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Natural Science Míster: MARCO A. MENDOZA MOLINA Grade: 8th^ YELLOW
WORKSHEET
Membrana y transporte celular
Nombre: ____________________________________________________________ Fecha: __________________
Objetivos: Reconocer y caracterizar los componentes de la membrana plasmática según el modelo del mosaico fluido. Indicar las funciones que cumple la membrana plasmática en las células. Caracterizar y comparar los distintos tipos de transporte que ocurren a través de la membrana plasmática. Infieren el comportamiento de células animales y vegetales en diferentes medios de concentración.
ACTIVIDADES MEMBRANA PLASMATICA
I. La siguiente figura muestra el modelo de mosaico fluido propuesto por Singer y Nicolson en 1972. Identifica las biomolécul as numeradas e indica su función.
Biomolécula Nombre Función 1 2 3 4 1.
II. De acuerdo con la figura anterior, responde si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. Justifica las falsas.
- ____ Las biomoléculas señaladas con el número 4 son hidrofóbicas.
- ____ La región indicada con la letra a tiene carga eléctrica
- ____ La región indicada con la letra b está compuesta por carbono e hidrógeno.
- ____ La región indicada con la letra c es hidrofílica.
- ____ La letra d está ubicada sobre la región hidrofóbica de una proteína integral de membrana.
- ____ La letra e está señalando la región hidrofóbica de dicha biomolécula.
- ____ La letra f está indicando la unión entre una proteína y un carbohidrato, lo que se conoce con el nombre de lipoproteína.
- ____ La biomolécula señalada con el número 2 es anfipática
- ____ La biomolécula señalada con el número 3, adicionalmente, tiene por función la formación de hormonas sexuales.
- ____ La biomolécula señalada con el número 5 es anfipática.
III. A continuación se muestra una tabla que muestra la composición de 3 membranas distintas.
MEMBRANA COMPOSICIÓN DE LAS MEMNRANAS PROTEÍNAS LÍPIDOS CARBOHIDRATOS M. celular del eritrocito 49% 43% 8% M. mielínica de las neuronas 18% 79% 3% M. mitocondrial interna 76% 24% 0%
A partir de la información proporcionada por la tabla, responde las siguientes preguntas:
a) ¿Cuál es la biomolécula más abundante en cada caso? ¿Y la menos abundante?
b) ¿Por qué creen que en la membrana mitocondrial interna no hay presencia de carbohidratos?
c) Un estudiante, que no ha tenido acceso a los datos de la tabla, sostiene la siguiente hipótesis: la composición porcentual de las membranas es idéntica en los distintos tipos de membranas. ¿Están a favor o en contra de lo planteado por el estudiante? Fundamenten.
d) ¿Qué conclusión pueden extraer de los datos de la tabla?
IV. ¿Qué significa que la membrana plasmática sea fluida y tenga la apariencia de mosaico?
V. Mencionen 3 funciones de la membrana plasmática. 1.__________________________________________________________________________________________________________ 2.__________________________________________________________________________________________________________ 3.__________________________________________________________________________________________________________
VI. Se sabe que los fosfolípidos de la membrana plasmática están en constante movimiento. Sin embargo, ¿se mueven las proteínas de la membrana?
a) Plantea una hipótesis que dé respuesta al problema planteado.
Para solucionar el problema planteado, un grupo de investigadores realizó el siguiente experimento: marcaron radioactivamente las proteínas de la membrana plasmática de una célula de ratón y de una célula humana, de manera que cada proteína emitiera un co lor de radiación distinto de acuerdo a su procedencia. Mediante un microscopio especial observaron las marcas radiactivas en la célula híbrida (fusionada). El procedimiento empleado y los resultados se muestran en la siguiente figura (nota: por razones obvias los 2 colores no pueden apreciarse en esta fotocopia, por lo tanto, uno de ellos está simbolizado por el color blanco y el otro por el color gris).
b) A partir de los resultados obtenidos, ¿qué puedes concluir al respecto?
III. Analiza la siguiente imagen y responde las preguntas que se plantean.
- ¿Dónde se encuentra más concentrada la sustancia?
R. _______________________________________________________
- ¿En qué sentido se transportan las sustancias? R. ______________________________________________________
- ¿A través de que estructura de la membrana se realiza el transporte?
R. ______________________________________________________
- ¿De qué tipo de sustancia se podría tratar? ¿Por qué?
