Download 2. Gradiente de concentración

PPTCTC041TC31-A17V1
Clase
Membrana celular
Resumen de la clase anterior
CÉLULA
PROCARIONTE
EUCARIONTE
CÉLULA ANIMAL
Estructura
característica:
o Centríolos
CÉLULA VEGETAL
Estructuras características:
o Pared celular
Ribosomas
o Cloroplastos
o Vacuola central
Retículo
endoplasmático
liso y rugoso
Aparato de Golgi
Mitocondrias
Peroxisomas
Aprendizajes esperados
 Explicar el modelo de “mosaico fluido” de la membrana celular.
 Comprender la funcionalidad de la membrana para la relación del
medio extracelular con el interior de la célula.
 Comprender los conceptos de gradiente de concentración,
transporte pasivo y activo.
 Clasificar los tipos de transporte de membrana.
 Reconocer las características de los solutos que son
transportados de forma pasiva y los que se transportan
activamente.
Páginas del libro
desde la 55 a la 60.
Una membrana celular extraterrestre
Liposoma
Titán es la luna gigante de Saturno, la que posee condiciones
ambientales adversas, dentro de
las cuales se incluyen una temperatura mucho mas fría que la de nuestro planeta y mares que
en vez de ser de agua (H2O) son de metano líquido (CH4).
Tierra
Saturno
Titán
Titán
Representación de un azotosoma de 9 nanómetros, aproximadamente el tamaño
de un virus. (Imagen: James Stevenson)
¡Podría haber vida extraterrestre!
Un
de científicos
de basa
la Universidad
de con
Cornell
en Estadosconformadas
Unidos realizó
modelo
En equipo
la Tierra
la vida se
en células
membranas
porunC,
H y de
O
membrana
celular
llamado
Azotozoma,
el cual estaría
conformado
por moléculas
de N, CHy2O
H
principalmente.
Esta
membrana
forma vesículas
denominadas
Liposomas
que albergan
yy diversas
podrían sustancias
formar células
al CH4 y libres de O2, capaces de metabolizar y
en suadaptadas
interior.
reproducirse.
1. Membrana celular
2. Gradiente de concentración
3. Transporte a través de la membrana
1. Membrana celular
Modelo de mosaico fluido (Singer y Nicholson, 1972)
¿Por qué se
denomina
“mosaico fluido”?
1. Membrana celular
Glúcidos
1.1 Componentes
Proteínas
Pueden ser de dos
tipos:
• Transmembrana,
integrales o
intrínsecas
• Periféricas o
extrínsecas
Oligosacáridos
(glucoproteínas y
glucolípidos).
Solo se encuentran
en el exterior de la
membrana, le
confieren asimetría.
Fosfolípidos
Colesterol
Se ubica entre los fosfolípidos y le
otorga rigidez a la membrana de las
células animales.
Se ubican formando una bicapa
lipídica que constituye la matriz de la
célula. Le otorgan fluidez. Presentan
comportamiento anfipático.
Glucocálix: conjunto de oligosacáridos unidos a proteínas y lípidos en la cara
externa de la membrana celular. Cumple funciones celulares de reconocimiento,
adhesión y protección.
Ejercicio 24
“Guía del alumno”
MTP
El siguiente esquema representa, de manera simplificada, un fragmento de la
membrana plasmática:
Glucoproteína
Glucolípido
Porción extracelular
Fosfolípido
(colas hidrofóbicas)
Citoplasma celular
Al respecto, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?
A) El número 1 corresponde a un glucolípido.

2 corresponde a una glucoproteína.
B)C) ElEl número
3 apunta a la porción hidrofílica de los fosfolípidos.
D) Lanúmero
proteína señalada con el número 4 es de tipo intrínseca.
E) La estructura
número 4 se ubica hacia el citoplasma celular.

