Solucionario Guía Membrana celular modelo de

SOLUCIONARIO
GUÍAS ESTÁNDAR ANUAL
Membrana celular: modelo
de organización. Transporte
a través de membrana
SGUICES006CB31-A16V1
SOLUCIONARIO GUÍA
Membrana celular: modelo de organización. Transporte a través de la membrana
Ítem
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
Alternativa
E
C
E
E
B
E
A
D
E
D
A
D
A
C
B
C
E
A
D
E
D
D
E
B
D
Habilidad
Comprensión
Aplicación
Reconocimiento
ASE
Comprensión
Comprensión
Comprensión
Comprensión
Comprensión
Comprensión
ASE
Comprensión
Reconocimiento
Comprensión
ASE
Reconocimiento
ASE
Reconocimiento
Comprensión
Reconocimiento
Reconocimiento
Comprensión
Comprensión
ASE
ASE
Ítem
1.
Alternativa
E
2.
C
3.
E
4.
E
5.
B
Defensa
La permeabilidad de una membrana se refiere a la
facilidad con que esta es atravesada por distintos tipos de
moléculas. Por lo tanto, dependerá de la naturaleza
química de la membrana y de las sustancias a transportar.
Por ejemplo, la naturaleza química de la membrana celular
es lipoproteica y eso la convierte en una barrera selectiva
al paso de moléculas. Dependiendo de la naturaleza
química de estas (sustancias liposolubles o hidrosolubles)
cruzarán fácilmente la membrana a través de la bicapa
lipídica o requerirán una proteína de membrana para
poder cruzar (opciones I y III correctas).
El tamaño de los poros también es un rasgo que
discrimina cuáles sustancias puede atravesar la
membrana y cuáles no, ya que solo las moléculas más
pequeñas que ellos podrán pasar libremente (II correcta).
La difusión simple es un modelo de transporte pasivo (sin
gasto de energía) porque ocurre a favor del gradiente de
concentración, a través de la bicapa de fosfolípidos.
Si se desea probar el ingreso de una sustancia mediante
difusión simple, se inhiben los transportadores de
membrana y se aumenta la concentración extracelular de
la sustancia para luego medir si hay alguna variación en
sus niveles intracelulares. Si la sustancia ha ingresado, se
puede deducir que lo hizo a través de la bicapa de
fosfolípidos, ya que los transportadores se encuentran
inhibidos, descartándose tanto transporte activo como
difusión facilitada. La inhibición de la formación de ATP
permite evaluar si el transporte es activo o pasivo, pero no
permite distinguir entre difusión simple y facilitada. Este
paso es innecesario si ya se han bloqueado los
transportadores (que serían las vías tanto del transporte
activo como de la difusión facilitada).
Por lo tanto basta con realizar los pasos 1 y 3 para probar
que la sustancia de interés ingresa a la célula por difusión
simple.
El modelo de mosaico fluido plantea que la base de la
membrana es la bicapa de fosfolípidos (I correcta), dentro
de la cual se insertan las proteínas de membrana (II
correcta).
La membrana es una estructura que presenta selectividad
al paso de sustancias, ya que deja pasar algunos solutos y
otros no, dependiendo de la naturaleza química y del
tamaño de ellos (III correcta).
El análisis del gráfico muestra que al inhibirse la síntesis
de ATP, inmediatamente baja el transporte de sodio, por lo
tanto, el transporte de este ion es de tipo activo (I
correcta). Solo cuando el ATP es inyectado
intracelularmente hay reposición del flujo de salida de
sodio (II incorrecta), por lo que podemos inferir que la
proteína
transportadora
de
sodio
utiliza
ATP
intracelularmente (III correcta).
La asimetría de la membrana celular se traduce en que si
se logra separar la membrana en dos planos, estos serán
diferentes entre sí (B correcta, A y C incorrectas). Es decir,
6.
E
7.
A
8.
D
9.
E
10.
D
11.
A
los elementos que se encuentran en una cara de la
membrana no son iguales a los que se encuentran en la
otra; por ejemplo, los carbohidratos (glicolípidos y
glicoproteínas) de la membrana solo se encuentran en la
cara externa y la composición de lípidos y de proteínas de
la cara externa de la membrana es distinta a la de la cara
interna.
El desplazamiento de los componentes proteicos se
relaciona con la fluidez de la membrana y no con la
asimetría (D incorrecta).
Finalmente, si bien existen proteínas que cruzan la
membrana completamente (integrales), también hay las
que solo están a un lado (periféricas) (E incorrecta).
El ingreso de la sustancia a favor del gradiente de
concentración corresponde a transporte pasivo (I
incorrecta). Como la sustancia tiene carga eléctrica, no
puede atravesar la bicapa lipídica, por lo que debe ser
transportada a través de un canal iónico (II correcta). Este
canal iónico es una forma de difusión facilitada (III
correcta).
La difusión facilitada es un tipo de transporte pasivo, es
decir, ocurre a favor del gradiente de concentración, por lo
que no requiere ATP. Mientras que el transporte activo es
en contra del gradiente y depende del ATP (II y III
incorrectas).
