PPTCTC004TC31-A16V1 Clase Membrana celular: modelo de organización. Transporte a través de membrana.

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1 PPTCTC004TC31-A16V1 Clase Membrana celular: modelo de organización. Transporte a través de membrana

2 Resumen de la clase anterior
CÉLULA EUCARIONTE PROCARIONTE CÉLULA ANIMAL Estructura característica: Centríolos CÉLULA VEGETAL Estructuras características: Pared celular Cloroplastos Vacuola central Ribosomas Retículo endoplasmático liso y rugoso Aparato de Golgi Mitocondrias Peroxisomas

3 Páginas del libro desde la 52 a la 58.
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 52 a la 58.

4 Una membrana celular extraterrestre
Representación de un azotosoma de 9 nanómetros, aproximadamente el tamaño de un virus. (Imagen: James Stevenson) Liposoma Titán es la luna gigante de Saturno, de condiciones ambientales adversas, que 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). Saturno Titán Titán Tierra ¿Qué pasa si las células no dependen de agua exclusivamente? Referencias: ¡Podría haber vida extraterrestre! Un equipo de científicos de la Universidad de Cornell en Estados Unidos realizó un modelo de membrana celular llamado Azotozoma, el cual estaría conformado por moléculas de N, C e H y podrían formar células adaptadas al CH4 y libres de O2, capaces de metabolizar y reproducirse. En la Tierra la vida se basa en células con membranas conformadas por C, H y O principalmente. Esta membrana forma vesículas denominadas Liposomas que albergan H2O y diversas sustancias en su interior.

5 1. Membrana celular 2. Gradiente de concentración 3. Transporte a través de la membrana

6 Modelo de mosaico fluido (Singer y Nicholson, 1972)
1. Membrana celular Modelo de mosaico fluido (Singer y Nicholson, 1972) ¿Por qué se denomina “mosaico fluido”?

7 1. Membrana celular 1.1 Componentes Glúcidos Proteínas Fosfolípidos
Oligosacáridos (glucoproteínas y glucolípidos). Solo se encuentran en el exterior de la membrana, le confieren asimetría. Proteínas Pueden ser de dos tipos: Transmembrana, integrales o intrínsecas Periféricas o extrínsecas Fosfolípidos Colesterol Se ubican formando una bicapa lipídica que constituye la matriz de la célula. Le otorgan fluidez. Presentan comportamiento anfipático. Se ubica entre los fosfolípidos y le otorga rigidez a la membrana de las células animales. 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.

8    E   Ejercicio 5 “Guía del alumno” MTP
El siguiente esquema representa, de manera simplificada, un fragmento de la membrana plasmática: Al respecto, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta? A) El número 1 corresponde a un glucolípido. B) El número 2 corresponde a una glucoproteína. C) El número 3 apunta a la porción hidrofílica de los fosfolípidos. D) La proteína señalada con el número 4 es de tipo intrínseca. E) La estructura número 4 se ubica hacia el citoplasma celular. Glucoproteína Glucolípido Porción extracelular Fosfolípido (colas hidrofóbicas) Citoplasma celular Proteína extrínseca  ALTERNATIVA CORRECTA E Comprensión    

9 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.

10 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?

11 2. Gradiente de concentración
Porción externa Membrana celular A FAVOR DEL GRADIENTE Porción interna Si la sustancia química se mueve en contra del gradiente de concentración, ¿qué nombre recibe este tipo de transporte? Este tipo de transporte se denomina pasivo, debido a que no hay gasto energético.

12 2. Gradiente de concentración
Porción externa Membrana celular EN CONTRA DEL GRADIENTE 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.

13 ¿Este movimiento es a favor o en contra del gradiente?
2. Gradiente de concentración Porción externa Membrana celular Porción interna ¿Este movimiento es a favor o en contra del gradiente?

14 Y este movimiento, ¿es a favor o en contra?
2. Gradiente de concentración Porción externa Membrana celular Porción interna Y este movimiento, ¿es a favor o en contra?

15 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?

16    E Ejercicio 11 “Guía del alumno” MC
Una sustancia es transportada en contra de su gradiente de concentración. Esto involucra necesariamente I) un gasto energético en forma de ATP. II) el transporte a través de una proteína de membrana. III) la acción de una proteína denominada bomba. Es (son) correcta(s) A) solo I D) solo I y II. B) solo II E) I, II y III. C) solo III.    ALTERNATIVA CORRECTA E Comprensión

17 Transporte a través de la membrana
Transporte Pasivo Transporte Activo Difusión Simple Mediado por proteínas carrier o bombas. Canal Iónico Mediado por vesículas o transporte en masa. Difusión Facilitada Carrier o permeasa Osmosis Endocitosis Exocitosis Fagocitosis Pinocitosis Mediada por receptor

18 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).

