hubiera abundancia de agua, el crecimiento activo en tejidos jóvenes de plantas vegetales se haría muy infructuoso. 7.- Relacione los conceptos “potencial hídrico” y “DPV”. Explique los dos términos. El potencial hídrico hace referencia a la energía potencial del agua, o sea la capacidad que tiene el agua de pasar de un lugar donde hay más agua a un
lugar donde hay menos agua (Ósmosis, gravedad, presión mecánica, o efectos mátricos como la tensión superficial). El DPV es la diferencia (déficit) entre la cantidad de agua que contiene el aire (en forma de vapor) y la cantidad de agua que puede tener cuando está saturado. El aire está saturado cuando alcanza su máxima capacidad para retener agua en cualquier grado de temperatura (punto de condensación). Cuando el DPV es alto quiere decir qua el aire aun no está saturado de moléculas de agua por lo tanto la planta puede perder agua a través de los estomas por este efecto, lo que genera una diferencia en la concentración de agua que hay dentro y fuera (suelo) de la planta, haciendo que el agua ingrese a la planta porque es menor que en el exterior por medio del potencial hídrico (paso de agua desde donde hay más hacia donde hay menos agua) 8.- ¿Qué importancia biológica tienen los fenómenos de difusión, ósmosis e imbibición? La importancia biológica que tienen los fenómenos de difusión, osmosis e imbibición tienen una directa relación con el intercambio de nutrientes, agua e incluso gases entre el organismo vegetal y su medio externo, debido a que como se pudo observar en los experimentos realizados en el laboratorio, las células vegetales pueden estar expuestas a distintas concentraciones de solutos, los cuales pueden desencadenar en el peor de los casos una plasmólisis incipiente, y llevar a la célula a la muerte, pero sin éstos métodos de regulación, la nutrición y el crecimiento de los distintos tejidos de una planta se verían damnificados. D. POTENCIAL XILEMÁTICO 1.- Busque y describa otros métodos para conocer el potencial hídrico de un tejido. El método de Chardakov para la determinación del potencial hídrico se basa en el hecho de que un tejido vegetal no pierde ni gana agua cuando se introduce en una disolución que tiene su mismo potencial hídrico. Si un tejido se introduce en una disolución de menor potencial hídrico, las células perderán agua y consecuentemente, la disolución se diluirá y se hará menos densa. Si, por el contrario, el tejido se introduce en una disolución de mayor potencial hídrico (menos negativo), sus células ganarán agua y consecuentemente, la disolución se hará más concentrada y por tanto más densa. Por ejemplos en prácticas será introducir material vegetal (siempre la misma cantidad) en una serie de disoluciones de sacarosa con distinto potencial hídrico. Pasado un tiempo veremos en cuál de esas disoluciones, el tejido vegetal no ha perdido ni ganado agua, o lo que es lo mismo, en cuál de esas disoluciones no ha habido cambio de densidad. En el método gravimétrico se determinan los cambios de peso que sufre el tejido vegetal, al aplicarse soluciones con diferentes concentraciones de
sacarosa. Si el tejido vegetal no llega a cambiar de peso en determinada solución, se considera que debe tener un potencial hídrico correspondiente. En el método densimétrico se intenta determinar distintas características suponiendo que un tejido vegetal perderá agua si se introduce en una solución con menor concentración de sacarosa, esto es porque la solución se diluye; ganara agua el vegetal, si solución se concentro, esto quiere decir que la solución le cedió agua al tejido; y no pierde ni gana agua cuando se aplica una concentración igual. . 2-Investigue en la bibliografía si distintos tipos de hoja (i.e., xerófilas, mesófilas, hidrófilas) presentan un potencial osmótico similar. Los distintos tipos de hojas se caracterizan por ser: Hidrofitas, crecen en ambientes con agua muy abundante, Mesófitas, típicas de ambientes con una disponibilidad de agua moderada, Xerofitas, típicas de ambientes muy secos. Entre los valores de potencial hídrico que soportan las plantas presentes en diferentes hábitats (orilla del mar, vaguada, desierto, arroyo, bosque y agua dulce), se puede observar que las plantas del desierto soportan mayor estrés hídrico. Sin embargo, las plantas que se encuentran cerca de fuentes de agua (arroyo y las de agua dulce) son las que viven con niveles de potencial hídrico mayores, debido a la ausencia de estrés hídrico. 3.- Señale los factores que influyen en el potencial osmótico que se desarrolla en las raíces. La osmosis ocasiona una transferencia neta de agua desde una solución con potencial hídrico más alto hacia otra que tiene un potencial más bajo. Un factor puede ser la presencia de agua (que afecta la concentración de solutos en el tejido), la cual depende de la transpiración, potencial gravitacional y el potencial màtrico, al haber menos agua aumenta el potencial osmótico y por ende disminuye el potencial hídrico. La presencia de soluto reduce el potencial hídrico y crea así un gradiente de potencial hídrico a lo largo del cual el agua se difunde. La presión osmótica refleja el potencial osmótico de la solución, es decir, la tendencia del agua a atravesar una membrana hacia la solución. 4.- Señale que factores influyen en el potencial hídrico de una planta. La presión de turgencia, transpiración los componentes del soluto y la hidratación son factores que influyen en el potencial hídrico de una planta. Además podríamos desglosar la formula de potencial hídrico, en donde 5.- ¿Esperaría usted que dentro de una población el potencial hídrico fuera el mismo para todos los individuos? Analícelo.
El potencial hídrico no podría ser el mismo para todas las plantas ya que cada
especie vegetal tiene una forma y distribución de sus estructuras diferentes así
como distinto tamaño, grosor y necesidades, haciendo que su potencial hídrico
varié según la especie.
BIBLIOGRAFIA. http://www4.ujaen.es/~amocana/F.V/metodo%20de%20Chardakov.pdf http://www.buenastareas.com/ensayos/Potencial-Hidrico-Vegetal/2443802.html http://es.scribd.com/doc/32957274/potencial-hidrico
