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Secundaria 4° · Biología
La biología celular · La membrana plasmática

La ósmosis

Te conviene dominar: Tipos de células: procariota y eucariotas (2° de secundaria (primer ciclo))

Cuando se pone pescado en sal para que dure sin nevera, o cuando se deja caer un glóbulo rojo en agua destilada, el agua se mueve a través de la membrana. En este apartado verás por qué lo hace, qué le pasa a la célula y cómo puedes comprobarlo tú mismo con una papa.

Qué es la ósmosis

Imagina que cortas dos tiras iguales de papa. Una la dejas dos horas en agua sin sal y la otra en agua con mucha sal. La primera queda rígida y pesa más. La segunda queda blanda, flácida y pesa menos. En ambos casos las células de la papa no cambiaron: solo cambió el agua de afuera. ¿Qué mueve el agua a través de las membranas vivas? Más adelante lo comprobarás en una práctica.

Una membrana semipermeable es selectiva: unas sustancias la atraviesan y otras no. La membrana plasmática de la célula es de este tipo. Mira cómo se mueve el agua en el modelo cuando un lado tiene más soluto que el otro:

¿Por qué el agua va hacia donde hay más soluto? Porque en ese lado hay menos moléculas de agua libres por cada mL, ya que parte del agua queda rodeando a las partículas del soluto. Pasan más moléculas de agua desde el lado diluido hacia el concentrado que en sentido contrario. El resultado neto es que el agua «va hacia donde hay más soluto».

Practica★☆☆Sin empezar
Define ósmosis e indica qué propiedad debe tener una membrana para que se produzca este fenómeno.

Define ósmosis e indica qué propiedad debe tener una membrana para que se produzca este fenómeno.

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Disoluciones hipotónicas, isotónicas e hipertónicas

Para predecir hacia dónde se mueve el agua se compara el medio de afuera con el interior de la célula.

El esquema muestra tres glóbulos rojos en tres recipientes. Los puntos son moléculas de soluto.

Glóbulos rojos en tres recipientes: hinchado en medio hipotónico (A), con forma normal de disco bicóncavo en medio isotónico (B) y arrugado en medio hipertónico (C); los puntos son moléculas de soluto A · hipotónico B · isotónico C · hipertónico entra agua sin flujo neto sale agua

En A hay pocos solutos afuera y el glóbulo está hinchado: entró agua. En B la concentración es parecida dentro y fuera, y el glóbulo conserva su forma normal de disco con el centro hundido. En C hay muchos solutos afuera y el glóbulo está arrugado: salió agua.

Practica★☆☆Sin empezar
¿Qué significa que una disolución es hipotónica, isotónica o hipertónica respecto a una célula? Explícalo indicando hacia dónde tiende a moverse el agua en cada caso.

¿Qué significa que una disolución es hipotónica, isotónica o hipertónica respecto a una célula? Explícalo indicando hacia dónde tiende a moverse el agua en cada caso.

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Practica★☆☆Sin empezar
Tres glóbulos rojos idénticos se introducen en tres disoluciones distintas (A, B y C) y al cabo de unos minutos presentan el aspecto del esquema. Indica si la disolución…

Tres glóbulos rojos idénticos se introducen en tres disoluciones distintas (A, B y C) y al cabo de unos minutos presentan el aspecto del esquema. Indica si la disolución de cada recipiente era hipotónica, isotónica o hipertónica respecto al glóbulo rojo, y justifica tu respuesta.

A B C
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Efectos de la ósmosis según el tipo de célula

Lo que le pasa a la célula depende de si tiene o no pared celular.

Mueve las cantidades en el modelo: con poco soluto adentro frente a mucho afuera, y al revés.

Practica★★☆Sin empezar
Se introducen glóbulos rojos en agua destilada. Explica, aplicando el concepto de ósmosis, qué les ocurrirá a estas células y por qué.

Se introducen glóbulos rojos en agua destilada. Explica, aplicando el concepto de ósmosis, qué les ocurrirá a estas células y por qué.

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Practica★★☆Sin empezar
Una célula vegetal en un medio hipertónico sufre plasmólisis, mientras que en un medio hipotónico se pone turgente pero no llega a estallar, como sí haría una célula…

Una célula vegetal en un medio hipertónico sufre plasmólisis, mientras que en un medio hipotónico se pone turgente pero no llega a estallar, como sí haría una célula animal. Explica qué estructura de la célula vegetal lo impide y cómo actúa.

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Práctica: la papa en agua y en agua con sal

Ahora vas a comprobar la ósmosis con tus propias manos, como en un informe de laboratorio. Este experimento sirve para ver si tus predicciones son correctas.

Pregunta: ¿qué le pasa a una papa en un medio hipotónico y en uno hipertónico?

Hipótesis (escríbela antes de empezar): la tira en agua corriente _ y la tira en agua con sal ___.

Materiales: una papa, un cuchillo, dos vasos transparentes, agua de la llave, sal de cocina, una cuchara, una balanza de cocina (o una regla), papel toalla y un reloj. Pide ayuda a tu maestro o maestra para cortar y trabaja con cuidado.

Procedimiento:

  1. Corta dos tiras de papa iguales (unos 5 cm de largo y 1 cm de lado), sin cáscara.

  2. Mide y anota la masa y la rigidez inicial de cada tira (¿se dobla o se quiebra?).

  3. En el vaso A pon 200 mL de agua de la llave. En el vaso B pon 200 mL de agua con unas 4 cucharadas de sal bien disuelta.

