La membrana plasmática
Lo que vas a aprender
- Describir la membrana plasmática con un modelo sencillo de doble capa de grasas con proteínas.
- Explicar qué es la permeabilidad selectiva y dar ejemplos de sustancias que la atraviesan y de sustancias que no.
- Relacionar el trabajo de la membrana con el equilibrio interno de la célula.
- Interpretar el cambio de masa de un modelo de membrana (el huevo sin cáscara) como agua que entra o sale.
Para qué
¿Para qué sirve esto?
Piensa en la portería del colegio. Por ella entran los estudiantes, los profesores y los alimentos de la tienda, y por ella sale la basura. Pero no entra cualquiera: el portero decide. Si la portería se quedara abierta sin nadie, o si se cerrara para siempre, el colegio no podría funcionar.
Toda célula tiene su propia portería: la membrana plasmática. En esta lección vas a ver cómo está hecha, por qué deja pasar unas cosas y otras no, y cómo eso le permite a la célula mantenerse estable por dentro. También vas a analizar lo que mide una balanza en un modelo de membrana que pesa tu docente.
Antes de empezar recuerda las partes de la célula y que la membrana es la que la rodea.
Explicación
Un límite que decide
La membrana plasmática rodea toda la célula: la de una bacteria, la de una hoja y la de tu piel. Es tan delgada que con el microscopio del colegio no se le ve el grosor, solo el borde de la célula. Tiene dos trabajos que van juntos:
- Separar lo de adentro de lo de afuera, para que el contenido de la célula no se riegue.
- Controlar el paso de sustancias: dejar entrar lo que la célula necesita, como el oxígeno, el agua y los nutrientes, y dejar salir los desechos, como el dióxido de carbono.
Que deje pasar unas sustancias y otras no se llama permeabilidad selectiva. «Permeable» quiere decir que se deja atravesar, y «selectiva», que escoge.
Un modelo de la membrana
Los científicos explican la membrana con un modelo. Imagina una película muy delgada de grasa, formada por dos capas puestas una contra la otra, como una pared doble. Esa película es flexible y se mueve, como una pompa de jabón. Metidas en ella, aquí y allá, hay proteínas, como piedras en el pavimento.
- Las partículas muy pequeñas, como las del oxígeno y las del dióxido de carbono, atraviesan la capa de grasas sin ayuda.
- El agua también pasa, en parte a través de la capa y sobre todo por unos canales de proteína hechos para ella.
- Otras sustancias, como el azúcar que la célula usa de alimento o las sales disueltas, no atraviesan solas la capa de grasas: necesitan puertas de proteína. La célula abre o tiene esas puertas según lo que necesita.
- Las partículas muy grandes, como el almidón, no pasan por la membrana.
El equilibrio interno
Una célula solo funciona bien si su interior se mantiene estable: con la cantidad justa de agua, de sales y de nutrientes. Afuera, en cambio, las cosas cambian todo el tiempo. La membrana es la que mantiene ese equilibrio interno: si entra demasiada agua, la célula se hincha; si sale demasiada, se arruga. Cuando por la membrana entra tanta agua como sale, la cantidad de adentro no cambia y se dice que la célula está en equilibrio.
Si la membrana se rompe, el contenido de la célula se sale y la célula muere. Y si dejara pasar todo, la célula perdería las sustancias que necesita y se llenaría de lo que le hace daño.
Un modelo que se puede pesar: el huevo sin cáscara
En el laboratorio se puede ver una membrana trabajando con algo de la cocina. Tu docente deja un huevo crudo en vinagre durante uno o dos días: el vinagre disuelve la cáscara, y el huevo queda envuelto solo por su membrana, blanda y transparente. Esa membrana no es la de una célula, pero se comporta parecido: deja pasar el agua y no deja pasar el azúcar. El huevo crudo lo manipula el docente, y al terminar todos se lavan las manos.