Proteína
extrínseca
ALTERNATIVA
CORRECTA
E
Comprensión
1. Membrana celular
1.2 Características y Funciones
Bicapa lipídica
(estructura
lipoproteica).
Presenta fluidez.
Tiene una
permeabilidad
selectiva
(semipermeable).
Separa un medio
químico de otro.
Regula el paso de
sustancias a través
de ella.
Regula el contenido
interno de la célula o
de un organelo
membranoso.
2. Gradiente de concentración
Diferencia de concentración de solutos o sustancias disueltas entre dos medios
separados por una membrana.
Porción externa
Membrana
celular
Porción interna
¿En qué dirección se debe
mover la sustancia para
que no exista gasto
energético?
2. Gradiente de concentración
Porción externa
A FAVOR DEL GRADIENTE
Membrana
celular
Porción interna
Si la sustancia química se
mueve en contra del
Este tipo gradiente
de transporte
se denomina
de concentración,
¿qué nombre recibe este
gasto energético.
tipo de transporte?
pasivo, debido a que no hay
2. Gradiente de concentración
Porción externa
EN CONTRA DEL GRADIENTE
Membrana
celular
Porción interna
En este caso, el transporte se llama activo, porque es en contra del
gradiente de concentración, lo que determina que exista un gasto
energético.
2. Gradiente de concentración
Porción externa
Membrana
celular
Porción interna
¿Este movimiento es
a favor o en contra
del gradiente?
2. Gradiente de concentración
Porción externa
Membrana
celular
Porción interna
Y este movimiento,
¿es a favor o en
contra?
2. Gradiente de concentración
¿Existe alguna relación entre
estas situaciones y lo que
acabamos de ver? ¿Con qué
tipo de transporte se podría
comparar la entrada y salida
del Metro en estos casos?
3. Transporte a través de la membrana
Transporte a través de la membrana
Transporte Pasivo
Transporte Activo
Mediado por proteínas
carrier o bombas.
Difusión Simple
Canal Iónico
Mediado por vesículas o
transporte en masa.
Difusión Facilitada
Carrier o
Permeasa
Osmosis
Endocitosis
•
•
•
Fagocitosis
Pinocitosis
Mediada por receptor
Exocitosis
3. Transporte a través de la membrana
3.1 Transporte pasivo
• A favor del gradiente de concentración.
• No gasta ATP.
• Alcanza el equilibrio (concentraciones iguales).
3. Transporte a través de la membrana
3.1 Transporte pasivo
Ejemplo:
O2, CO2,
alcohol
Ejemplo:
Na+, K+,
Cl-
+
+
A
Ejemplo:
Glucosa
+
+
C
D
B
Canal iónico
Difusión
simple
Carrier o Permeasa
Difusión facilitada
3. Transporte a través de la membrana
3.1 Transporte pasivo
E
F
Simporte
Antiporte
G
Cotransporte
3. Transporte a través de la membrana
3.1 Transporte pasivo
Osmosis
• Movimiento de moléculas de agua a favor
de su gradiente de concentración.
• No utiliza ATP.
• El agua se moviliza a través de la bicapa
de fosfolípidos y de canales llamados
acuaporinas.
Mayor concentración
de H2O
Membrana celular
Agua (H2O)
Menor concentración
de H2O
Ejercicio 21
“Guía del alumno”
MTP
El fenómeno natural de osmosis, puede modificarse dando lugar a un fenómeno conocido
como osmosis inversa, el cual se representa a continuación:
Consiste en aumentar
la presión sobre la
disolución de mayor
concentración de sales,
logrando que el agua
pase desde el lado de
mayor concentración de
soluto al de menor
concentración.
En relación a este proceso, es correcto deducir que





