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TEMA 1: BIOLOGÍA CELULAR
Clase 4:Subtema Transporte de membrana
Idea fundamental: Las membranas controlan la composición de las células mediante mecanismos de
transporte activo y transporte pasivo.
WEBQUEST PARA: 1ER AÑO “BI”
Asignatura: BIOLOGÍA
Duración: 4 periodos Idea fundamental: La estructura de las
membranas biológicas hace que éstas sean fluidas y dinámicas
Diseñada por: Lic. Marco Bueno J.
INTRODUCCIÓN |INDAGACIÓN | CONTENIDO| TAREA |EVALUACIÓN | CONCLUSIÓN | BIBLIOGRAFÍA /
Blog | http://biologiavidarvg.jimdo.com/
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COLEGIO DE BACHILLERATO
TÉCNICO
RAFAEL VÁSCONEZ GÓMEZ
INTRODUCCIÓN:
El transporte es importante para la célula porque le permite expulsar de su interior los desechos
del metabolismo, también el movimiento de sustancias que sintetiza como hormonas. Además es
la forma en que adquiere nutrientes mediante procesos de incorporación a los nutrientes disueltos
en el agua. Las vías de transporte a través de la membrana celular y los mecanismos básicos para
las moléculas de pequeño tamaño son:
● TRANSPORTE CELULAR
INDAGACIÓN
●
●
○
■
■
■
¿como se transporta los solutos a través de la membrana celular o plasmática?
¿en qué consiste el Transporte pasivo?
¿Que es la Ósmosis?
¿existe diferencias entre la Ósmosis en una célula animal y vegetal?
¿ Cómo se produce la Ósmosis en una célula vegetal?
CONTENIDO
DIFUSIÓN
Es el movimiento de las moléculas de una concentración más alta a una más baja; esto quiere decir
que baja su gradiente de concentración hasta que se logra el equilibrio y se distribuyen de manera
equivalente. Es un proceso físico observable.
Las propiedades químicas y físicas de la membrana plasmática permiten que sólo ciertos tipos de
moléculas puedan entrar y salir de una célula sencillamente por difusión.
Hay varios factores que modifican la tasa de difusión. Entre ellos figuran la temperatura, presión,
corrientes eléctricas y tamaño de las moléculas.
Es un proceso de transporte pasivo por excelencia, que puede ser simple o mediada.
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DIFUSIÓN SIMPLE
Por difusión simple se intercambian sustancias disueltas de muy bajo peso molecular,
cuanto menor tamaño molecular y mayor carácter hidrófobo, mejor difunde una
sustancia a través de la membrana. Es la difusión de agua, gases disueltos o moléculas
liposolubles por la capa doble de fosfolípidos de la membrana citoplasmática.
Es el movimiento de las moléculas en el fluido, desde las regiones de alta concentración
hasta las de menor concentración, como es el caso del agua, gases disueltos (oxígeno,
dióxido de carbono) y moléculas liposolubles (alcohol etílico y la vitamina A) que cruzan
la membrana con facilidad.
Un ejemplo de lo anterior sería el de una gota de colorante en un vaso de agua. Con el
tiempo parecerá que la gota se más grande y palidece, y al pasar más tiempo todo al vaso
de agua se tiñe en forma uniforme pero manteniéndose pálido.
■
Difusión facilitada
○
1.2 Transporte activo
■
1.2.1 Transporte activo primario: Bomba de sodio y potasio o Bomba Na/K
■
1.2.1.1 Transporte activo secundario o cotransporte
●
2 Transporte en masa
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○ 2.1
Endocitosis
○
2.2 Exocitosis
TAREA
Observar los siguientes videos:
● TRANSPORTE PASIVO
INTRODUCCIÓN:
TRANSPORTE PASIVO (MEMBRANA RCELULA)
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Este transporte no requiere de energía (ATP), tiene tres tipos de transporte pasivo: 1.- difusión simple,
2.- difusión facilitada, 3.- ósmosis.
