FUNDACIÓN EDUCACIONAL LICEO POLIVALENTE MARIA REINA “Ellos son el tesoro que Dios nos ha confiado” Profesora : Silvia Díaz Hidalgo Octavo A-B Ciencias Naturales Guía nro. 6 de Estudio y Trabajo 8vo. Básico Ciencias Naturales ¿Cómo la Célula intercambia materiales? A través de la Membrana Plasmática

Objetivos de la Guía: 1.- Conocer la estructura de la membrana plasmática 2.- Elementos químicos que forman parte de la membrana plasmática.- La membrana plasmática permite el transporte selectivo de sustancias en la célula. Se compone de varios elementos en los que predominan los fosfolípidos, unas moléculas anfipáticas que se disponen de forma espontánea en una bicapa. En el año 1972, los científicos Seymour Singer y Garth Nicolson propusieron un Modelo que consistió en una doble capa de fosfolípidos que pueden moverse libremente, lo que le da el carácter de fluido; mientras que los carbohidratos y las proteínas atraviesan la membrana o se sitúan en su superficie, lo que le otorga la condición de mosaico. Una década más tarde se hizo un nuevo aporte al modelo, al postular que la membrana es dinámica, es decir, que tanto las proteínas como los lípidos pueden girar, rotar e inclusive trasladarse a través de la membrana, también existen elementos químicos que forman parte de la célula. A este modelo se la llamó Mosaico Fluído.- CARACTERISTICAS FUNCIONALES DE LA MEMBRANA. La membrana no es solo una capa, sino que es el límite celular y da protección, pero también presenta actividad, y esto está dado debido a que la membrana es semipermeable, es decir, permite el ingreso o egreso selectivo de sustancias, y también permite la comunicación celular, debido a que es capaz de reconocer señales del medio, está última función está dada por glucoproteínas o glucolípidos. Aunque la estructura básica de las membranas biológicas está determinada por la bicapa lipídica, la mayoría de las funciones específicas están desempeñadas por las proteínas. Por consiguiente, la cantidad y tipo de proteínas de una membrana son muy variables. Cumplen variadas funciones tales como: enzimas, receptores, fijadoras del citoesqueleto o transportadoras. En todos los sistemas vivos, desde los procariontes a los eucariontes pluricelulares más complejos, la regulación del intercambio de sustancias con el medio ocurre a nivel de la célula, y esto en realizado por la membrana celular. La membrana celular regula el paso de materiales hacia dentro y fuera de la célula, una función que hace posible que la célula mantenga su integridad estructural y funcional. El agua y los solutos (átomos, iones o moléculas) se encuentran entre las principales sustancias que entran y salen de las células, por procesos de difusión o mediado por proteínas.

1. A partir de esta tabla responda las preguntas en la guía.-

Elemento químico Concentración intracelular milimoles

(mM)

Concentración intracelular milimoles

(mM) Na 5-15 145 K 140 5

Mg 0,5 1-2 Ca 0,0001 1-2 Cl 5-15 110

a. ¿Qué elemento es el más abundante dentro de la célula?, ¿y fuera

de ella? ____________________________________________________

b. ¿Qué elemento es el menos abundante dentro de la célula?, ¿y

fuera de ella? ____________________________________________________

c. ¿Qué semejanzas observan entre los medios intra y extracelular?

d. La composición química a ambos lados de la membrana es

desigual ¿por qué? ____________________________________________________

e. ¿Qué relación existe entre los datos de la tabla y el concepto de

membrana como límite celular? Explique. ____________________________________________________

2.- Analiza la siguiente investigación. ¿Cómo es la composición química de la membrana plasmática en diferentes tipos de células? - Escriba en la guía una hipótesis que considera responde al problema planteado. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Un científico estudió la composición química de la membrana plasmática de tres células distintas: ameba, glóbulo rojo y neurona. Los gráficos muestran los resultados obtenidos por el científico

a. ¿Qué biomoléculas forman parte de las membranas plasmáticas?

______________________________________________________ b. ¿Cuál es la biomoléculas más abundante en cada caso? ¿y la

menos abundante?

c. Las biomoléculas ¿se encuentran en la misma proporción?, ¿a qué se debe esto? __________________________________________________

__________________________________________________

d.-¿Qué puede concluir a partir del análisis de los gráficos? __________________________________________________

e¿Se comprueba la hipótesis que planteaste? Si su respuesta es negativa, ¿qué hipótesis responde al problema?

