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martes, 14 de enero de 2014

INFORME PRÁCTICA DE POTENCIAL HÍDRICO (Fisiología Vegetal)


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  Universidad de murcia (2013) http://www.um.es/molecula/sales06.htm
ü  Fisica general: S. Burbano, E. Burbano, C. Garcia, 32 edición.
ü  Soriano A. y Montaldi E. R. Fisiologia vegetal

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