¿QUÉ ES LA DIFUSIÓN?
Es el movimiento desde una zona alta de concentración hacia otra de baja concentración.
DIFUSIÓN FACILITADA
Es el transporte pasivo de moléculas a favor de un gradiente de concentración con la ayuda de
proteínas.
ÓSMOSIS
Consiste en el paso de ayuda a través de una membrana desde una zona de alta concentración de
solutos a una baja concentración.
● TRANSPORTE ACTIVO
TRANSPORTE QUE REQUIERE ENERGÍA
Utiliza generalmente ATP
Transporte activo.-Hacen que se mueva en contra de la corriente, y para ello requiere energía que
es causada por el ATP para lograr que finalmente el sodio salga.
Endocitosis.- Es en el que las sustancias entran a la célula.
Pinocitosis.-la membrana se configura en su forma para llenarse de fluido extracelular y formar
una vesícula uniéndose.
Endocitosis mediada por receptor.- Engulle un nutriente en los que las proteínas activan el
mecanismo ocupando fosas recubiertas convirtiéndose en vesícula recubierta para luego liberarse
para volver a formar el ciclo.
Fagocitosis.-Lo que engulle es grande, extienden seudópodos hacia una partícula extracelular
formando una vacuola alimentaria.
Exocitosis,-Expulsar contenidos.
Parte de una vesícula de material encapsulado unido a la membrana plasmática, gastando energía
y liberando el desecho.
● DIFUSION SIMPLE Y FACILITADA.
● Cómo funciona La bomba de sodio y potasio - "El transporte activo"
● Movimiento Membrana Plasmática Endocitosis y Exocitosis
Tania desea hacer la consulta de estos términos
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CONSULTAR EL SIGNIFICADO DEL SIGUIENTE GLOSARIO
ACUAPORINA
Las acuaporinas son unas proteínas de las membranas de las células que son capaces de
transportar moléculas de agua.
BICAPA LIPÍDICA
Es una membrana delgada formada por dos capas de moléculas de lípidos. Estas
membranas son láminas planas que forman una barrera continua y delimitan las células.
CONCENTRACIÓN
De una solución es la proporción o relación que hay entre la cantidad de soluto y la
cantidad de solvente.
DESMOSOMAS
Son estructuras celulares que mantienen adheridas a células vecinas.
DIFUSIÓN FACILITADA
Utiliza para permitir que moléculas difundan libremente hacia afuera y
adentro de la célula.
DIFUSIÓN SIMPLE
Al proceso por el cual se produce un flujo neto de moléculas a través de una
membrana permeable sin que exista un aporte externo de energía.
DISOLVENTE
Es una sustancia en la que se diluye un soluto resultando en una solución;
normalmente es el componente de una solución presente en mayor cantidad.
ENDOCITOSIS
Es un proceso por el cual la célula introduce moléculas grandes o partículas, y
lo hace englobando las en una invaginación de la membrana citoplasmática,
formando una vesícula que termina por desprenderse de la membrana para
incorporarse al citoplasma.
LA EXOCITOSIS
Es el proceso durable, que consume energía por el cual una célula dirige el
contenido de vesículas secretoras de la membrana celular y en el espacio
extracelular.
k-litha
Enzimas
son moléculas de naturaleza proteica y estructural que catalizan reaccione químicas,
siempre que sean termodinámicamente posibles: una enzima hace que una reacción
química que es energéticamente posible, pero que transcurre a una velocidad muy baja,
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sea cinéticamente favorable, es decir, transcurra a mayor velocidad que sin la presencia de
la enzima. En estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas
sustratos, las cuales se convierten en moléculas diferentes denominadas productos.
Endocitosis
Es un proceso por el cual la célula introduce moléculas grandes o partículas, y lo hace
englobe ándolas en una invaginación de la membrana citoplasmática, formando una
vesícula que termina por desprenderse de la membrana para incorporarse al citoplasma.