___________________________________________________ ____________________________________________________ 3.- Identifica los componentes del Mosaico Fluido y anota sus características.-

54%

4%

42%

Ameba

43%

8%

49%

Glóbulo rojo

75%

5%

20%

Neurona

LípidosGlúcidosProteínas

BIOMOLÉ CULA

NOMBRE CARACTERÍSTICAS

A Proteinas Integral

B Fosofolípidos

C Proteína Períferica

D Colesterol

E Glucolípidos

TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA. Las moléculas se mueven constantemente debido a su energía cinética y se esparcen uniformemente en el espacio disponible. La membrana tiene permeabilidad selectiva, este concepto es único para la membrana plasmática y se refiere a la propiedad para hacer atravesar sustancias según las necesidades de la célula. Difusión se define como el movimiento natural de las partículas de un área de mayor concentración a un área de menor concentración hasta alcanzar un equilibrio dinámico. La difusión no requiere gasto de energía por parte de la célula y por lo tanto es un transporte pasivo. Cuando la célula transporta sustancias en contra de un gradiente de concentración (de un área de menor concentración a un área de mayor concentración) se requiere energía (ATP) y este proceso recibe el nombre de transporte activo.-

1.- TRANSPORTE PASIVO. El transporte pasivo se produce cuando las moléculas pasan a través de la membrana celular sin gasto de energía y desde una zona de mayor concentración a una de menor concentración, es decir, a favor del gradiente de concentración. Se incluye en este tipo de transporte a los procesos de difusión simple, difusión facilitada y la osmosis.

A.- DIFUSIÓN SIMPLE. Corresponde al movimiento de partículas a favor del gradiente que atraviesan la bicapa lipídica. Esto ocurre para moléculas no polares como el oxígeno, el nitrógeno u hormonas lipídicas; y también a moléculas polares pequeñas y sin carga como la urea y el glicerol. B.- DIFUSIÓN FACILITADA. Es un transporte mediado por proteínas, las cuales permiten el pasaje de sustancias a través de la membrana mediante los siguientes mecanismos: Proteínas formadoras de canal. Proteínas que presentan una estructura que constituyen poros permitiendo el paso de iones, como Na+, K+, Ca+2, etc. El ion no interactúa directamente con la proteína canal. Proteínas transportadoras o carrier. Proteínas que se unen a la molécula a transportar y pasan por cambios conformacionales que permiten el transporte del soluto. Este transporte sirve para sustancias insolubles en lípidos, polares y grandes, como aminoácidos y monosacáridos como la glucosa. Este tipo de transporte es específico para la sustancia que transporta, y además, es un mecanismo saturable. C.- Osmosis: difusión por agua El agua pasa desde la zona de menor concentración de soluto hacia la de mayor concentración hasta igualar las concentraciones, es decir, hasta llegar a un equilibrio en ambos lados de la membrana. El medio en que se encuentra la célula (de mayor o menor concentración de solutos) determina hacia dónde se mueve el agua. Según esto los medios se clasifican en hipertónico, isotónico y hipotónico.

Medio Célula animal Célula vegetal

Hipertónico (Ejemplos: Solución salina 2% o

solución de glucosa 1%)

Hipotónico (Ejemplo: Agua destilada)

Isotónico (Ejemplos: Sangre, Sueros, Plasma)

4- Define Medio Hipotónico, Hipertónico e Isotónico ¿Por qué hay diferencias entre las células animales y vegetales? ¿Qué estructuras permiten que se comporten de manera diferencial en los mismos medios? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ TRANSPORTE ACTIVO. Requiere siempre de un gasto energético por parte de la célula que puede ser suministrada por el ATP o la concentración de un ion en la membrana. El transporte de sustancias es contra el gradiente de concentración, es decir, desde una zona de menor concentración hacia una de mayor concentración. El transporte activo es mediando por proteínas transportadoras o carrier. Tipos de transporte activo: Primario, Secundario y En Masa. A.- TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO. Un ejemplo es la Bomba Sodio Potasio (Na+/K+), una proteína transportadora es capaz de realizar un cotransporte del tipo antiporte (dos solutos se mueven a la vez en sentido contrario), sacando 3 iones Na+ e ingresando 2 iones K+, ambos iones moviéndose en contra del gradiente de concentración, provocando el cambio conformacional en la proteína carrier.

TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO: Este tipo de tipo de transporte es indirecto y usa la energía potencial eléctrica asociada con el gradiente de concentración de un ion. Por ejemplo, los iones Sodio (Na+) se mueven a favor del gradiente, así mediante un cotransporte llamado simporte (dos solutos se mueven en la misma dirección), una molécula de glucosa aprovecha el gradiente y la proteína carrier para transportarse contra el gradiente de concentración.

5.- Analiza la imagen y responde. a.- Identifica en la imagen el transporte activo primario y secundario. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ b.- ¿En qué medio, intracelular o extracelular, es más abundante el ion sodio (Na+)? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ C.- TRANPORTE EN MASA. En este tipo de transporte se movilizan sustancias de gran tamaño como polisacáridos, proteínas e incluso otras células como las bacterias. Este tipo de transporte requiere de energía, por tanto es activo. El movimiento puede ser de entrada o de salida, mediante los siguientes mecanismos:

Endocitosis. Este transporte es de entrada, e induce una invaginación de la membrana. Lo que generará una vesícula que es liberada en el citoplasma. Se diferencian dos tipos según las características de la sustancia. Fagocitosis. Corresponde al ingreso de sustancias sólidas a la célula. Pinocitosis. Corresponde al ingreso de sustancias líquidas a la célula. Exocitosis. Este mecanismo es de salida. Ocurre cuando las células exportan sustancias como pueden ser proteínas, las cuales son llevadas por vesículas, cuya membrana se fusionará con la plasmática y se expulsará el contenido al exterior. −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

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