INFORME PRÁCTICA DE POTENCIAL HÍDRICO
1.
INTRODUCCIÓN
La presente investigación se refiere al
proceso de potencial hídrico. El potencial hídrico se define como la energía que genera una interacción entre las moléculas para generar un
movimiento que da paso a la fuerza. Este se puede medir por diferentes métodos,
en este trabajo se experimento con tres de ellos: método plasmolitico, método
de Chardakov y el método crioscopico. Para hallar el potencial hídrico en los dos
primeros es necesario hallar el punto isotónico, este sucede cuando hay un
equilibrio entre las soluciones extracelulares e intracelulares, y en el método
crioscopiso es necesario encontrar el punto de congelación del tejido. Conocer
el potencial hídrico de una planta es de gran importancia porque se puede saber
que tanta agua hay en la planta y así decidir si es necesario regar para evitar
la marchitez.
2.
OBJETIVOS
ü
Determinar
el valor del potencial hídrico por el método
plasmolítico para sendos de papa.
ü
Determinar
el valor del potencial hídrico por el método de
Chardakov para hojas pequeñas enteras.
ü
Determinar
el valor del potencial hídrico por el método de
crioscopico para diferentes tejidos vegetales.
3.
MATERIALES
ü Vasos de precipitados
ü Pipetas
ü Tubos de ensayo
ü Agitador
ü Aguja de disección
ü Lápiz vidrio Graf
ü Taladra corchos
ü Caja de Petri
ü Balanza analítica
ü Tubérculos de papa sabanera y criolla.
ü Hojas pequeñas enteras o discos de hojas.
ü Acelga
ü Sacarosa
ü Azul de metileno
4.
METODOLOGÍA
·
Experiencia No.1 Determinación del potencial hídrico
por el método plasmolítico.
Se preparó una solución madre de sacarosa agua 1M, a
partir de ella y por diluciones sucesivas se preparó 40 ml de cada una
soluciones con concentraciones sucesivas de 0.6, 0.55, 0.50,..., hasta 0.1M.
Con los excedentes de solución se preparó una serie de 12 tubos de ensayo y se
depositó en ellos por espacio de dos horas sendos cilindros de papa previamente
pesados en balanza analítica. Cuando se concluyó el periodo establecido, se
volvió a pesar los cilindros. Con los datos obtenidos se va a graficar y
obtener el punto de isotonía. Que significa el valor encontrado? A partir del
mismo y teniendo en cuenta las condiciones de laboratorio se va a encontrar el
valor del potencial hídrico. A partir de la información se va a traducir el
valor de altura de columna de agua que alcanzó a elevar un tejido como el
analizado.
·
Experiencia No. 2 Determinación del potencial
hídrico por el método de Chardakov.
A partir de la solución madre se preparó dos
baterías de soluciones con concentraciones de 0.6M, 0.5M, 0.4,..., hasta 0.1m.
Se depositó en una de las baterías hojas enteras y se dejaron ahí durante dos
horas. En la otra batería se depositó una gota de azul de metileno. Cuando se concluyó
el tiempo se sacaron las hojas procurando no disturbar el medio. Con mucho
cuidado se depositó en cada tubo una
gota de su par correspondiente que tiene el azul de metileno. Se va analizar
comparativamente como es la difusión dando la correspondiente explicación tanto
para cada pareja, como también para todo el conjunto. Se va a determinar el
punto de isotonía. Y se va a fundamentar el hallazgo. Con el valor encontrado se
va a calcular el valor del potencial hídrico.
·
Experiencia No. 3
crioscópico – Ley del descenso
crioscópico
Se extrajo un trozo celular de Acelga para analizar
el comportamiento de la solución, el punto de congelación y la presión osmótica
que depende de la concentración de la solución. Se colocó los trozos de acelga en
un tubo de ensayo que se encontraba dentro de un Beaker con hielo, se toma
tiempo inicial y cada 2 minutos se hace medición de la temperatura, cuando la
temperatura se haya constante se agrega sal para que ocurra la ley del descenso
y encontrar el punto de congelación. Con esta temperatura se procese a calcular
el valor de la concentración y por último el valor del potencial hídrico.
5.
REVISIÓN
LITERARIA
El potencial hídrico es la energía que genera una interacción entre las moléculas para generar un
movimiento que da paso a la fuerza. Esta energía dependerá de una serie de
factores como son: la concentración de solutos, la presión, la altura, efectos
de capilaridad. Su fórmula es: Ψh = Ψs + Ψm + Ψg
El potencial osmótico es la presión hidrostática que se debe aplicar a
una solución que se halla separada del solvente puro por una membrana
semipermeable, para impedir la ósmosis. La presión osmótica
de una solución diluida se puede calcular por la ecuación: P0 =
C. R. T (Chitiva, 2012)
Una solución será ISOTONICA
cuando una célula, sumergida en ella, no cambie su volumen. Eso se debe a que
no ha habido un FLUJO NETO DE AGUA desde adentro hacia afuera o desde afuera
hacia adentro de la célula. Esto quiere decir que la PRESION OSMOTICA EFECTIVA
es la misma adentro que afuera. De allí el nombre de isotonica: de igual
presión. (Elergonomista, 2009)
Se
presión osmótica como una difusión
pasiva, caracterizada por el paso del agua, disolvente, a través de la membrana
semipermeable, desde la solución más diluida a la más concentrada. (UM, 2013)
La
concentración se refiere a la
cantidad de soluto que hay en una masa o volumen determinado de solución o
solvente. (Escuela america, 2013)
El azul de
metileno es una sustancia cristalina verde-azulada que se utiliza como tinte histológico e indicador de laboratorio. También se emplea en el tratamiento de la intoxicación por cianuro y en la metahemoglobinemia. (Academic, 2013)
Al disolver una sustancia no volátil en un
líquido la temperatura de solidificación de este disminuye: ley del descenso. (Fisical general)
6.
