PIM en fisiología animal y vegetal
Práctica 5 Mecanismos de transporte y permeabilidad celular
Experimentos de la práctica
- Difusión simple
- Diálisis (ejemplo de difusión simple)
- Difusión facilitada
- Osmosis
Mecanismos de transporte a través de membrana
Transporte pasivo - Difusión simple - Difusión facilitada - Osmosis
Transporte activo
PIM en fisiología animal y vegetal P6– Mecanismos de transporte y permeabilidad celular
Objetivos de los experimentos de difusión simple
- Comprender que la difusión es un proceso pasivo que depende de la energía cinética de soluto y solvente.
- Comprender qué factores y cómo afectan a la tasa de difusión: la ley de Fick y el coeficiente de difusión.
- Comprender la relación entre el tamaño molecular y la difusión.
Difusión, energía cinética y temperatura
La difusión es el movimiento de moléculas desde una región de mayor concentración hacia una de menor concentración.
¿Fuerza impulsora de la difusión?
¿De qué depende la energía cinética de las moléculas?
kB, constante de Boltzmann: 1.38 ×10−23 J/K
Las partículas más pequeñas se mueven más rápido
Calcular la velocidad promedio de una molécula de glucosa a temperatura corporal
Temperatura (T): 310.15 K (37 °C).Masa molecular de la glucosa (C6H12O6): 180.16 g/mol.Masa de una sola molécula (m): Aproximadamente 2.99 x 10-25 kg.
velocidad cuadrática media
Velocidad de 207,2 m/s o 746 Km/h
Sin embargo, en el agua no llega muy lejos en línea recta. Debido a la alta densidad del líquido:
- Choques constantes: La molécula choca con moléculas de agua cada pocos picosegundos.
- La distancia que recorre antes de cambiar de dirección es extremadamente corta (del orden de nanómetros). En lugar de cruzar una célula rápidamente, la molécula "zigzaguea" aleatoriamente. Esto explica por qué, a pesar de su gran velocidad individual, la difusión neta es un proceso relativamente lento en distancias macroscópicas.
Sin embargo, se considera que tiene una alta capacidad de difusión
Factores que afectan al movimiento de las moléculas en solución
- Masa de la molécula (m)
- Temperatura (T)
Pero hay más….
¿Qué otros factores influyen en la difusión? Cuando existe un gradiente de concentración (diferencia de concentración), el efecto neto de este movimiento molecular aleatorio es que las moléculas terminan distribuyéndose de manera uniforme en todo el entorno; en otras palabras, ocurre la difusión. Distancia que existe entre el gradiente de concentración Viscosidad del medio
Ley de Fick
J ó dM/dt (Flujo difusivo): cantidad de sustancia que difunde por unidad de tiempo. D (Coeficiente de difusión): Determinado por la temperatura, el tamaño de las partículas y la viscosidad del medio. A (Área): La superficie de difusión; mayor área aumenta la velocidad de difusión. ΔC (Gradiente de concentración): Diferencia de concentración entre dos puntos. ΔX (Distancia/Grosor): Espesor de la membrana o distancia de difusión.
Coeficiente de difusión - Ecuación de Stokes-Einstein
Esta fórmula es clave para describir el movimiento browniano y el transporte molecular en fluidos
La ecuación de Stokes-Einstein relaciona el coeficiente de difusión (D) con diferentes parámetros que influyen en la difusión de partículas en un líquido: radio (r) de la partícula, la viscosidad del medio (eta) y la temperatura (T). kB es la constante de Boltzmann.
Resultados de difusión simple
Mecanismos de transporte a través de membrana
Transporte pasivo - Difusión simple - Difusión facilitada - Osmosis
Transporte activo
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Objetivos de los experimentos de difusión facilitada
- Comprender que algunos solutos requieren una proteína transportadora para atravesar una membrana debido a limitaciones de tamaño o solubilidad.
- Observar cómo la concentración de solutos afecta la tasa de difusión facilitada.
- Observar cómo el número de proteínas transportadoras afecta a la tasa de difusión facilitada.
- Comprender cómo las proteínas de transporte pueden llegar a saturarse.
Conceptos de difusión facilitada
- Limitación de paso: Moléculas grandes o insolubles en lípidos no pueden cruzar la membrana por sí solas.
- Proteínas transportadoras: Actúan como vehículos para cruzar la barrera lipídica.
- Transporte pasivo: La difusión facilitada no requiere energía (ATP) porque se mueve a favor del gradiente.
- Tasa de difusión y transportadores: La velocidad del proceso depende de cuantos transportadores haya en la membrana.
- Punto de saturación: Existe un límite máximo de velocidad; si hay demasiado soluto, los transportadores se saturan.
- Impulso por gradiente: A mayor diferencia de concentración entre ambos lados, mayor tasa de difusión.
Mecanismos de transporte a través de membrana
Transporte pasivo - Difusión simple - Difusión facilitada - Osmosis
Transporte activo
H2O
H2O
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Objetivos de los experimentos de osmosis
- Explicar cómo la osmosis es un tipo especial de difusión.
- Comprender que la osmosis es un proceso pasivo que depende del gradiente de concentración de agua.
- Explicar cómo la tonicidad de una solución se relaciona con los cambios en el volumen celular.
- Comprender los factores que afectan la presión osmótica.
