| Núcleo | Complementario |
|---|---|
| 1 Describir la difusión como el movimiento neto de partículas desde una región de mayor concentración hacia una región de menor concentración (es decir, a favor del gradiente de concentración), como resultado de su movimiento aleatorio | |
| 2 Indicar que la energía para la difusión proviene de la energía cinética del movimiento aleatorio de moléculas e iones | |
| 3 Indicar que algunas sustancias entran y salen de las células por difusión a través de la membrana celular | |
| 4 Describir la importancia de la difusión de gases y solutos en los organismos vivos | |
| 5 Investigar los factores que influyen en la difusión, limitados a: superficie, temperatura, gradiente de concentración y distancia |
Transporte a través de la membrana celular
IGCSE Biología · Tema 3
7:44
Movimiento dentro y fuera de células
Una célula está rodeada por una membrana y debe mantener el intercambio con el mundo exterior. El oxígeno debe entrar. El dióxido de carbono debe salir. El agua se mueve en ambas…
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3.1
Difusión
Syllabus
Fuente: Plan de estudios Cambridge International
La difusión 扩散 es el movimiento neto 净移动 de partículas 粒子 desde una región con mayor concentración 浓度 hacia una región con menor concentración. Decimos que las partículas se mueven a favor del gradiente de concentración 浓度梯度.
Las partículas se dispersan debido a su propio movimiento aleatorio 随机运动. La energía 能量 para la difusión proviene de la energía cinética 动能 del movimiento aleatorio de las moléculas 分子 y los iones 离子; por lo tanto, la difusión no necesita energía adicional.
Algunas sustancias atraviesan la membrana celular hacia el interior y hacia el exterior por difusión.
Por qué importa la difusión. Muchos gases 气体 y sustancias disueltas (solutos 溶质) se mueven por difusión en los seres vivos. Por ejemplo, el oxígeno 氧气 difunde hacia las células para la respiración, y el dióxido de carbono 二氧化碳 difunde hacia afuera.
La velocidad de la difusión cambia según cuatro factores:
| Factor | La difusión es más rápida cuando… |
|---|---|
| área superficial 表面积 | la superficie es mayor |
| temperatura 温度 | hace más calor (las partículas se mueven más rápido) |
| gradiente de concentración | la diferencia de concentración es mayor |
| distancia | la distancia a recorrer es menor (una barrera más fina) |
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Difusión y ósmosis
Establezca la concentración en cada lado y observe cómo las partículas se dispersan de alto a bajo hasta equilibrarse.
Vocabulario
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| Inglés | Chino | Pinyin |
|---|---|---|
| diffusion/dɪˈfjuːʒn/ | 扩散 | kuò sàn |
| net movement/net ˈmuːvmənt/ | 净移动 | jìng yí dòng |
| particles/ˈpɑːtɪklz/ | 粒子 | lì zi |
| concentration/ˌkɒnsənˈtreɪʃn/ | 浓度 | nóng dù |
| concentration gradient/ˌkɒnsənˈtreɪʃn ˈɡreɪdɪənt/ | 浓度梯度 | nóng dù tī dù |
| random movement/ˈrændəm ˈmuːvmənt/ | 随机运动 | suí jī yùn dòng |
| energy/ˈenədʒi/ | 能量 | néng liàng |
| kinetic energy/kɪˈnetɪk ˈenədʒi/ | 动能 | dòng néng |
| molecules/ˈmɒlɪkjuːlz/ | 分子 | fèn zǐ |
| ions/ˈaɪɒnz/ | 离子 | lí zi |
| cell membrane/sel ˈmembreɪn/ | 细胞膜 | xì bāo mó |
| gases/ˈɡæsɪz/ | 气体 | qì tǐ |
| solutes/ˈsɒljuːts/ | 溶质 | róng zhì |
| oxygen/ˈɒksɪdʒn/ | 氧气 | yǎng qì |
| carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ | 二氧化碳 | èr yǎng huà tàn |
| surface area/ˈsɜːfɪs ˈeərɪə/ | 表面积 | biǎo miàn jī |
| temperature/ˈtemprɪtʃə/ | 温度 | wēn dù |
3.2
Ósmosis
Syllabus
| Esencial | Complementario |
|---|---|
| 1 Describir el papel del agua como disolvente en los organismos, con referencia a la digestión, la excreción y el transporte | 7 Describir la ósmosis como el movimiento neto de moléculas de agua desde una región de mayor potencial hídrico (disolución diluida) hacia una región de menor potencial hídrico (disolución concentrada), a través de una membrana semipermeable |
