Resumen general

Comentario: «El agua se desliza simplemente a través de la membrana junto con otras moléculas pequeñas y polares como el etanol y la urea. Las sustancias más grandes o cargadas solubles en agua requerirán un portador de proteínas. Los residuos de acilo graso no repelen el agua, pero tampoco la atraen. Es cierto que al ser polar, el agua se ve más atraída por otras moléculas de agua del mismo lado de la membrana que por las cadenas de hidrocarburos que hay en la bicapa. Cuando las moléculas de agua están «zumbando», algunas se cuelan. Los poros y portadores de proteínas no intervienen y, de hecho, el agua se difundirá a través de una bicapa lipídica artificial, que ni siquiera tiene proteínas. No se difundirá tan rápidamente como si la bicapa lipídica no estuviera allí, pero se difundirá con bastante facilidad. Ahora mencionas las sustancias solubles en agua, que se referirían a moléculas polares y cargadas. Algunas sustancias solubles en agua requieren canales de proteínas o incluso portadores (llamados bombas si requieren energía metabólica). Las moléculas polares más grandes tienen más dificultades para pasar y las moléculas cargadas tienen aún más dificultades para pasar, aunque sean pequeñas (es decir, los iones). La razón por la que los iones tienen problemas para pasar tiene que ver con el hecho de que se hidratan (se rodean de moléculas de agua cuyos extremos con carga opuesta se unen al ion cargado). Así que no se puede mirar el ion por sí mismo (que puede parecer pequeño), sino toda la esfera de hidratación, que probablemente sea grande. Los iones suelen necesitar proteínas de membrana para atravesarlas, al igual que las moléculas polares más grandes»
-Bob Goodman, Hunter College High School, Nueva York. 11/3/99

Modificaciones de equipos y suministros

Consejo: «Para los tubos de diálisis, he utilizado las bolsas de plástico para sándwiches más baratas. Funcionan bastante bien»
-Jo Ann Burman, Andress High School, El Paso, Texas. 9/9/99

Consejos: «Dos consejos que me gustaría transmitir. Soy un profesor (bastante) nuevo y estos dos últimos descubrimientos han facilitado un poco las cosas. En primer lugar, compro almidón en spray, como el que se utiliza para planchar. Se acabaron los días de calentar el almidón para disolverlo. Sólo hay que pulverizar el almidón en un frasco de agua hasta que se crea que hay suficiente. Yo nunca mido y funciona muy bien. En segundo lugar, para obtener un resultado rápido del test de Benedict, mételo en el microondas de dos a cinco segundos; de nuevo, los resultados son estupendos. Mucho mejor que las tiras reactivas. Espero haber recortado al menos 10 minutos de su tiempo de preparación para el laboratorio. Cada minuto cuenta»
-Sara Sagmeister, Park Ridge, Illinois. 10/6/99

Consejo: «Pruebe a utilizar cebollas moradas para el laboratorio -funcionan- sólo asegúrese de que tienen algunas células pigmentadas. Las diferencias con dH20 y la solución salina son grandes. Si no quieres mezclar la solución salina y tienes un acuario de agua salada, simplemente coge un pequeño vaso de agua del tanque. Funciona bien»
-Bobbie Hinson, Providence Day School, Charlotte, Carolina del Norte. 14/10/99

Consejo: «Utilizo una planta llamada Rhoeo discolor en lugar de cebolla para hacer la última parte del laboratorio. Sus hojas son de color púrpura en el envés y la capa epidérmica púrpura se desprende fácilmente del resto de la hoja. Es muy fácil de cultivar (¡parece prosperar con un hábil descuido!) en una maceta en el alféizar de la ventana. Debería estar disponible en un centro de jardinería. Es una planta muy común-usada para cubrir el suelo alrededor del norte de Texas-me gustaría poder decir el nombre común; me recuerda al judío errante, pero con hojas más grandes y menos peludas.»
-Marcia Sloan, Cleburne High School, Cleburne, Texas. 15/10/99

Pregunta: «Ayer fui a la farmacia a comprar tiras reactivas de glucosa y había muchas posibilidades. No encontré ninguna de las marcas que aparecen en la Guía del Profesor. ¿Importa la marca? ¿Compraste las tiras reactivas de glucosa en orina o las tiras reactivas de glucosa en sangre? Son muy caras y no quería comprar el tipo equivocado».