Después se pesa cada huevo, se deja un día en un líquido distinto y se vuelve a pesar. Si la masa aumentó, entró agua a través de la membrana; si bajó, salió agua. Como el azúcar no cruza esa membrana, lo que cambia es solo el agua.
Gira la célula y sigue la membrana con el dedo: es el borde delgado que la rodea toda y separa el citoplasma de lo de afuera. Por ahí tiene que pasar todo lo que entra y todo lo que sale.
Ejemplo resuelto
El huevo en agua
El huevo A, sin cáscara, se pesa, se deja un día en un vaso con agua y se vuelve a pesar. Ahora tiene más masa que antes. ¿Qué pasó a través de su membrana?
Ver la solución paso a paso
Al huevo no se le agregó nada desde afuera, salvo lo que pudo cruzar su membrana.
La membrana del huevo deja pasar el agua. Si la masa aumentó, es porque entró agua desde el vaso.
El huevo se ve más hinchado: le entró más agua de la que le salió.
Respuesta: Entró agua a través de la membrana: por eso el huevo ganó masa y se hinchó.
Ejemplo resuelto
El huevo en jarabe
El huevo B, sin cáscara, se pesa, se deja un día en un jarabe de agua con mucho azúcar y se vuelve a pesar. Ahora tiene menos masa que antes. ¿Qué cruzó la membrana, y hacia dónde?
Ver la solución paso a paso
La masa bajó: algo salió del huevo a través de su membrana.
La membrana del huevo no deja pasar el azúcar, así que el azúcar no entró ni salió. Lo que cruzó fue el agua, hacia afuera.
El huevo se ve arrugado: le salió más agua de la que le entró. En la próxima lección verás por qué el agua va hacia un lado o hacia el otro.
Respuesta: Salió agua del huevo hacia el jarabe; el azúcar no cruzó la membrana.
Masas de los dos huevos sin cáscara antes y después de un día (datos inventados, en gramos). El huevo A, en agua, ganó masa; el huevo B, en jarabe, la perdió.
Para no confundirse
- La membrana no es la pared celular. Toda célula tiene membrana; la pared solo la tienen algunas, como las de las plantas, y está por fuera de la membrana.
- Selectiva no quiere decir cerrada. La membrana deja pasar muchas cosas; lo que hace es escoger cuáles.
- Equilibrio no quiere decir que nada se mueva. El agua entra y sale todo el tiempo; hay equilibrio cuando entra tanta como sale.
Práctica
Un huevo sin cáscara gana masa después de un día en un vaso con agua. ¿Qué pasó?
La membrana del huevo deja pasar el agua. Si la masa aumentó, entró agua desde el vaso: por eso el huevo se hincha.
¿Verdadero o falso? El huevo sin cáscara que pasó un día en jarabe perdió masa porque el azúcar salió del huevo.
La membrana del huevo no deja pasar el azúcar. Lo que salió fue agua, y por eso el huevo perdió masa y se arrugó.
¿Por qué un huevo sin cáscara sirve como modelo para estudiar la membrana de una célula?
La membrana del huevo no es la de una célula, pero se comporta parecido: deja pasar unas sustancias y otras no. Por eso sirve como modelo de la permeabilidad selectiva.
¿Verdadero o falso? Una célula está en equilibrio cuando por su membrana entra tanta agua como sale, aunque el agua no deje de moverse.
Equilibrio no quiere decir que nada se mueva. El agua entra y sale todo el tiempo; hay equilibrio cuando entra tanta como sale, y la cantidad de adentro no cambia.
Una célula está en un medio donde le entra mucha más agua de la que le sale. ¿Qué le pasa?
Si entra más agua de la que sale, la cantidad de adentro aumenta y la célula se hincha. Se arrugaría si saliera más de la que entra, y estaría en equilibrio si entrara tanta como sale.
¿Verdadero o falso? La membrana plasmática y la pared celular son lo mismo: las dos rodean a toda célula.
Toda célula tiene membrana, pero la pared solo la tienen algunas, como las de las plantas, y está por fuera de la membrana.