| 2 Indicar que el agua difunde a través de membranas semipermeables por ósmosis | |
| 3 Indicar que el agua entra y sale de las células por ósmosis a través de la membrana celular | |
| 4 Investigar la ósmosis utilizando materiales como diálisis tubular | |
| 5 Investigar y describir los efectos sobre los tejidos vegetales al sumergirlos en soluciones de distintas concentraciones | 8 Explicar los efectos sobre las células vegetales al sumergirlas en soluciones de distintas concentraciones utilizando los términos: turgente, presión de turgencia, plasmólisis, flácido |
| 9 Explicar la importancia del potencial hídrico y la ósmosis en la captación y pérdida de agua por parte de los organismos | |
| 6 Indicar que las plantas son sostenidas por la presión del agua dentro de las células empujando hacia afuera contra la pared celular |
Fuente: Plan de estudios Cambridge International
El agua como disolvente
El agua es un muy buen disolvente 溶剂 — muchas sustancias se disuelven 溶解 en ella para formar una solución 溶液. Esto es importante para la digestión 消化 (los alimentos deben disolverse antes de poder ser utilizados), la excreción 排泄 (los desechos son eliminados disueltos en agua) y el transporte 运输 (las sustancias viajan por el cuerpo disueltas en la sangre y la savia).
Qué es la ósmosis
La ósmosis 渗透 es un tipo especial de difusión: el movimiento neto del agua a través de una membrana semipermeable 半透膜. Este tipo de membrana tiene pequeños orificios que permiten el paso de moléculas pequeñas de agua pero retienen partículas de soluto más grandes. El agua entra y sale de las células por ósmosis a través de la membrana celular.
Una solución concentrada tiene mucha sustancia disuelta y poca agua. Una solución diluida tiene poca sustancia disuelta y mucha agua.
(Suplemento) La ósmosis es el movimiento neto de moléculas de agua desde una región de mayor potencial hídrico 水势 (una solución diluida — más agua) hacia una región de menor potencial hídrico (una solución concentrada — menos agua), a través de una membrana semipermeable.
Ósmosis y células vegetales
Cuando se coloca tejido vegetal en diferentes soluciones, el agua se mueve por ósmosis:
- En agua pura o una solución diluida, el agua entra en las células. Las células se hinchan y se vuelven firmes, o turgentes 膨胀. El agua ejerce presión hacia afuera sobre la pared celular; esta presión externa es la presión de turgencia 膨压. Las células turgentes mantienen erguido a la planta; este es el mecanismo de soporte de las plantas.
- En una solución concentrada, el agua sale de las células. Las células pierden su firmeza y se vuelven blandas, o flácidas 松软.
- (Suplemento) Si sale aún más agua, la membrana celular se separa de la pared celular. Esto se llama plasmólisis 质壁分离.
Puedes investigar la ósmosis utilizando tubos de diálisis 透析管 (una membrana semipermeable artificial) o usando cilindros cortados de una patata. Mide su longitud o masa antes y después de remojarlos. Los cilindros en agua pura o una solución diluida ganan longitud y masa; los cilindros en una solución concentrada pierden longitud y masa; en una solución de igual concentración no hay cambios.
Ejemplo resuelto. Un cilindro de patata tiene una masa de 5,0 g antes de remojarlo y 5,6 g después de remojarlo en una solución diluida. Calcula el cambio porcentual en la masa.
- cambio en la masa = 5,6 - 5,0 = 0,6 g (ganancia).
- cambio porcentual = cambio ÷ masa inicial × 100 = 0,6 ÷ 5,0 × 100 = +12%.
Un resultado positivo significa que el cilindro ganó agua, por lo que la solución era más diluida que el contenido celular. Siempre calcula el cambio porcentual, no solo el cambio en gramos, ya que esto te permite comparar cilindros que comenzaron con masas diferentes de manera justa.
Explorar
Ósmosis
movimiento neto hacia abajo del gradiente
Una diferencia de concentración impulsa el movimiento neto hasta que ambos lados se igualan.