Respuesta 1: «Pida a su farmacéutico que le guarde las tiras reactivas de orina caducadas. A menudo le harán una rebaja en el precio si les dice que es usted profesor y que las tiras reactivas han caducado»
-Franklin M. Bell, St. 11/3/99

Respuesta 2: «Siempre consigo mis tiras reactivas de glucosa de Frey Scientific. Funcionan bien para las pruebas de diálisis y no muestran un falso positivo en presencia de yodo. También las utilizo para los análisis de orina simulados y obtengo resultados mucho mejores que con las varillas farmacéuticas»
-Joni Driscoll, NW Cabarrus High, Concord, Carolina del Norte. 10/10/99

Consejo: «Toma nota para el próximo año: utiliza la solución de Benedict en lugar de las tiras reactivas para comprobar la presencia de azúcares fuera de la bolsa. Sólo tienes que añadir un poco del líquido del vaso de precipitados a un tubo de ensayo que tenga una cantidad igual de Benedict’s. Mezcla y calienta suavemente en un baño de agua durante 5 a 10 minutos. Deberías obtener una prueba positiva: el azul de Benedict se volverá oxidado (naranja/rojo) si hay glucosa. Hice el laboratorio la semana pasada y obtuve grandes resultados usando el Benedict’s.»
-Carmen Austin, Wharton High School, Tampa, Florida. 10/5/99

Preparaciones para el laboratorio

Modificaciones del procedimiento

Pregunta: «¿Existe alguna alternativa para el método del sacanúcleos para obtener muestras de patata?»

Respuesta 1: «En lugar de utilizar un sacanúcleos para hacer cilindros de patata, intente utilizar un cortador de patatas fritas para hacer muchos trozos uniformes de patata cruda de una vez. A uno de mis alumnos se le ocurrió eso!»
-Marcia Fischer, Desert Mountain High School, Scottsdale, Arizona. 24/10/00

Respuesta 2: «… Si no tienes una máquina de hacer patatas fritas, puedes cortarlas tú mismo. Hace años que renuncié a la corchetera, y simplemente cojo un buen cuchillo de cocina y corto las patatas en «palitos» más o menos uniformes del tamaño aproximado que se pide. Esto funciona, y lo considero uno de los laboratorios más fiables. También refuerza mi conclusión (que siempre les digo a los chicos) de que aprender a cocinar es un gran entrenamiento para el laboratorio: ¡muchas de las habilidades se transfieren!»
-Leslie Haines, Walter Williams High School, Burlington, Carolina del Norte. 28/10/00

Respuesta 3: «He descubierto que es muy difícil hacer este laboratorio tal y como está escrito. Utilizo rodajas finas de patata en lugar de los núcleos, y trato de terminar con unos 20 g. de patata. Una vez que empecé a hacerlo de esta manera funciona a las mil maravillas. Creo que esto se debe a dos razones (1) Tienes una masa de patata mucho más grande y así tienes un porcentaje mucho menor de errores en la masa; (2) no tienes tantos trocitos de patata que se caen y reducen la masa.»
-Ed McDaniels, Grandville High School, Grandville, Michigan. 10/19/00

Consejo: «Utilicé una mandolina francesa para cortar palitos de patata para el laboratorio de 1C y obtuve grandes resultados (R al cuadrado = 0,996). Para uno de mis equipos utilicé la técnica de ‘corte de gofre’ y produje ‘chips de gofre’, que luego ‘perforé’ con un plato pequeño para producir ‘discos de gofre’ de tamaño uniforme. El resultado fue que los discos en las soluciones hipotónicas se expandieron y los discos en las soluciones hipertónicas se contrajeron de manera exagerada, lo cual sólo fue confirmado por los datos. Parece que el aumento de la superficie fue el responsable»
-Harry Padden, Washington Twp High School, Sewell, New Jersey. 11/17/00