FAGOCITOSIS
Es un tipo de endocitosis por el cual algunas células (fagocitos y protistas)
rodean con su membrana citoplasmática partículas sólidas y las introducen al
interior celular. Esto se produce gracias a la emisión de pseudópodos alrededor
de la partícula o microorganismo hasta englobar completamente y formar
alrededor de él una vesícula, llamada fagosoma, la cual fusionan
posteriormente con lisosomas para degradar el antígeno fagocitado.
Fluido
Se denomina fluido a un tipo de medio continuo formado por alguna sustancia entre cuyas
moléculas sólo hay una fuerza de atracción débil. La propiedad definitoria es que los
fluidos pueden cambiar de forma sin que aparezcan en su seno fuerzas restitutivas
tendentes a recuperar la forma “original” Un fluido es un conjunto de partículas que se
mantienen unidas entre sí por fuerzas cohesivas débiles y las paredes de un recipiente; el
término engloba a los líquidos y los gases.
GLICOPROTEÍNA
Las glicoproteínas o glucoproteínas son moléculas compuestas por una proteína unida a
uno o varios glúcidos, simples o compuestos. Destacan entre otras funciones la estructural
y el reconocimiento celular cuando están presentes en la superficie de las membranas
plasmáticas (glucocálix).El término glicoproteína se usa en general para referirse a una
molécula de dimensiones específicas, integrada normalmente por uno o más
oligosacáridos unidos de modo covalente a cadenas laterales específicas de polipéptidos.
Suelen tener un mayor porcentaje de proteínas que de glúcidos.
GRADIENTE
Variación de una magnitud en función de la distancia, a partir de la línea en que esta
variación es máxima en las magnitudes cuyo valor es distinto en los diversos puntos de una
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región del espacio.
GRADIENTE DE CONCENTRACIÓN
Gradiente de concentración es la diferencia de concentración de soluto que existe entre
dos soluciones o medios. Entendemos por gradiente de concentración: Gradiente que
existe a través de una membrana que separa una concentración elevada de un ion
determinado de una concentración baja del mismo ion.
Hipertónico
La presión osmótica es la presión hidrostática producida por una disolución en un volumen
dividido por una membrana permeable debido a la diferencia en concentraciones del
soluto. En biología, una solución hipertónica, es aquella que tiene mayor concentración de
soluto en el medio externo, por lo que una célula en dicha solución pierde agua (H2O)
debido a la diferencia de presión, es decir, a la presión osmótica, llegando incluso a morir
por deshidratación. La salida del agua de la célula continúa hasta que la presión pencótica
del medio interno y de la célula sea igual.
HIPOTÓNICO
Es una solución hipotónica es aquella que tiene menor concentración de soluto en el medio
exterior en relación al medio interior de la célula, es decir, en el interior de la célula hay
una cantidad de sal mayor que de la que se encuentra en el medio en la que ella habita.
Una célula sumergida en una solución con una concentración más baja de materiales
disueltos, está en un ambiente hipotónico; la concentración de agua es más alta (a causa
de tener tan pocos materiales disueltos) fuera de la célula que dentro. Bajo estas
condiciones, el agua se difunde a la célula, es decir, se produce ósmosis de líquido hacia el
interior de la célula.
ISOTÓNICO
Isotónico es aquel que tiene la misma concentración de ciertas especies químicas llamadas
electrolitos que otro sistema de referencia. Los electrolitos son sustancias químicas que, en
disolución, se encuentran disociados en iones.
JENNIFER UBIDIA
Microvellosidades: Son prolongaciones de la membrana plasmática con
forma de dedo, que sirven para aumentar el contacto de la membrana
plasmática con una superficie interna. Cada célula puede tener hasta 3000
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microvellosidades.
El tamaño de las microvellosidades es aproximadamente:Longitud: 0.6 a 0.8
micrómetros. Diámetro: 0,1 micrómetros.
