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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 ESTE MATERIAL SE ENCUENTRA PROTEGIDO POR EL REGISTRO DE PROPIEDAD INTELECTUAL.