Conceptos de osmosis
1. Definición de osmosis: Tipo especial de difusión pasiva que consiste exclusivamente en el movimiento de agua a través de una membrana selectivamente permeable. 2. Membrana Selectiva: La osmosis solo ocurre si la membrana es semipermeable, es decir, si permite el paso del agua, pero bloquea el paso de ciertos solutos. 3. Relación Soluto-Agua: La concentración de agua es inversamente proporcional a la de solutos; por lo tanto, a mayor cantidad de partículas de soluto, menor será la concentración de agua en esa solución. 4. Dirección del Flujo: El agua siempre se desplaza a favor de su gradiente (de donde hay más agua a donde hay menos), lo que equivale a decir que se mueve hacia el lado donde la concentración de solutos es mayor. 5. Cambio de Volumen: Cuando los solutos no pueden cruzar la membrana para equilibrar las concentraciones, el agua lo hace en su lugar, lo que provoca un aumento en el volumen del compartimento más concentrado. 6. Presión Osmótica: Es la fuerza necesaria para detener el movimiento del agua por ósmosis en un sistema cerrado; cuantos más solutos impermeables haya, mayor será esta presión (medida en mm Hg). Depende del número de partículas osmóticamente activas. 7. Tonicidad: Es la capacidad de una solución para cambiar el volumen de una célula; depende de la concentración de solutos que no pueden atravesar la membrana.
Resultados de osmosis
Mecanismos de transporte a través de membrana
Transporte pasivo - Difusión simple - Difusión facilitada - Osmosis
Transporte activo
ATP
ADP
ATP
ADP
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Resultados de Difusión Simple
Resultados de Difusión Facilitada
Difusión facilitada
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Resultados de osmosis
PIM en fisiología animal y vegetal
Jesús
Created on May 29, 2026
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Experimentos de la práctica
Mecanismos de transporte a través de membrana
Transporte pasivo - Difusión simple - Difusión facilitada - Osmosis
Transporte activo
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Objetivos de los experimentos de difusión simple
Difusión, energía cinética y temperatura
La difusión es el movimiento de moléculas desde una región de mayor concentración hacia una de menor concentración.
¿Fuerza impulsora de la difusión?
¿De qué depende la energía cinética de las moléculas?
kB, constante de Boltzmann: 1.38 ×10−23 J/K
Las partículas más pequeñas se mueven más rápido
Calcular la velocidad promedio de una molécula de glucosa a temperatura corporal
Temperatura (T): 310.15 K (37 °C).Masa molecular de la glucosa (C6H12O6): 180.16 g/mol.Masa de una sola molécula (m): Aproximadamente 2.99 x 10-25 kg.
velocidad cuadrática media
Velocidad de 207,2 m/s o 746 Km/h
Sin embargo, en el agua no llega muy lejos en línea recta. Debido a la alta densidad del líquido:
Sin embargo, se considera que tiene una alta capacidad de difusión
Factores que afectan al movimiento de las moléculas en solución
Pero hay más….
¿Qué otros factores influyen en la difusión? Cuando existe un gradiente de concentración (diferencia de concentración), el efecto neto de este movimiento molecular aleatorio es que las moléculas terminan distribuyéndose de manera uniforme en todo el entorno; en otras palabras, ocurre la difusión. Distancia que existe entre el gradiente de concentración Viscosidad del medio
Ley de Fick
J ó dM/dt (Flujo difusivo): cantidad de sustancia que difunde por unidad de tiempo. D (Coeficiente de difusión): Determinado por la temperatura, el tamaño de las partículas y la viscosidad del medio. A (Área): La superficie de difusión; mayor área aumenta la velocidad de difusión. ΔC (Gradiente de concentración): Diferencia de concentración entre dos puntos. ΔX (Distancia/Grosor): Espesor de la membrana o distancia de difusión.
Coeficiente de difusión - Ecuación de Stokes-Einstein
Esta fórmula es clave para describir el movimiento browniano y el transporte molecular en fluidos
La ecuación de Stokes-Einstein relaciona el coeficiente de difusión (D) con diferentes parámetros que influyen en la difusión de partículas en un líquido: radio (r) de la partícula, la viscosidad del medio (eta) y la temperatura (T). kB es la constante de Boltzmann.
Resultados de difusión simple
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H2O
H2O
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Objetivos de los experimentos de osmosis
Conceptos de osmosis
1. Definición de osmosis: Tipo especial de difusión pasiva que consiste exclusivamente en el movimiento de agua a través de una membrana selectivamente permeable. 2. Membrana Selectiva: La osmosis solo ocurre si la membrana es semipermeable, es decir, si permite el paso del agua, pero bloquea el paso de ciertos solutos. 3. Relación Soluto-Agua: La concentración de agua es inversamente proporcional a la de solutos; por lo tanto, a mayor cantidad de partículas de soluto, menor será la concentración de agua en esa solución. 4. Dirección del Flujo: El agua siempre se desplaza a favor de su gradiente (de donde hay más agua a donde hay menos), lo que equivale a decir que se mueve hacia el lado donde la concentración de solutos es mayor. 5. Cambio de Volumen: Cuando los solutos no pueden cruzar la membrana para equilibrar las concentraciones, el agua lo hace en su lugar, lo que provoca un aumento en el volumen del compartimento más concentrado. 6. Presión Osmótica: Es la fuerza necesaria para detener el movimiento del agua por ósmosis en un sistema cerrado; cuantos más solutos impermeables haya, mayor será esta presión (medida en mm Hg). Depende del número de partículas osmóticamente activas. 7. Tonicidad: Es la capacidad de una solución para cambiar el volumen de una célula; depende de la concentración de solutos que no pueden atravesar la membrana.
Resultados de osmosis
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Transporte pasivo - Difusión simple - Difusión facilitada - Osmosis
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ADP
ATP
ADP
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Resultados de Difusión Simple
Resultados de Difusión Facilitada
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