Modelo de mosaico fluido: El modelo de mosaico fluido es un modelo
de la estructura de la membrana plasmática propuesto en 1972 por S. J.
Singer y Garth Nicolson gracias a los avances en microscopía electrónica, el
estudio de interacciones hidrófilas, al estudio de enlaces no covalentes como
puentes de hidrógeno y el desarrollo de técnicas como la criofractura y el
contraste negativo.
Osmosis: Es un tipo especial de transporte pasivo en el cual sólo las
moléculas de agua son transportadas a través de la membrana.La función de
la ósmosis es mantener hidratada a la membrana celular.
Pinocitosis: Es un tipo de endocitosis que consiste en la captación de
material del espacio extracelular por invaginación de la membrana
citoplasmática. Con desprendimiento hacia el interior celular de una vesícula
que contiene líquido con posibles moléculas disueltas o partículas sólidas en
suspensión.
Plasmodesmos: Son cada una de las unidades continuas de citoplasma
que pueden atravesar las paredes celulares, manteniendo interconectadas las
células continuas en organismos pluricelulares en los que existe pared celular,
como las plantas o los hongos.
Presión de turgencia: La presión de turgencia empuja a la membrana
plasmática en contra de la pared celular de las plantas, bacterias, hongos y
células, así como las células de protistas que tienen paredes celulares. Esta
presión, turgencia, es causado por el flujo osmótico de agua de la zona de
baja concentración de soluto fuera de la célula en la vacuola de la célula, que
tiene una concentración de soluto más alta.
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Proteína de canal: Este tipo de proteínas no se unen al soluto que
transportan, sino que forman poros con apertura hidrofílica que atraviesan la
bicapa lipídica. Cuando estos poros están abiertos permiten que
determinados solutos (iones inorgánicos de tamaño y carga apropiada)
pueden pasar a través de ellas, y pasar al otro lado de la membrana.
Proteína de reconocimiento: Proteína o glucoproteína que sobresale
de la superficie exterior de la membrana plasmática e identifica a la célula
como perteneciente a una especie particular, a un individuo de esa especie y,
a menudo, a un órgano específico del individuo.
Proteína de transporte: Regulan el movimiento de las moléculas
solubles en agua mediante la membrana plasmática. Algunas, llamadas
canales proteicos, forman poros o canales que dan la oportunidad de que
moléculas pequeñas solubles en agua penetren la membrana.
Proteínas de unión: Es un factor de transcripción
que se une
específicamente a la secuencia de ADN denominada caja TATA. Esta secuencia
de ADN se encuentra a unas 25 o 30 pares de bases corriente arriba del sitio
de inicio de la transcripción en el promotor de los genes procariotas y de
algunos genes eucariotas.
THALIA RIPALDA
Proteína portadora.- Proteína de membrana que facilita la difusión de
sustancias específicas a través de la membrana. La molécula que será
transportada se une a la superficie externa de la proteína portadora y ésta
cambia entonces de forma, para permitir que la molécula atraviese la
membrana.
Proteína receptora.- proteína localizada sobre la membrana (o en el
citoplasma), que reconoce y se une a moléculas específicas.
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Selectivamente permeable.- La permeabilidad selectiva es una propiedad de la
membrana plasmática y de otras membranas semipermeables que permiten el
paso de solo ciertas partículas a través de ellas.
Soluto.- Cuando se realiza una disolución, se le llama soluto al compuesto de
menor proporción al solvente.
Transporte activo.- El transporte activo es un mecanismo celular por medio del
cual algunas moléculas atraviesan la membrana plasmática contra un
gradiente de concentración, es decir, desde una zona de baja concentración a
otra de alta concentración con el consecuente gasto de energía.
Transporte pasivo.- El transporte pasivo permite el paso molecular a través de
la membrana plasmática a favor del gradiente de concentración o de carga
eléctrica.