  4. Sumerge una tira en cada vaso y espera entre 30 minutos y 2 horas.

  5. Saca las tiras, sécalas con papel toalla y vuelve a medir la masa y a comprobar la rigidez.

Registro de datos (ejemplo de resultados típicos, los tuyos pueden variar):

Vaso Medio Masa inicial Masa final Aspecto
A agua de la llave (hipotónico) 5.0 g 5.4 g rígida, turgente
B agua con sal (hipertónico) 5.0 g 4.4 g blanda, flácida

Análisis: en A el agua entró a las células por ósmosis, aumentó la masa y la pared las mantuvo turgentes. En B el agua salió de las células hacia el medio con más sal, bajó la masa y las células perdieron turgencia (la membrana empezó a separarse de la pared: plasmólisis).

Conclusión: el resultado confirma que el agua se mueve hacia el medio con más solutos. Si tu hipótesis fue distinta, explica por qué crees que falló.

Solutos que atraviesan la membrana

Hasta aquí supusimos que el soluto no cruza la membrana. ¿Qué pasa si sí puede cruzarla?

Ejemplo con glóbulos rojos, cuyo interior equivale a unos 300 mOsm/L:

Medio Osmolaridad aproximada Efecto en el glóbulo rojo
NaCl al 0.9 % unos 300 mOsm/L isotónico: conserva su volumen
NaCl al 0.2 % unos 70 mOsm/L hipotónico: se hincha y se rompe
Urea 0.3 M 300 mOsm/L al inicio la urea cruza la membrana, entra agua y hay hemólisis

El NaCl al 0.9 % tiene unos 0.15 mol/L de NaCl, que se separa en dos partículas (Na⁺ y Cl⁻), y por eso da unos 300 mOsm/L. El NaCl al 0.2 % tiene casi la cuarta parte de esa concentración.

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Se colocan hematíes humanos en tres tubos de ensayo: el tubo 1 contiene $\text{NaCl}$ al $0.9\,\%$ ($0.9\ \text{g/100\ mL}$); el tubo 2 contiene $\text{NaCl}$ al…

Se colocan hematíes humanos en tres tubos de ensayo: el tubo 1 contiene $\text{NaCl}$ al $0.9\,\%$ ($0.9\ \text{g/100\ mL}$); el tubo 2 contiene $\text{NaCl}$ al $0.2\,\%$; y el tubo 3 contiene una disolución acuosa de urea $0.3\ \text{M}$ (cuya osmolaridad inicial es de unos $300\ \text{mOsm/L}$, equivalente a la del citoplasma del hematíe). Al microscopio se observa que en el tubo 1 los glóbulos rojos conservan su volumen, pero tanto en el tubo 2 como en el tubo 3 sufren hinchamiento y lisis completa (hemólisis). Justifica el comportamiento osmótico de los eritrocitos en los tubos 1 y 2, y explica la aparente contradicción del tubo 3 sabiendo que la membrana es permeable a la urea.

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Ósmosis aplicada: conservar alimentos y vivir en agua salada

En la costa, la sal que se obtiene evaporando agua de mar (como en las salinas de Baní) se ha usado por generaciones para conservar. Así se ve el efecto sobre una bacteria:

Bacteria en un medio externo hipertónico con sal o azúcar: el agua sale de su citoplasma por ósmosis, la membrana plasmática se retrae y la célula se deshidrata soluto (sal o azúcar) el agua sale por ósmosis H₂O pared celular citoplasma deshidratado membrana retraída medio externo hipertónico (sal o azúcar) la bacteria pierde agua por ósmosis y no puede crecer
Practica★★☆Sin empezar
Las bacterias también sufren los efectos de la ósmosis. Utiliza este hecho para explicar por qué la salazón y el azucarado son métodos tradicionales eficaces para…

Las bacterias también sufren los efectos de la ósmosis. Utiliza este hecho para explicar por qué la salazón y el azucarado son métodos tradicionales eficaces para conservar alimentos.

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Se analiza la respuesta celular frente a la salinidad en dos especies vegetales: la halófita Salicornia europaea* y la glucófita Arabidopsis thaliana*. Al aumentar la…

Se analiza la respuesta celular frente a la salinidad en dos especies vegetales: la halófita Salicornia europaea y la glucófita Arabidopsis thaliana. Al aumentar la concentración de $\text{NaCl}$ en el suelo a $300\ \text{mM}$, Arabidopsis sufre plasmólisis irreversible y muere, mientras que Salicornia mantiene la turgencia secuestrando activamente los iones $\text{Na}^+$ en sus vacuolas y acumulando prolina y otros solutos compatibles en su citosol. Interpreta el problema osmótico que genera la salinidad del suelo para las raíces, justifica termodinámicamente cómo las dos adaptaciones de Salicornia le permiten seguir absorbiendo agua sin alterar la función de sus enzimas citoplásmicas y predice qué ocurriría con la turgencia si se inhibiera el transporte activo hacia la vacuola.

Resolver

Vuelve al principio: la tira de papa en agua sin sal se pone rígida porque el agua es hipotónica y entra a sus células, que quedan turgentes. En agua muy salada el medio es hipertónico, el agua sale, las células pierden turgencia y la papa queda blanda y pesa menos. Es justo lo que mediste en la práctica.

Resumen

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