19 3. Transporte a través de la membrana
3.1 Transporte pasivo Ejemplo: Na+, K+, Cl- Ejemplo: O2, CO2, alcohol Ejemplo: Glucosa + Difusión simple Difusión facilitada Canal iónico Carrier o permeasa A C D B

20 3. Transporte a través de la membrana
3.1 Transporte pasivo Cotransporte Simporte Antiporte E F G

21 Mayor concentración de H2O Menor concentración de H2O
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. Agua (H2O) Mayor concentración de H2O Menor concentración de H2O Membrana celular

22 Deja pasar agua, no solutos.
Ejercicio 17 “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: En relación a este proceso, es correcto deducir que I) el agua pasa desde la zona de mayor concentración de soluto hacia la de menor concentración. II) la membrana en este caso permite el paso de algunas sales. III) se puede utilizar para desalinizar el agua de mar. A) Solo I D) Solo II y III B) Solo I y II E) I, II y III C) Solo I y III 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. Deja pasar agua, no solutos. ALTERNATIVA CORRECTA C ASE    Una de las principales utilidades de este proceso es desalinizar agua salada, pudiendo incluso producir agua potable.

23 SOLUCIÓN = Solvente + Soluto
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: Solución hipotónica: menor concentración de soluto. Solución isotónica: igual concentración de soluto. Solución hipertónica: mayor concentración de soluto. Esta clasificación se puede utilizar solo cuando se comparan dos soluciones.

24 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 La solución 2 es respecto a la solución 3. La solución 3 es respecto a la solución 2. isotónicas. hipotónica hipertónica

25 3. Transporte a través de la membrana
3.2 Tipos de soluciones Antes del movimiento del agua, ¿cómo se considera el medio A con respecto a B? Hipotónico Desde el medio A al medio B El medio B Según la información entregada por la imagen, ¿en qué dirección se moverá el agua? ¿Cuál de los dos medios, A o B, está más concentrado? A B 1000 ml H2O 10 g NaCl 20 g NaCl

26      B Ejercicio 8 “Guía del alumno” MTP
Se tienen 3 disoluciones donde el soluto es sal común y el disolvente es agua: 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. Si tiene 160 g en 2000 mL, ¿cuántos g de sal hay en 1000 mL?  La disolución 1 es hipotónica con respecto a la disolución 2.     ALTERNATIVA CORRECTA B Aplicación La disolución 2 es hipertónica con respecto a la disolución 3. Para poder comparar las disoluciones, conviene comparar volúmenes iguales. La disolución 1 y 3 son isotónicas.

27 3. Transporte a través de la membrana
3.2 Tipos de soluciones Efecto de las osmosis en células animales NORMAL CRENACIÓN CITÓLISIS

28 3. Transporte a través de la membrana
3.2 Tipos de soluciones Efecto de las osmosis en células vegetales EQUILIBRIO DINÁMICO PLASMÓLISIS TURGENCIA

29 3. Transporte a través de la membrana
¿Por qué se arrugan los dedos después de mucho tiempo en el agua? ¿Cómo estará la ensalada unas horas después?

30 Transporte a través de la membrana
Transporte Pasivo Transporte Activo Difusión Simple Mediado por proteínas carrier o Bombas. Canal Iónico Mediado por vesículas o transporte en masa. Difusión Facilitada Carrier o permeasa Osmosis Endocitosis Exocitosis Fagocitosis Pinocitosis Mediada por receptor

31 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, el transporte mediado por vesículas solo cumple con la característica de utilizar energía (ATP).

32 3. Transporte a través de la membrana
3.3 Transporte activo Bomba sodio - potasio

33 3. Transporte a través de la membrana
3.3 Transporte activo 2) Transporte en masa o mediado por vesículas Endocitosis: Fagocitosis Endocitosis y Exocitosis Endocitosis mediada por receptor Endocitosis: Pinocitosis

34      D Ejercicio 13 “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? Se transporta a través de la bicapa de fosfolípidos. Especie química Transporte A) CO2 Difusión facilitada por carrier B) Glucosa Difusión simple C) Urea Transporte activo por bomba D) Insulina Exocitosis E) Colesterol Difusión facilitada por canal  Se transporta a través de proteínas de membrana por difusión facilitada.    Se transporta por difusión simple.  Se transporta por transporte activo en masa. ALTERNATIVA CORRECTA D Comprensión

35 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 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–. Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, Modelo PSU 2015. ALTERNATIVA CORRECTA A ASE

36 Célula como unidad funcional
Tabla de corrección Ítem Alternativa Unidad temática Habilidad 1 E Célula como unidad funcional Reconocimiento 2 D 3 B Comprensión 4 5 6 7 ASE 8 Aplicación 9 10 A

37 Célula como unidad funcional
Tabla de corrección Ítem Alternativa Unidad temática Habilidad 11 E Célula como unidad funcional Comprensión 12 D ASE 13 14 A 15 B 16 17 C 18 19 20

38 Bicapa de fosfolípidos Mediado por proteínas carrier
Síntesis de la clase Membrana celular Organización Función: Transporte Bicapa de fosfolípidos Proteínas Carbohidratos Pasivo Difusión simple Activo Mediado por proteínas carrier Difusión Difusión facilitada Osmosis Mediado por vesículas Diálisis

39 Prepara tu próxima clase
En la próxima sesión, estudiaremos Enzimas y metabolismo celular

40 Equipo Editorial Área Ciencias: Biología
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