Ejercicios: La ósmosis

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

¿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.

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.

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

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.

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

Se colocan glóbulos rojos 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 solución acuosa de urea $0.3\ \text{M}$ (cuya osmolaridad inicial es de unos $300\ \text{mOsm/L}$, equivalente a la del citoplasma del glóbulo rojo). 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.

En el osmómetro en U del esquema, una membrana semipermeable perfecta (permeable al agua e impermeable a solutos) separa dos disoluciones acuosas de glucosa de 0.1 M y 0.5 M. Al inicio, el nivel de líquido es idéntico en ambos brazos.

1. a) Un estudiante afirma que el flujo neto de agua continuará hasta que la concentración de glucosa en ambos brazos se iguale exactamente en 0.3 M. Rebate de forma razonada su afirmación explicando qué fuerza física detiene la ósmosis y por qué en el equilibrio indicado por «?» subsiste una diferencia de concentración entre ambos lados.
2. b) Si en un nuevo montaje se sustituye la disolución de glucosa 0.5 M del brazo derecho por otra de NaCl 0.5 M manteniendo la de glucosa 0.1 M en el izquierdo, predice justificadamente si el desnivel final alcanzado será mayor, menor o igual que en el experimento inicial.

Reto del tema. Como asesor biomédico, debes evaluar cómo el estrés osmótico afecta la integridad celular para diseñar una bebida isotónica.

1. Experimentación casera: Corta tres tiras de papa de exactamente $5.0\text{ cm}$. Sumerge una en agua mineral (medio A), otra en agua con $1.0\text{ g}$ de sal común por $100\text{ mL}$ (medio B) y otra con $10.0\text{ g}/100\text{ mL}$ (medio C) durante $2$ horas.

2. Toma de datos: Mide con una regla milimetrada la longitud final de cada tira, calcula su variación porcentual ($\Delta L = \frac{L_f - L_i}{L_i} \times 100$) y registra su consistencia táctil en una tabla.

3. Informe razonado: Elabora una gráfica con tus mediciones y redacta un informe breve donde justifiques:

4. El comportamiento osmótico observado (turgencia frente a plasmólisis) y el papel de las acuaporinas.

5. La razón por la que la ultraestructura de la bicapa lipídica impide la libre difusión de los iones $\text{Na}^+$ y $\text{Cl}^-$, explicando qué transporte mediado (pasivo o activo) requerirían para cruzarla.

Se valorará:

• Precisión en la toma de datos empíricos y cálculo de $\Delta L$.

• Justificación biológica correcta de la ósmosis según la tonicidad del medio.

• Integración adecuada de la ultraestructura de membrana y los mecanismos de transporte.