¿Qué quiere decir que la membrana plasmática tiene permeabilidad selectiva?
La membrana escoge: el oxígeno y el dióxido de carbono la atraviesan solos, otras sustancias necesitan puertas de proteína y las muy grandes no pasan. Lo rígido que da forma es la pared celular, no la membrana.
¿Qué le pasaría a una célula si su membrana dejara pasar cualquier sustancia, sin escoger?
La membrana mantiene el equilibrio interno porque escoge qué entra y qué sale. Sin esa selección, las sustancias de la célula se escaparían y entraría lo que le hace daño. Además, muchas células, como las animales, no tienen pared.
Reto
¿Atraviesa sola la capa de grasas de la membrana?
Las partículas muy pequeñas pasan solas. Las demás necesitan una puerta de proteína, o no pasan.
Reto
En cada ronda, toca la tarjeta que no va con las demás.
En la primera ronda, tres tarjetas son trabajos de la membrana. En la segunda, tres describen una célula en equilibrio.
Reto
Une cada idea del modelo de la membrana con lo que significa.
Piensa en la portería del colegio.
Cierre
En resumen
La membrana plasmática rodea toda célula, separa lo de adentro de lo de afuera y controla el paso de sustancias.
Tiene permeabilidad selectiva, porque deja pasar unas sustancias y otras no.
Se explica con un modelo de doble capa de grasas con proteínas que hacen de puertas y canales.
Así mantiene el equilibrio interno: la célula está en equilibrio cuando entra tanta agua como sale.
Si un modelo como el huevo sin cáscara gana masa, entró agua por su membrana; si pierde masa, salió agua.
Vocabulario
- Membrana plasmática
La capa delgada y flexible que rodea toda célula y controla qué entra y qué sale de ella.
- Permeabilidad selectiva
La propiedad de la membrana de dejar pasar unas sustancias y otras no.
- Equilibrio interno
El estado en que las condiciones de adentro de la célula, como la cantidad de agua, se mantienen estables aunque cambie lo de afuera.
- Proteína de transporte
Proteína incrustada en la membrana que funciona como puerta o canal para que pasen sustancias que no atraviesan solas la capa de grasas.
Guía para el docente
Tiempos
- Inicio · 5 min — Use la portería del colegio: pregunte qué pasaría si quedara abierta sin control o cerrada para siempre.
- Explicación · 20 min — Dibuje el modelo de la doble capa con proteínas. Si preparó con anticipación los huevos sin cáscara (en vinagre de cocina, uno o dos días antes), muéstrelos y péselos usted; si no, use los datos del ejemplo.
- Práctica · 15 min — Preguntas y retos en parejas. En el intruso, pida que digan por qué la tarjeta que sobra no va con las demás.
- Cierre · 5 min — Pida que completen la frase: la membrana es como la portería porque…
Preguntas para el salón
- ¿En qué se parece la membrana a la portería del colegio y en qué se diferencia?
- ¿Por qué no basta con decir cuántos gramos ganó un huevo para comparar dos huevos de distinto tamaño?
- Si el agua entra y sale todo el tiempo, ¿cómo puede estar la célula en equilibrio?
Errores típicos
- Confundir la membrana plasmática con la pared celular. Recuerde que toda célula tiene membrana y solo algunas tienen pared; muestre los dos esquemas de la lección anterior.
- Pensar que la membrana deja pasar solo lo que entra, no lo que sale. Pida ejemplos de lo que sale: el dióxido de carbono y los desechos, y el agua en el huevo del jarabe.
- Creer que el huevo en jarabe pierde masa porque se le sale el azúcar. Recuerde que la membrana del huevo no deja pasar el azúcar: lo único que cruza es el agua.
Tarea sugerida
Escribir un párrafo que compare la membrana plasmática con la portería de un lugar que conozcan, usando las palabras permeabilidad selectiva y equilibrio interno, y explicar qué cruzó la membrana de un huevo sin cáscara que ganó masa en agua.