A)
B)
C)
D)
E)
Deja pasar agua,
no solutos.
ALTERNATIVA
CORRECTA
la presión aplicada hace pasar el soluto a través de la membrana.
la membrana, en este caso, es impermeable al paso de agua.
ASE
se puede utilizar para desalinizar el agua de mar.
utiliza ATP para mover agua en contra de su gradiente de concentración.
requiere la aplicación de una fuerza para detener el flujo de agua a través de la
Una de las principales utilidades de este
membrana.
C
proceso es desalinizar agua salada,
pudiendo incluso producir agua potable.
3. Transporte a través de la membrana
3.2 Tipos de soluciones
SOLUCIÓN = Solvente + Soluto
Agua (solvente)
Sal (soluto)
Para estudiar la osmosis se deben considerar 3 tipos de soluciones:
1. Solución hipotónica: menor concentración de soluto.
2. Solución isotónica: igual concentración de soluto.
3. Solución hipertónica: mayor concentración de soluto.
Esta clasificación se puede utilizar solo cuando se
comparan dos soluciones.
3. Transporte a través de la membrana
3.2 Tipos de soluciones
Solución 1
Solución 2
Solución 3
Agua (solvente)
Sal (soluto)
• Las soluciones 1 y 2 son isotónicas.
• La solución 2 es hipotónica respecto a la solución 3.
• La solución 3 es hipertónica respecto a la solución 2.
3. Transporte a través de la membrana
3.2 Tipos de soluciones
Antes
del
movimiento
Según
lade
información
¿Cuál
los dosse
del
agua,
¿cómo
Hipotónico
entregada
por
la
imagen,
Desde
el
medio
A al
El
medio
B
medios,
A
o
B,
está
considera
el medio
A
¿en
qué
dirección
se
medio
B
más
concentrado?
con
respecto
a B?
moverá
el agua?
A
B
1000 ml H2O
1000 ml H2O
10 g NaCl
20 g NaCl
Ejercicio 17
“Guía del alumno”
MTP
Se tienen 3 disoluciones donde el soluto es sal común y el disolvente es agua:
Contiene 160
g en 2000
mL, ¿cuántos
g de sal hay
en 1000 mL?
Con respecto a estas disoluciones, la relación correcta es que





A) las disoluciones 1 y 2 son isotónicas.
B) la disolución 1 es hipotónica con respecto a la 2.
C) la disolución 3 es hipertónica con respecto a la 1.
D) las disoluciones 2 y 3 son isotónicas.
E) la disolución 1 es hipertónica con respecto
a la 3.
ALTERNATIVA
CORRECTA
Para poder comparar las
disoluciones, conviene
comparar volúmenes iguales.
B
Aplicación
La disolución 1 es
hipotónica con respecto a
la disolución 2.
La disolución 2 es
hipertónica con respecto
a la disolución 3.
La disolución 1 y 3 son
isotónicas.
3. Transporte a través de la membrana
3.2 Tipos de soluciones
Efecto de las osmosis en células animales
3. Transporte a través de la membrana
3.2 Tipos de soluciones
Efecto de las osmosis en células vegetales
3. Transporte a través de la membrana
¿Cómo estará la
ensalada unas horas
después?
¿Por qué se arrugan
los dedos después
de estar mucho
tiempo en el agua?
3. Transporte a través de la membrana
Transporte a través de la membrana
Transporte Pasivo
Transporte Activo
Mediado por proteínas
carrier o Bombas.
Difusión Simple
Canal Iónico
Mediado por vesículas o
transporte en masa.
Difusión Facilitada
Carrier o
Permeasa
Osmosis
Endocitosis
•
•
•
Fagocitosis
Pinocitosis
Mediada por receptor
Exocitosis
3. Transporte a través de la membrana
3.2 Transporte activo
• En contra de su gradiente de concentración.
• Gasta ATP.
• No alcanza el equilibrio (concentraciones iguales).
Solamente el transporte activo mediado por carrier o bombas cumple con todas
estas características; en cambio el transporte mediado por vesículas solo cumple
con la característica de utilizar energía (ATP).
3. Transporte a través de la membrana
3.3 Transporte activo
Bomba sodio - potasio
3. Transporte a través de la membrana
3.3 Transporte activo
2) Transporte en masa o mediado por vesículas
Endocitosis:
Pinocitosis
Endocitosis
mediada
Endocitosis:
Endocitosis
por
receptory
Fagocitosis
Exocitosis
Ejercicio 18
“Guía del alumno”
MTP
¿Cuál de las siguientes relaciones entre una especie química y su mecanismo
de transporte a través de la membrana es correcta?
 A)
 B)
 C)
 E)