R. _______________________________________________________
_______________________________________________________
- ¿El transporte es a favor o en contra de su gradiente de concentración? Explica.
R. _______________________________________________________
_______________________________________________________
- ¿La célula requiere de energía extra para transportar estas partículas?
R. _______________________________________________________
- ¿Qué tipo de transporte representa la imagen? R. _______________________________________________________
- ¿Cuándo se detendrá el movimiento de las partículas?
R. _______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
ACTIVIDAD ÓSMOSIS.
I. Contesta si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. Justifica las falsas
- ____ La osmosis es el transporte de agua a través de una membrana semipermeable.
- ____ En la osmosis, el agua se mueve desde donde está más concentrada hacia donde está menos concentrada.
- ____ La osmosis corresponde a un transporte pasivo facilitado por proteínas carriers denominadas aquaporinas.
- ____ La osmosis requiere energía para producirse.
- ____ En la osmosis, el agua se desplaza desde una región de mayor concentración de soluto hacia una región de menor concentración de soluto.
- ____ Una región hipotónica tiene una menor concentración de solutos respecto a una región hipertónica.
- ____ La isotonicidad corresponde al estado en el que dos regiones alcanzan la misma concentración de solutos.
- ____ El agua se mueve desde una solución hipertónica hacia una solución hipotónica
II. A continuación completa la siguiente tabla, describe lo que le sucede a una célula animal y vegetal en distintos medios (hipotónico, isotónico e hipertónico). Adicionalmente, debes indicar el nombre del fenómeno que ocurre (crenación, turgencia, citólisis o plasmólisis) según corresponda (6 ptos).
CÉLULA HIPOTÓNICO ISOTÓNICO HIPERTÓNICO
ANIMAL
VEGETAL
III. A continuación se presentan 3 situaciones donde debes aplicar tus conocimientos. Analízalas y en cada una de ellas responde si las afirmaciones que aparecen en cada situación son verdaderas o falsas. Justifica las falsas.
- En la figura se muestra un experimento en el cual se ha puesto una bolsa membranosa cerrada conteniendo una solución acuosa de proteínas, en el interior de un vaso que contiene sólo agua:
Del experimento, se puede deducir correctamente que:
- ____ La membrana es semipermeable
- ____ El movimiento de las moléculas es por osmosis
- ____ Las proteínas son muy grandes para atravesar los poros de la membrana
- ____ El volumen de la solución en la que se encuentra la bolsa membranosa, aumento.
III. Observa las fotografías que aparecen a continuación y responde las preguntas planteadas a partir de ellas.
a) ¿Qué diferencias hay en las células vegetales de ambas fotografías?
b) ¿Por qué en ambas fotografía las células mantienen, relativamente, su forma? Explica.
c) ¿Qué proceso explica lo ocurrido en ambas situaciones?
d) ¿Cómo es el medio extracelular donde se encuentran las células de la fotografías A y B: isotónico, hipertónico o hipotónico?
c) Un estudiante, que no ha tenido acceso a los datos de la tabla, sostiene la siguiente hipótesis: la composición porcentual de las membranas es idéntica en los distintos tipos de membranas. ¿Están a favor o en contra de lo planteado por el estudiante? Fundamenten (2 puntos).
R. Estamos en contra, pues los datos demuestran que la composición porcentual es distinta en las diferentes membranas (ejemplo: en la membrana de la neurona la composición lipídica es de 79% , en cambio la composición lipídica de la membrana mitocondrial es sólo del 24% ).
d) ¿Qué conclusión pueden extraer de los datos de la tabla? (2 puntos).
La composición porcentual de los componentes que forman parte de las membranas es distinta de una membrana a otra. Esto sugiere que la composición de las distintas membranas va a depender de la función que éstas cumplan.
IV. ¿Qué significa que la membrana plasmática sea fluida y tenga la apariencia de mosaico? (2 puntos).
R. Que la membrana sea fluida significa que sus componentes se desplazan constantemente a lo largo del plano de la membrana. Por su parte, que la membrana tenga apariencia de mosaico significa que en la bicapa de fosfolípidos se encuentran insertas proteínas a lo largo de ésta, las cuales le dan un aspecto de mosaico.
V. Mencionen 3 funciones de la membrana plasmática (1 punto).
- Transporte de sustancias
- Reconocimiento intercelular
- Recepción de señales externas
VI. Se sabe que los fosfolípidos de la membrana plasmática están en constante movimiento. Sin embargo, ¿se mueven las proteínas de la membrana?
a) Plantea una hipótesis que dé respuesta al problema planteado (2 puntos).