Solución de problemas y limpieza

Consejo: «Mientras realizaba el laboratorio de ósmosis/difusión hoy, mis estudiantes hicieron un descubrimiento interesante. La solución de yodo reaccionó con las tiras de prueba de glucosa (kit de reemplazo de laboratorio de ósmosis de Carolina Biológica) y se volvió de un color que indica una reacción positiva de la glucosa. Los alumnos querían saber cómo podían determinar si la glucosa se difundía fuera de la bolsa de diálisis, ya que el yodo en la solución del vaso de precipitados ya les había dado una prueba positiva. Asimismo, al final del experimento, cuando el yodo se había difundido en la bolsa de diálisis, querían saber cómo podían detectar que la glucosa se había ido (como lo indica una reacción de color disminuida con las tiras reactivas de glucosa). Acabamos utilizando una bolsa de diálisis sin yodo para poder detectar la glucosa por sí misma, pero si sigues el laboratorio tal y como está escrito, puede que tengas que tener en cuenta este problema»
-Jeff Smith, Indiana Academy, Muncie, Indiana. 10/5/99

Cómo realizar el laboratorio utilizando sondas y ordenadores/calculadoras

Pregunta: «¿Alguien tiene un procedimiento de laboratorio de ósmosis «más sencillo» o modificado? ¿Uno que se pueda hacer en un solo día?»

Respuesta 1: «Utilice una sonda de corcho grande y una patata grande (larga). Con un movimiento de giro, introduzca el sacabocados hasta el fondo de la patata a lo largo. Como hay que hacer esto con varias patatas, la idea es utilizar el mismo tamaño de broca en cada una de ellas. No debe atravesar la patata por completo (ni casi). Si sacas el taladro, el trozo cilíndrico de patata se quedará pegado a la patata. Sin embargo, si colocas un bisturí en el extremo posterior de la barrena de la patata y retuerces tanto la barrena como el bisturí, el cilindro de la patata se retorcerá y finalmente se romperá. Tire del taladro y, como si descorchara una botella de champán, el cilindro de patata saldrá. Ahora tienes un agujero en la patata, y si repites esto con varias patatas, tendrás agujeros de tamaño UNIFORME en las patatas. Enjuague cada una de ellas con agua del grifo para sacar de los agujeros los granos de almidón sobrantes, que se han desprendido de este tosco procedimiento. Las patatas ya están listas. Llene cada una con una concentración diferente de sacarosa: 0, 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 y 1,0. Utilizando un tapón del nº 2 con una pipeta invertida, haz girar suavemente el tapón dentro de la patata. No lo fuerces demasiado o la patata se romperá (y por tanto será inútil). Deberías conseguir una conexión hermética. Yo suelo ponerlas en un vaso de precipitados de 600 mL y tapar el corcho con cinta adhesiva. Coloca un sensor de presión de gas Vernier (CBL o basado en ordenador) en la pipeta y mide el cambio de presión durante un periodo de 20 a 30 minutos. La pendiente (cambio en la presión sobre el cambio en el tiempo) es una medida de la tasa de ósmosis. Al representar gráficamente la concentración frente a la pendiente, se puede determinar la concentración en la que la pendiente es 0 (es decir, cuando el potencial hídrico de las células de la patata es igual al potencial hídrico de la solución de sacarosa). No he probado esto sin sondas, pero también se puede conectar con pipetas graduadas de diámetro muy estrecho. El procedimiento tiene algunas pegas que todavía estoy tratando de resolver. No puedo decir que funcione limpiamente todo el tiempo, pero no tarda 24 horas. Tengo algunas ideas para limpiarlo»
-Bob Goodman, Hunter College High School, New York City. 10/23/00

Ideas alternativas de laboratorio

Laboratorio de ósmosis de huevo

Pregunta: «He oído hablar de profesores que utilizan huevos para demostrar los principios osmóticos. ¿Alguien tiene alguna actividad de laboratorio o demostración que trate de esto?»

Respuesta 1: «Tengo una maravillosa referencia a este laboratorio del Journal of College Science Teaching, de noviembre de 1985. Creo que es una publicación de NSTA? Se llama ‘Osmosis and the Marvelous Membrane’ y trata de usar huevos descalcificados para demostrar la ósmosis. Hago que mis hijos descalcifiquen los huevos en vinagre durante 48 horas y luego les doy cuatro soluciones desconocidas (destilada, 0,5M de sacarosa, 1M de sacarosa y 2M de sacarosa). Ellos amasan los huevos, los ponen en las soluciones, y los vuelven a amasar cada 10 o 15 minutos durante 1,5 horas. ¡El laboratorio funciona muy bien! También funciona en un período de 45 minutos si los niños vuelven a la hora del almuerzo o más tarde para masificarlos después de la clase. Luego grafican el cambio porcentual de la masa en función del tiempo. También tienen que calcular la molaridad del huevo; normalmente sale alrededor de .8M.