Transporte que requiere energía.- El transporte que requiere gasto de energía y
participación de las proteínas transportadoras(Carrier) es el Transporte Activo,
se realiza en contra de un gradiente de concentración, con gasto de ATP
celular y con participación de las proteínas Intermembranales o Carrier.
Unión en hendidura o gap.- Se llama uniones gap, uniones en hendidura a
cierta clase de conexiones que se observan a veces entre las células en tejidos
animales.
Unión estrecha o hermética.- Es una unión hermética mantenida por proteínas
que se encuentran en las membranas de las células. Actúan como cinturones
rodeando a la célula y sellándola herméticamente, para evitar la entrada y
salida de sustancias, o la pérdida de líquido extracelular. Está presente en
tejidos epiteliales como el del intestino, la vejiga y el riñón.
Vacuola alimentaria.- Órgano digestivo en las células.
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APLICACIÓN DE CONCEPTOS
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DESARROLLO DE PREGUNTAS DE REPASO.
1. - esquema de la estructura de la membrana plasmática
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¿Cuales son los dos tipos principales de moléculas en la membrana celular
?
la membrana celular tiene
40% fosfolípidos http://www.innatia.com/s/c-lipidos-y-acidos-grasos/a-los-fosfolipidos.html
50% proteínas (pueden ser transportadoras, enzimáticas (las proteínas tienen muchas funciones en
general)) http://www.um.es/molecula/prot07.htm
10% glúcidos (carbohidratos)
¿Cuáles son las cinco categorias de
conforman a la membrana celular?
2.
proteinas que
Proteínas Intrínsecas o Integrales llamadas Carrier o proteínas transportadoras
encargadas de la selección de sustancias por transporte activo y pasivo ( difusión
facilitada).
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2- Proteínas extrínsecas ubicadas por fuera de la bicapa de Fosfolípidos,y está
atravesada en la bicapa lipídica.
3- Proteínas Periféricas, pequeñas proteínas globulares adosadas al lado interno de la
región hidrofóbica de ciertas proteínas Carrier, actúan como Pilar o base en la
organización molecular de la membrana plasmática en el modelo de Mosaico Fluído.
4- Proteínas Receptoras, encargadas de la recepción de sustancias químicas como
Hormona, interferón, etc.
5- Proteínas de Reconocimiento, llamadas Glucoproteínas y Lipoproteínas quienes
poseen una cadena corta y poco ramificada de un hidrato de carbono, la cadena corta
de un Oligosacárido sobresale por la parte hidrofílica de estas proteínas y ayudan al
reconocimiento y adherencia celular ente células semejantes o iguales, tanto ls
glucoproteínas como las lipoproteínas forman una sustancia CEMENTANTE llamada
GLUCOCÁLIZ, que baña la superficie externa de la bicapa de fosfolípidos, el glucocáliz
participa en el reconocimiento y adherencia celular.
3.- Comparación entre ósmosis y difusión?
La ósmosis u osmosis es un fenómeno físico-químico relacionado con el comportamiento del agua
—como solvente de una solución— ante una membrana semipermeable para el solvente (agua)
pero no para los solutos.
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Tal comportamiento entraña una difusión simple transmembrana de agua, sin "gasto de energía".
La ósmosis es un fenómeno biológico importante para la fisiología celular de los seres vivos.
La difusión implica el movimiento al azar de moléculas individuales. La ósmosis es la
difusión del agua a través de una membrana que permite el flujo de agua, pero inhibe el
movimiento de la mayoría de solutos, se dice que esta membrana es selectivamente
permeable. Las moléculas cruzan la membrana celular por difusión simple o son acarreados
por proteínas que se encuentran atravesando la membrana.
https://espanol.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080608081036AAww689
OSMOSIS: paso de disolvente( que disuelve) pero no de soluto( que está disuelto)
entre dos disoluciones de distinta concentración separadas por una membrana
semipermeable.