R. Las proteínas se desplazan a lo largo de la membrana celular
Para solucionar el problema planteado, un grupo de investigadores realizó el siguiente experiment o: marcaron radioactivamente las proteínas de la membrana plasmática de una célula de ratón y de una célula humana, de manera que cada proteína emitiera un co lor de radiación distinto de acuerdo a su procedencia. Mediante un microscopio especial observaron las marcas radiactivas en la célula híbrida (fusionada). El procedimiento empleado y los resultados se muestran en la siguiente figura (nota: por razones obvias los 2 c olores no pueden apreciarse en esta fotocopia, por lo tanto, uno de ellos está simbolizado por el color blanco y el otro por el color gris).
b) A partir de los resultados obtenidos, ¿qué puedes concluir al respecto? (2 puntos)
Los resultados muestran que al cabo de una hora las proteínas integrales de la célula de ratón y las proteínas integrales de la célula humana se mezclaron en la célula fusionada, lo que demuestra que dichas proteínas son capaces de desplazarse a lo larg o de la membrana plasmática. En consecuencia, se acepta la hipótesis planteada.
RESOLUCIÓN DE ACTIVIDAD MECANSIMOS DE TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA
I. Completa la siguiente tabla acerca de los distintos tipos de transporte se sustancias a través de la membrana celular (9 puntos ).
REFERENTE
MECANIS MOS DE TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR
Difusión simple Difusión facilitada
a través de canales A través de carriers
Transporte a través de bombas
Transporte en masa Tipo de transporte (activo o pasivo)
PASIVO PASIVO PASIVO ACTIVO ACTIVO
Gradiente de concentración
a favor en contra a favor en contra a favor en contra a favor en contra
a favor en contra X X X X X Gasto energético
SI NO SI NO SI NO SI NO SI NO
X X X X X
Componente de la membrana a través del cual ocurre el transporte
Bicapa de fosfolípidos
Proteínas canales Proteínas carriers Proteínas bombas Bicapa de fosfolípidos en forma de vesículas
Características de las sustancias que emplean dicho mecanismo
Pequeñas e hidrofóbicas
Pequeñas y con carga eléctrica (iones)
Tamaño intermedio e hidrofílicas.
Pequeñas y con carga eléctrica (iones)
De gran tamaño
Ejemplos de sustancias que empleen el mecanismo
O 2 , CO 2 , etanol, urea, etc.
Na+, K+, Cl-^ ,etc. Aminoácidos, glucosa, nucleótidos, etc.
Na+, K+^ ,etc. Proteínas, polisacáridos, virus, bacterias, restos celulares, etc.
II. La siguiente imagen muestra de forma esquemática distintos tipos de transporte. Identifícalos y fundamenta tu elección (
puntos).
Nº Mecanismo de transporte Justificación 1 DIFUSIÓN SIMPLE Es a favor de la gradiente de concentración y utiliza la bicapa de fosfolípidos.
2 DIFUSIÓN FACILITADA A TRAVÉS DE CANALES
Es a favor de la gradiente de concentración y utiliza una proteína canal.
3 DIFUSIÓN FACILITADA
A TRAVÉS DE CARRIERS
Es a favor de la gradiente de concentración y utiliza una proteína transportadora o carriers.
4 TRANSPORTE ACTIVO A
TRAVÉS DE BOMBAS
Es en contra de la gradiente de concentración, requiere energía y participa una proteína integral (bomba).
5 TRANSPORTE EN MASA (ENDOCITOS IS)
Se introducen, a la célula, grandes partículas en vesículas.
6 TRANSPORTE EN MASA (EXOCITOS IS)
Se expulsan de las células grandes partículas en vesículas.
III. Analiza la siguiente imagen y responde las preguntas que se plantean (7 puntos).
- A continuación completa la siguiente tabla, describe lo que le sucede a una célula animal y vegetal en distintos medios (hipotónico, isotónico e hipertónico). Adicionalmente, debes indicar el nombre del fenómeno que ocurre (crenación, turgencia, citólisis o plasmólisis) según corres ponda.
CÉLULA HIPOTÓNICO ISOTÓNICO HIPERTÓNICO
ANIMAL
En un medio hipotónico, el agua ingresa al interior de la célula, por lo que ésta aumenta de volumen. Si ingresa mucha agua, la célula puede estallar, dado que no cuenta con una pared celular que lo impida. A este fenómeno se le denomina citólisis (cito=célula; lisis=ruptura).