D)
Se transporta a través de
la bicapa de fosfolípidos.
Especie química
Transporte
CO2
Difusión facilitada por carrier
Glucosa
Difusión simple
Urea
Transporte activo por bomba
Insulina
Exocitosis
Colesterol
Difusión facilitada por canal
Se transporta a través de
proteínas de membrana
por difusión facilitada.
Se transporta por
difusión simple.
ALTERNATIVA
CORRECTA
D
Comprensión
Se transporta por
transporte activo
en masa.
Dirígete a la página 18 de tu guía y realiza la actividad propuesta.
A partir de los conceptos trabajados en esta clase, construye un mapa conceptual de
los tipos de transporte a través de membrana.
Tema
central
Subtema
Elemento
específico
Subtema
Elemento
específico
Elemento
específico
Ejercicio HPC Nº19
La disolución 2 es
La disolución 3 es
La disolución 1 es
isotónica con respecto
hipotónica con
hipertónica
con a través de al
El movimiento
de agua
lainterior
membrana
celular depende
de la diferencia de
celular, ya
respecto al interior
respecto
al
interior
que elintra
movimiento
del
concentración de solutos de los medios
y extracelular.
El celular,
agua ya
siempre
tenderá a
que el agua
celular, ya que el agua
agua
se
mantiene
en
movilizarse hacia la zona en donde haya mayor concentración de solutos.
se
entra aAlacontinuación
célula.
sale de la célula.
equilibrio.
esquematiza el movimiento de agua desde y hacia una célula animal, la cual está inmersa en
MC
tres medios distintos:
A partir de la información, es correcto inferir que




ALTERNATIVA
CORRECTA
E
A) la disolución 3 tiene menor concentración de solutos que el medio intracelular, por lo que
hay menor flujo de agua hacia la célula.
ASE
B) la disolución 1 tiene menor concentración de solutos que el medio intracelular, provocando
la deshidratación y muerte de la célula.
C)Habilidad
la disolución
tiene mayor concentración
de solutos queeelinterpretación
medio intracelular,
de 2pensamiento
científico: Procesamiento
de por lo que
tiende
mayor cantidad
de agua desde apoyándose
la célula.
datosa salir
y formulación
de explicaciones,
en los conceptos y
D)modelos
en la disolución
teóricos.2, la concentración de solutos al interior de la célula es menor que la del
exterior.
E) en la disolución 1, la concentración de solutos al interior de la célula es inferior que la del
exterior.

Pregunta oficial PSU
La figura muestra la concentración intracelular de iones bicarbonato (HCO3–) cuando se
modifica la concentración extracelular de iones cloruro (Cl–). De la figura, se infiere
correctamente que el
ALTERNATIVA
CORRECTA
A
A) transporte de HCO3– depende del Cl– extracelular.
B) HCO3– es transportado activamente a la célula.
C) Cl– difunde libremente hacia la célula.
D) Cl– se cotransporta con HCO3–.
E) carácter ácido de la célula depende de la concentración de HCO3–.
ASE
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, Modelo PSU 2015.
Síntesis de la clase
Membrana celular
Función:
Transporte
Organización
Bicapa de
fosfolípidos
Proteínas
Carbohidratos
Pasivo
Difusión
simple
Difusión
Osmosis
Diálisis
Difusión
facilitada
Activo
Mediado por proteínas
carrier
Mediado por vesículas
Tabla de corrección
Ítem
Unidad temática
1
Alternativa
B
Célula como unidad funcional
Habilidad
Reconocimiento
2
B
Célula como unidad funcional
Reconocimiento
3
D
Célula como unidad funcional
Comprensión
4
C
Célula como unidad funcional
Reconocimiento
5
D
Célula como unidad funcional
Comprensión
6
D
Célula como unidad funcional
ASE
7
E
Célula como unidad funcional
Comprensión
8
D
Célula como unidad funcional
Comprensión
9
A
Célula como unidad funcional
Reconocimiento
10
B
Célula como unidad funcional
ASE
11
B
Célula como unidad funcional
Comprensión
12
B
Célula como unidad funcional
Comprensión
Tabla de corrección
Ítem
Unidad temática
13
Alternativa
B
Célula como unidad funcional
Habilidad
ASE
14
B
Célula como unidad funcional
Aplicación
15
E
Célula como unidad funcional
Reconocimiento
16
E
Célula como unidad funcional
Comprensión
17
B
Célula como unidad funcional
Aplicación
18
D
Célula como unidad funcional
Comprensión
19
E
Célula como unidad funcional
ASE
20
B
Célula como unidad funcional
ASE
21
C
Célula como unidad funcional
ASE
22
C
Célula como unidad funcional
ASE
23
B
Célula como unidad funcional
ASE
24
E
Célula como unidad funcional
Comprensión
25
B
Célula como unidad funcional
ASE
Prepara tu próxima clase
En la próxima sesión, estudiaremos
Enzimas y metabolismo celular
Equipo Editorial
Área Ciencias: Biología
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