DIFUSIÓN: extender, esparcir,propagar físicamente. Introducir en un cuerpo
corpúsculos extraños con tendencia a formar una mezcla homogénea ( poseedor de
iguales caracteres).
DIFERENCIAS: la ósmosis disuelve, la difusión esparce.
SIMILITUDES: los dos forman una mezcla homogénea.
4.- Define y analiza cuál sería el destino de una célula
animal sumergida en cada una de estas soluciones?
Hipotónico:Es una solución que tiene menos concentración de solutos en el medio
extracelular que que en la célula.
Análisis de célula sumergida: Hipotónico viene del griego "hypo," que significa bajo,
y "tonos," que significa dilatarse. En una solución hipotónica, el total de la
concentración molar de todas las partículas disueltas, es menos que el de otra
solución o menos que el de la célula.
Si las concentraciones de solutos disueltos son menos fuera de la célula que dentro,
la concentración de agua afuera es correspondientemente más grande. Cuando una
célula es expuesta a condiciones hipotónicas, hay un movimiento neto de agua
hacia dentro de la célula. Las células sin pared celular se inflan y pueden explotar
(lisis). si el exceso de agua no es removido de la célula. Las células con paredes
celulares a menudo se benefician de la presión que da rigidez en medios
hipotónicos.
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La célula estallará porque el agua de fuera tenderá a penetrar a la célula hasta
llegar al equilibrio molar.
Hipertónico: Es una solución que tiene mayor concentración de solutos en el medio
extracelular que en el interior de la célula.
http://www.maph49.galeon.com/memb1/hypertonic.html
Isotónico: Es una solución que tiene igual concentración de solutos en el medio
extracelular que en el medio intracelular.
5.- describir los siguientes tipos de transporte en la célula.
DIFUSIÓN SIMPLE: transporte pasivo, las sustancias pasan a través de la
membrana con facilidad como en el caso de las moléculas liposolubles como es en
el caso de agua o gases disueltos.
DIFUSIÓN FACILITADA: transporte pasivo, en este caso las sustancias no pueden
atravesar fácilmente la membrana plasmática y necesitan ayuda de una proteína de
canal o proteína transportadora para que cierta sustancia pueda penetrar la
membrana plasmática.
TRANSPORTE ACTIVO: en este caso necesitan de energía (ATP) para que ciertas
sustancias pueden entrar o salir de la membrana plasmática y van en contra del
gradiente de concentración por eso necesitan de la energía a diferencia del
transporte pasivo que va a favor del gradiente de concentración y no necesita
energía.
PINOCITOSIS: Es una forma de endocitosis del transporte activo, donde la
membrana plasmática toma cierta sustancia o fluido extracelular y entra al
citoplasma pero en forma de vesícula.
ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTORES: Es otra forma de endocitosis del
transporte activo, donde las sustancias deben conectarse a los receptores que están
en la membrana plasmática y de ahí van formando una vesícula recubierta y así es
como entran al citoplasma.
FAGOCITOSIS: Es otro tipo de endocitosis del transporte activo, en donde la
membrana plasmática se engulle y lleva con él ciertas bacterias y se le llama
endosoma y así entra a al citoplasma de la célula.
EXOCITOSIS: transporte activo, ocurre en células secretoras que eliminan los
desechos desde adentro de la célula hacia afuera conectándose con la membrana
plasmática.
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PARA ENTENDER MEJOR EL TRANSPORTE ACTIVO DE ENDOCITOSIS
EXOCITOSIS, TRANSPORTE ACTIVO.
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7. Imagina un recipiente con una solución de glucosa dividido en dos
compartimientos (A y B) por una membrana que es permeable al agua y a la
glucosa, pero no a la sacarosa, si se agrega sacarosa al compartimiento A ¿
Cómo cambiará el compartimiento B? Explica.
EVALUACIÓN
https://docs.google.com/forms/d/1iFNY29VWApuzxT8I0ucP-_XdAuGOrkxj8UBI9oCiedA/edit#