El artículo al que me referí anteriormente recomienda usar soluciones de glucosa, pero he encontrado que la sacarosa funciona también y es mucho más barata. El artículo también dice que las soluciones de NaCl dan resultados extraños, posiblemente debido a que los iones de la sal modifican la membrana de alguna manera.

Sólo asegúrese de tener huevos extra a la mano ya que siempre hay un estudiante que termina con huevo en su mano. Puse tres docenas de huevos en un galón de vinagre durante la noche, y sustituí el vinagre al día siguiente. Los huevos estaban listos al tercer día»
-Franklin Bell, St Mary’s Hall, San Antonio, Texas. 10/20/99

Respuesta 2: «Otra excursión con los huevos -una vez que haya terminado los tratamientos de sal o azúcar- es colocarlos en diferentes tipos de tinte durante la noche:

• azul de metileno
• tinte de rit
• colorante alimentario

Cada uno tiene una velocidad de difusión diferente (se difunde a diferentes profundidades dentro del huevo)-hágalo hervir y córtelo por la mitad para ver las diferencias. Sin embargo, ¡no se recomienda comerlos!»
– Pam Tidswell, Rancocas Valley Regional High School, Mt. Holly, New Jersey. 19/10/99

Respuesta 3: «Durante 30 años he utilizado el laboratorio de huevos como una súper demostración o como una actividad individual. Hace comprender la acción de nuestras propias células con una célula animal familiar que los estudiantes pueden ver. Las instrucciones son realmente sencillas. Se añade la química, las presiones, etc. Sumerge un huevo de gallina crudo en vinagre blanco (la variedad más barata funciona mejor) durante 24 a 48 horas para eliminar la cáscara de carbonato de calcio. La cáscara evidenciará la corrosión inmediatamente con la formación de muchas burbujas pequeñas alrededor de la superficie, lo que permite un buen debate sobre la química básica y las acciones de los ácidos y los compuestos metálicos. La membrana puede estar cubierta por sales de calcio solubles al final de este tiempo – lave suavemente para eliminarlas, lo que le permitirá ver la membrana translúcida. En este momento puede darse cuenta de la necesidad de preparar algunos huevos de reserva. Seque con una palmadita y proceda a la masa. Es posible que quieras tomar otras medidas como la circunferencia, el volumen por desplazamiento de agua, etc. Coloca el huevo en un volumen conocido de agua destilada (150 mL) en un vaso de precipitados limpio de 250 mL. Recoge de nuevo los datos que consideres oportunos o haz que los alumnos diseñen su propio laboratorio (una oportunidad para el constructivismo y las 3P). Espere 24 horas o toda la noche. Retire con cuidado el huevo; séquelo con palmaditas y la ganancia de masa es el agua. Comparar con el volumen perdido en el vaso de precipitados. Ósmosis a través de una membrana selectivamente permeable. Puede hacer que los alumnos rompan el huevo en una placa de Petri; evalúe la consistencia de la clara. Una alternativa o laboratorio complementario es tomar un segundo huevo. Retire la cáscara y la masa. Colóquelo en jarabe Karo 100% blanco (fructosa líquida). Dejar reposar toda la noche. Retire el huevo, lávelo rápidamente, séquelo y páselo a la masa. Comparar el nuevo volumen en el vaso de precipitados y la masa perdida. Si los alumnos son cuidadosos, deberían notar algunas capas debido a las diferencias de densidad. Los resultados aquí son bastante dramáticos y pueden revertirse colocando el huevo en agua destilada. Usted y sus alumnos pueden hacer este laboratorio tan complicado o sencillo como deseen. También es un buen lugar para repasar la estructura del huevo amniótico.»
-Donna M. Gilbertson, Beloit Memorial High School, Beloit Wisconsin. 10/18/99