En un medio isotónico, no hay movimiento neto de agua, por lo que la célula no experiment a variación en su volumen. La célula animal se encuentra en un estado de normalidad.
En un medio hipertónico, el agua sale de la célula hacia el medio circ undante, por consiguiente, la célula disminuye su volumen hasta un punto en el cual podría ser fatal. A este fenómeno se le conoce como crenación.
VEGETAL
Al igual que en la célula animal, la célula vegetal aumenta de volumen debido a que el agua ingresa a ésta. Sin embargo, la célula no revienta, ya que existe una pared celular que lo impide. La célula adquiere firmeza y a este fenómeno se le conoce como turgencia.
En un medio isotónico, no hay movimiento neto de agua, por lo que la célula no experiment a variación en su volumen. La célula se vuelve flácida.
En un medio hipertónico, el agua sale de la célula vegetal, produciendo una disminución del volumen celular. Esto conlleva a que la membrana plasmática de la célula vegetal se separe de la pared celular, fenómeno conocido como plasmólisis.
- A continuación se presentan 3 situaciones donde debes aplicar tus conocimientos. Analízalas y en cada una de ellas responde si las afirmaciones que aparecen en cada situación son verdaderas o falsas. Ju stifica las falsas.
a). En la figura se muestra un experimento en el cual se ha puesto una bolsa membranosa cerrada conteniendo una solución acuosa de proteínas, en el interior de un vaso que contiene sólo agua:
Del experimento, se puede deducir correctamente que:
- V La membrana es semipermeable
- V El movimiento de las moléculas es por osmosis
- V Las proteínas son muy grandes para atravesar los poros de la membrana
- F El volumen de la solución en la que se encuentra la bolsa membranosa, aumentó.
b) Ciertas células en cultivo, cuya membrana plasmática es impermeable a los iones, fueron colocadas en soluciones acuosas (O, P y Q) que tienen distintas concentraciones de NaCl (sal común). Durante una hora se registraron los efectos de estos medios sobre el volumen celular y los resultados se muestran en el siguiente gráfico:
De acuerdo al gráfico es correcto afirmar que:
- V El cambio en el volumen celular observado en 0 y Q, se explica principalmente por difusión del solvente a través de la membrana (osmosis).
- V El efecto que produce la solución P en el volumen celular, se explica porque el medio extra e intracelular presentan la misma concentración de soluto y solvente.
- F El efecto que produce la solución Q sobre el volumen celular, se explica porque esta solución presenta una menor concentración de solutos que el medio intracelular.
- F La solución 0 es hipertónica, la solución P es isotónica y la solución Q es hipotónica.
- Los compartimentos 1 y 2, separados por una membrana, contienen inicialmente los volúmenes V y 2V de una solución de concentración 2X y X, respectivamente, tal como se muestra en el esquema:
Si la membrana es impermeable a los solutos, pero permeable al agua, en el equilibrio
- V Ambos compartimentos tendrán la misma concentración
- F La concentración en 1 será mayor que en 2
- F El volumen en 2 será mayor que en 1
- F El volumen en 1 se reducirá a la mitad
- F El volumen en 2 aumentará al doble
- Observa las fotografías que aparecen a continuación y responde las preguntas plant eadas a partir de ellas.
a) ¿Qué diferencias hay en las células vegetales de ambas fotografías? Las células en B se encuentran plasmolisadas, en tanto las células en B no.
b) ¿Por qué en ambas fotografía las células mantienen, relativamente, su forma? Explica. La forma de las células vegetales está determinada por la pared celular. Dado que ésta no varía mucho en función de la cantidad de agua que sale o entra de la célula, la forma de las células se mantiene relativamente uniforme.
c) ¿Qué proceso explica lo ocurrido en ambas situaciones? El fenómeno implícito en ambas situaciones es la osmosis.
d) ¿Cómo es el medio extracelular donde se encuentran las células de la fotografías A y B: isotónico, hipertónico o hipotónico? Claramente, el medio circundante en B es hipertónico. Por su parte, en A es difícil de determinar, ya que las células vegetales podrían estar en un medio isotónico o hipertónico.
AYUDA: La concentración corresponde a la cantidad de soluto contenido en una unidad de volumen. Por lo tanto se puede expresar de la siguiente manera:
Concentración= cantidad de soluto/volumen