Vocabulario
Entrenar
| Inglés | Chino | Pinyin |
|---|---|---|
| solvent/ˈsɒlvənt/ | 溶剂 | róng jì |
| dissolve/dɪˈsɒlv/ | 溶解 | róng jiě |
| solution/səˈluːʃn/ | 溶液 | róng yè |
| digestion/daɪˈdʒestʃn/ | 消化 | xiāo huà |
| excretion/ekˈskreʃn/ | 排泄 | pái xiè |
| transport/ˈtrænspɔːt/ | 运输 | yùn shū |
| osmosis/ɒzˈməʊsɪs/ | 渗透 | shèn tòu |
| partially permeable membrane/ˈpɑːʃəli ˈpɜːməbl ˈmembreɪn/ | 半透膜 | bàn tòu mó |
| water potential/ˈwɔːtə pəˈtenʃl/ | 水势 | shuǐ shì |
| turgid/ˈtɜːdʒɪd/ | 膨胀 | péng zhàng |
| turgor pressure/ˈtɜːɡə ˈpreʃə/ | 膨压 | péng yā |
| flaccid/ˈflæsɪd/ | 松软 | sōng ruǎn |
| plasmolysis/plæzˈmɒləsɪs/ | 质壁分离 | zhì bì fēn lí |
| dialysis tubing/daɪˈæləsɪs ˈtjuːbɪŋ/ | 透析管 | tòu xī guǎn |
3.3
Transporte activo
Syllabus
| Núcleo | Complemento |
|---|---|
| 1 Describa el transporte activo como el movimiento de partículas a través de una membrana celular desde una región de menor concentración hacia una región de mayor concentración (es decir, contra un gradiente de concentración), utilizando energía procedente de la respiración | 2 Explique la importancia del transporte activo como proceso para el movimiento de moléculas o iones a través de membranas, incluido la captación de iones por parte de los pelos radiculares |
| 3 Indique que las proteínas transportadoras mueven moléculas o iones a través de una membrana durante el transporte activo |
Fuente: Plan de estudios Cambridge International
El transporte activo 主动运输 es el movimiento de partículas a través de una membrana celular desde una región de menor concentración hacia una región de mayor concentración; es decir, en contra del gradiente de concentración. Como esto es "subir cuesta arriba", requiere energía procedente de la respiración 呼吸作用.
(Suplemento) El transporte activo permite a una célula absorber moléculas o iones útiles incluso cuando ya están más concentrados en el interior de la célula. Por ejemplo, los pelos radiculares 根毛 absorben iones minerales del suelo mediante transporte activo. Las proteínas portadoras 载体蛋白 en la membrana capturan las moléculas o iones y los transportan a través, utilizando energía.
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Transporte activo paso a paso
Pasa la proteína transportadora por su ciclo: utiliza energía del ATP para mover una partícula contra el gradiente, de bajo a alto.
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Transporte activo — bombear cuesta arriba
A diferencia de la difusión, el transporte activo mueve sustancias CONTRA el gradiente de concentración, por lo que necesita energía.
Vocabulario
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| Inglés | Chino | Pinyin |
|---|---|---|
| active transport/ˈæktɪv ˈtrænspɔːt/ | 主动运输 | zhǔ dòng yùn shū |
| respiration/ˌrespɪˈreɪʃn/ | 呼吸作用 | hū xī zuò yòng |
| root hairs/ruːt heəz/ | 根毛 | gēn máo |
| protein carriers/ˈprəʊtiːn ˈkærɪəz/ | 载体蛋白 | zài tǐ dàn bái |
3.3
Comparación de los tres procesos
| Proceso | Dirección | ¿Energía de la respiración? | ¿Qué se mueve? |
|---|---|---|---|
| difusión | alta → baja concentración | no | partículas, gases, solutos |
| ósmosis | alto → bajo potencial hídrico | no | solo agua |
| transporte activo | baja → alta concentración (en contra del gradiente) | sí | moléculas e iones |
3.3
Consejos para el examen
- Escribe siempre movimiento neto: las partículas se mueven en ambas direcciones, pero el flujo general es a favor del gradiente (para la difusión y la ósmosis).
- La ósmosis mueve solo agua, y solo a través de una membrana semipermeable. La difusión puede mover muchos tipos de partículas.
- Solo el transporte activo usa energía de la respiración, y solo él ocurre en contra del gradiente.
- Para el experimento con patatas o plantas: agua entra → turgente, más largo y pesado; agua sale → flácido, más corto y ligero; concentración igual → sin cambios.
- Un área superficial mayor, mayor temperatura, gradiente de concentración más pronunciado y menor distancia hacen que la difusión sea más rápida.
Lecciones interactivas sobre este tema
Trátalo paso a paso, con ejercicios de verificación instantánea.