CALCULOS
Y RESULTADOS
·
Experiencia No.1 Determinación del potencial hídrico
por el método plasmolítico.
Volúmenes:
Tubo
|
Concentración (M)
|
Volumen (ml)
|
Pi (g)
|
Pf (g)
|
1
|
1
|
5
|
3
|
2.4
|
2
|
0.6
|
3.4
|
1.8
|
1.3
|
3
|
0.55
|
3.6
|
1.9
|
1.4
|
4
|
0.5
|
4
|
2.1
|
1.6
|
5
|
0.45
|
4.5
|
2.8
|
2.5
|
6
|
0.4
|
5
|
2.5
|
1.9
|
7
|
0.35
|
6.7
|
2.2
|
1.5
|
8
|
0.3
|
8
|
2.6
|
1.8
|
9
|
0.25
|
10
|
2.8
|
2.3
|
10
|
0.2
|
13.3
|
2.7
|
1.9
|
11
|
0.15
|
20
|
2
|
1.7
|
12
|
0.1
|
10
|
3.3
|
3.2
|
Potencial
hídrico:
Suponiendo que el punto de isotonía
tuviese una concentración de
y un volumen de
, entonces:
El punto de isotonía es la equivalencia de
concentraciones entre dos soluciones, las soluciones que se trabajaron en esta
práctica fue una solución de sacarosa y la solución intracelular de las células
de papa. La anterior grafica muestra las variaciones del peso de los sendos de
papa a diferentes concentraciones y volúmenes, estas variaciones se produce por
el proceso de osmosis que hace que el agua se desplace a donde haya una mayor
concentración, esta es la razón por la que la papa pierde agua, se observa que
a una concentración de 0.1 M el peso inicial y final no varía mucho, pero este
no se puede considerarse como el punto de isotonía porque no debe haber diferenciación
alguna, si se hubiera utilizado otro sendo de papa en un tubo de ensayo con una
solución con menor concentración(
)
y menor volumen (
),
tal vez este hubiera sido el punto isotónico.
Los puntos que se muestran en la grafica son hipertónicos, esto quiere
decir que la solución de sacarosa tiene más concentración que la de la célula.
·
Experiencia No. 2 Determinación del potencial hídrico
por el método de Chardakov.
Tubo
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
Concentración (M)
|
0.6
|
0.5
|
0.4
|
0.3
|
0.2
|
0.1
|
A
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
Volumen(ml)
|
3.3
|
4
|
5
|
6.6
|
10
|
10
|
B
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
Volumen(ml)
|
3.3
|
4
|
5
|
6.6
|
10
|
10
|
Los tubos de
ensayo A no contenían hojas, en cambio los de B si tenían hojas.
Algunos tubos de ensaño A al no haber contenido
hojas van a tener una mayor concentración que los tubos B porque las hojas
perdieron el agua al estar en un medio de alta concentración.
Antes de comparar cada tubo tenemos que tener en cuenta las siguientes
consideraciones: entre mayor difusión, menor densidad y entre mayor
concentración, menor densidad.
En el par de tubos 1 se observa que la solución del
tubo A se disolvió más el azul de metileno que en el tubo B. De igual manera
sucedió en el par de tubos 2, 3, 4. En el par de tubos 5 la difusión se
encuentra equilibrada, se deduce que este es el punto isotónico, hay un
equilibrio entre los potenciales agua del tejido y la solución circundante, no
hay flujo neto de agua y por lo tanto la concentración de esta permanecerá invariable. Y finalmente el par de tubos 6 el tubo A se
disolvió menos el azul metileno que en el tubo B.
Los tubos anteriores de los tubos donde dio el punto
isotónico se consideran hipertónicos, mayor concentración en el medio que en la
célula, en cambio los tubos después de este punto se consideran hipotónicos,
menor concentración en el medio que en la célula.
Potencial
hídrico:
·
Experiencia No. 3
crioscópico – Ley del descenso
crioscópico
Tiempo
|
Temperatura(ºC)
|
10:45
|
20
|
10:47
|
5
|
10:49
|
5
|
10:51
|
4
|
10:53
|
0
|
10:55
|
-2
|
Para realizar esta práctica efectivamente se debe
tener en cuenta el siguiente principio: el punto de congelación de cualquier
sustancia a 1M medido a condiciones normales es equivalente a -1.86C.
