RELACIÓN DEL ÁREA, EL VOLUMEN Y LA DIFUSIÓN EN UN MODELO.

PRÁCTICA N°5[pic 1][pic 2]

RELACIÓN DEL ÁREA, EL VOLUMEN Y LA DIFUSIÓN EN UN MODELO

EQUIPO N° 5

• BOLAÑOS NICOLÁS LILIA ANAYELI
• CABRERA VAZQUEZ YARETH
• MÉRIDA ROMANO ADARELY NAYFÉ
• SANTIAGO LÓPEZ DIANA IVETH

1. INTRODUCCIÓN

La célula es la estructura más pequeña capaz de realizar por sí misma las tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción. Entonces ¿por qué si las células cumplen con todas las funciones vitales, son tan pequeñas? ¿Por qué no pueden tener un tamaño más grande?

La principal restricción al tamaño de la célula es la que impone la relación entre el volumen y la superficie. El O2, el CO2, los iones, los nutrientes y los productos de desecho que entran y salen de una célula viva deben atravesar su superficie, delimitada por una membrana. Estas sustancias son los materiales simples y los productos del metabolismo celular. Cuanto más activo es este metabolismo, más rápido deben intercambiarse los materiales con el ambiente para que la célula siga funcionando. En células grandes, la relación superficie/volumen es menor que en células más chicas. En consecuencia, en células de mayor tamaño la superficie de intercambio con el medio ambiente es proporcionalmente menor.

Cuando hablamos de la relación superficie volumen, estamos hablando de una relación plenamente matemática que se cumple no solo en las células si no en cualquier otro ejemplo. Para la relación superficie volumen debemos calcular en primer instancia el tamaño de la superficie, seguido del de volumen.

La superficie, en este caso se relaciona con la membrana plasmática, cuya principal función es el intercambio. Es a través de ésta que se van a intercambiar todas las sustancias que la célula necesite para cumplir con sus funciones vitales. Dichas sustancias van a ser utilizadas en el metabolismo.

Ahora bien, el volumen será relacionado principalmente por el citoplasma y los organelos, que será el lugar donde se llevarán a cabo las reacciones metabólicas de las células, es decir, donde se van a aprovecharlos nutrientes y se producirán desechos.

Si una estructura celular creciera de tamaño, la membrana no sería suficiente para abastecer un volumen tan amplio. Tomando en cuenta que a medida que las estructuras crecen la relación superficie volumen disminuye, por lo tanto hay mucho volumen para poca superficie. Una membrana de una célula muy grande, no alcanzaría para cumplir con las funciones metabólicas que ocurren en el interior.

Otra razón por la cual un tamaño grande para la célula no es viable, es que las distancias que tienen que recorrer los nutrientes y los desechos son muy grandes en un volumen más grande, por lo tanto tardarían mucho más tiempo en llegar al interior de la célula o en llegar a la membrana para ser expulsados en el caso de los desechos. En cambio, el tiempo seria relativamente corto en una célula pequeña por lo que resulta más eficiente.

1. OBJETIVOS

• Hallar la relación entre el área de la superficie y el volumen de la célula
• Saber de qué manera afecta esta relación el intercambio de sustancias con el medio
• Demostrar la relación área-volumen para explicar el crecimiento de las células

1. PROBLEMA BIOLÓGICO

Al tener un menor volumen en un modelo, ¿obtendremos una difusión más eficiente de hidróxido de sodio?

1. HIPÓTESIS

Al colocar los 3 cubos de agar en el hidróxido de sodio, el cubo con las dimensiones de 1cm/lado tendrá una mayor extensión de difusión.

1. RESULTADOS

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         3cm                           2cm                 1cm

1. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Podemos notar algunos de los siguientes puntos

• Establecimos que si se produjo una difusión de hidróxido de sodio hacia el interior de los cubos puesto que el color de estos se tornó diferente, dando unas tonalidades violetas.
• El cubo de dimensiones más grandes (3cm) tuvo una menor difusión de hidróxido de sodio (menor coloración interna).
• El cubo de 2cm/lado obtuvo un poco más de difusión a comparación del cubo de 3cm/lado.
• El cubo más pequeño, de 1cm/lado fue el que mayor difusión tuvo, por lo que presentaba una coloración completa.

1. CUESTIONARIO

1. Anote los cubos de agar por orden de tamaño, desde el más grande hasta el más pequeño. Haga otra lista ordenada de la relación área total a volumen de los cubos correspondientes. ¿Son comparables estas 2 listas?

Como podemos darnos cuenta a medida que el tamaño del cubo disminuye, la relación área-volumen aumenta. O viceversa, al incrementar el tamaño del cubo, la relación área-volumen decrece.

1. Calcule la relación área total a volumen para un cubo de 0.01 cm de lado

Cubo= 0.01 cm por lado

Área total del cubo= 0.01x0.01x6= 0.0006 cm²

Volumen total del cubo= 0.01x0.01x0.01= 0.000001 cm³

Relación área-volumen=  =  = 600[pic 8][pic 9]

Relación más simple= 600:1

1. ¿Cuál tiene mayor área total, un cubo de 3 cm de lado o un cubo microscópico del tamaño de una célula de epidermis de cebolla? ¿Cuál de los dos tiene mayor área total en proporción a su volumen, un cubo de 3 cm de lado o un cubo microscópico del tamaño de una célula de epidermis de cebolla?

El cubo de 3cm de lado posee una mayor área total.

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