En esta práctica se buscaba encontrar la temperatura
de congelación del tejido de acelga. A las 10:51 la temperatura permaneció
constante, luego se agregó sal para provocar la ley de descenso y así hacer que
el tejido se congelara. A las 10:55 el tejido se congeló con una temperatura de
7. CONCLUSIONES
ü Para
encontrar el punto de isotonia en la técnica de plasmólisis se debe encontrar
un soluto que sus células no presenten perdidas de agua en una solución
concentrada, en la técnica de Chardakov se deben encontrar dos tubos, uno que
haya contenido hojas, que tengan el mismo grado de difusión y en la técnica de
la ley del descenso se debe encontrar la temperatura de congelación del soluto.
ü Conocer
el potencial hídrico de una planta es de gran importancia porque se puede saber
que tanta agua hay en la planta y así decidir si es necesario regar para evitar
la marchitez.
ü Es
de gran facilidad hallar el potencial hídrico de algún material al emplear el
método de Chardakov porque es sencillo y poco costoso.
ü Para
disminuir la concentración de una solución se puede agregar un soluto con
concentración más baja que la de la solución, como lo sucedido en los tubos que
contenía soluciones de sacarosa y que se le agregaron pequeñas hojas o sendos
de papa.
ü La
sal es fundamental para ayudar a que se disminuya la temperatura de un soluto y
así llegar al punto de congelación porque a mayor concentración menor
temperatura.
8.
CUESTIONARIO
a)
Señale las ventajas
y desventajas de los métodos empleados.
R/
Ventajas: son
métodos sencillos para comprender este fenómeno y los materiales empleados son
económicos.
Desventajas: los
resultados pueden variar porque los sendos de papa no tenían el mismo peso y se
puede agregar más azul metileno de lo necesario.
b)
Busque y describa
otros métodos para determinar potencial hídrico.
R/
ü Bomba de scholander:
Aparato
usado para medir estrés hídrico en las hojas de la planta, la presión creada en
la cámara llega al punto el cual la savia sale del xilema y se visualiza en el
extremo del tallo cortado equivale a la tensión bajo la cual se encuentra el
agua de esa hoja.
ü El método plasmometrico se aplica a
células individuales en aquellos casos en que es factible medir bajo el
microscópico las dimensiones de la vacuola y calcular sobre esa base su
volumen.
Los
métodos en los que se utiliza el equilibrio de vapor se basan en el hecho de
que la presión de vapor de la atmosfera que en un recipiente circunda en un
trozo de tejido cuya células han sido rotas, exponiendo así el jugo vacuolar,
se halla el equilibrio con el potencial osmótico de dicho jugo. Existe en la actualidad
psicrometros de termocupla que permiten hacer estas determinaciones con
facilidad. (Soriano y Montaldi)
c)
Averigüe diferencia
de potencial hídrico tienen las hojas
xerófitas. Mesófitas e hidrófitas
R/
ü Potencial hídrico
en xerófitas: estas presentan un protoplasma
con una alta concentración de solutos lo que hace que el potencial hídrico sea
bajo, por tanto la planta apenas puede perder agua.
ü Potencial hídrico
en mesófitas: No soportan pérdidas hídricas
severas ni encharcamiento ya que son poco eficientes en el uso del agua,
viviendo en niveles de agua moderados.
ü Potencial hídrico
en hidrófitas: Son muy sensibles
al déficit hídrico cuando el potencial hídrico baja un poco, siendo no
resistentes y tolerantes al estrés hídrico.
d)
Puede la actividad
fotosintética hacer variar los valores osmóticos del tejido. Es igual para
hojas de sol y de sombra. Explique.
R/ Habiendo mayor fotosíntesis el
potencial hídrico es mayor y la concentración osmótica disminuye, como
consecuencia el flujo de agua se hace mayor en la planta, pero de igual manera
varían por el sol y la sombra ya que la transpiración influye de la
temperatura, cuando hay sol la actividad estomática en las plantas es
mínima.
e)
Indique que
factores influyen y como actúa cada uno,
en el potencial de agua de una planta.
R/
ü Concentración: Disminuye la capacidad de desplazamiento del agua
debido a la presencia de solutos.
ü Presión Turgencia: El Agua fluirá desde un sistema de presión alta
hasta un sistema con presión baja.
ü Altura: El agua fluirá hacia abajo.
ü Capilaridad: Siendo una mezcla de concentración y presión de
turgencia, este potencial se origina por las fuerzas de capilaridad y tensión
superficial donde hay espacios pequeños.
ü Humedad: Hace medición de potenciales en el vapor de agua.
ü Potencia de
referencia: posee el agua pura en
condiciones estándar de temperatura y presión, siendo difícil establecer un
valor concreto por tal razón se le ha asignado el valor de cero.
9.
BIBLIOGRAFÍA
ü Fisica
general: S. Burbano, E. Burbano, C. Garcia, 32 edición.
ü Soriano
A. y Montaldi E. R. Fisiologia vegetal
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