La difusión facilitada y el transporte activo de solutos de
bajo peso molecular tienen en común el uso de una
proteína de membrana que funciona como transportador (I
correcta).
Las sustancias que logran ser transportadas directamente
por la bicapa de fosfolípidos (difusión simple) son
pequeñas (III correcta), apolares (liposolubles) (II correcta)
y sin carga (I incorrecta).
Las sustancias que poseen carga eléctrica (iones) deben
ser transportadas a través de proteínas, llamadas canales
iónicos.
El transporte activo en contra del gradiente de
concentración implica un consumo de ATP (I correcta). El
transporte activo no ocurre a través de la bicapa de
fosfolípidos, por lo que debe ocurrir a través de una
proteína de membrana (II correcta). Aquéllas proteínas
transportadoras con capacidad ATPasa, que están
involucradas en el transporte activo, se denominan
bombas (III correctas).
Se descarta el transporte en masa porque en este no se
hace referencia al gradiente de concentración.
El colesterol es un componente de la membrana celular,
cuya función es estabilizarla mecánicamente, por tanto, no
participa del transporte de membrana (III incorrecta). El
movimiento de sustancias a través de la membrana puede
ocurrir directamente a través de la bicapa fosfolipídica (I
correcta) o por proteínas de membrana, como canales y
carriers (II correcta).
La solución Y presenta una baja concentración de soluto
con respecto a la X, por lo tanto tiene más agua disponible
12.
D
13.
A
14.
C
15.
B
(mayor potencial hídrico) con respecto a X, generándose
el flujo de agua desde la solución Y a la X (A correcta).
No se produce el transporte de sacarosa porque la
membrana es semipermeable (permite el paso de agua
pero no de solutos).
El transporte de agua en la célula ocurre por osmosis, es
decir, por el movimiento de agua a través de la membrana
celular, desde una zona de menor concentración de
solutos hacia una de mayor concentración de solutos,
hasta alcanzar el equilibrio (igualar las concentraciones).
En un ambiente hipertónico (alta concentración de soluto),
el agua se desplaza desde el interior de la célula hacia el
exterior. Por lo tanto, la célula pierde agua, en un proceso
denominado plasmólisis para la célula vegetal (C
incorrecta) y crenación para la célula animal (D correcta).
En ambiente hipotónico (baja concentración de soluto), el
agua se desplaza hacia el interior de la célula, generando
el fenómeno denominado turgencia en la célula vegetal (A
incorrecta) y citólisis en célula animal (B incorrecta).
La gemación es un proceso de reproducción asexual
(alternativa E incorrecta).
El transporte en masa se clasifica como activo, debido a
que se realiza con gasto de ATP, ya a que las sustancias
que ingresan tienen un gran peso molecular (fagocitosis) o
ingresan disueltas en un gran volumen (pinocitosis). Esto
hace necesaria la formación de vesículas para permitir el
ingreso de la sustancia a la célula, mediante una
invaginación de la membrana plasmática, lo que requiere
un aporte de energía. Por lo tanto, la característica que
prevalece en el transporte activo en masa corresponde al
tamaño de la molécula a ingresar (I correcta, II incorrecta),
independientemente de si ocurre a favor o en contra del
gradiente de concentración (III incorrecta), lo cual es una
característica del transporte activo mediado por bombas.
Por el ingreso masivo de agua desde el medio extracelular
al intracelular, se genera la turgencia, es decir, la
membrana plasmática ejerce presión contra la pared
celular debido al aumento del volumen celular. Esto ocurre
porque la vacuola central, que almacena la mayor parte
del agua en la célula vegetal, desplaza a los demás
componentes celulares hacia un borde de la membrana y
esta presiona a su vez contra la pared celular rígida (C
correcta).
La condición citolizada, corresponde al mismo ambiente,
pero a una célula animal, que carece de pared celular, por
lo que se rompe, liberando su contenido al medio
extracelular, cuando ingresa mucha agua a la célula (E
incorrecta).
La crenación y la plasmólisis ocurren ante la pérdida
masiva de agua, en una célula animal (D incorrecta) y en
una célula vegetal (A incorrecta), respectivamente.
El gráfico muestra una disminución de la concentración
extracelular de glucosa a través del tiempo. Sin embargo,
esto corresponde a una afirmación derivada directamente
de la observación del gráfico, mientras que en la pregunta
16.
C
17.
E
18.
A
19.
D
se pide inferir a partir del gráfico.
A partir de los datos del enunciado y de los resultados del
gráfico, es posible llegar a la idea (inferir) de que si la
glucosa extracelular ha disminuido, se ha producido
también un aumento de la misma en el espacio intracelular
(hepatocitos) (alternativa B correcta).
En la membrana de todas las células existe la bomba
sodio potasio ATPasa, que hidroliza ATP para transportar
el sodio hacia el exterior de la célula, en contra de su
gradiente de concentración (alternativa C correcta).
El transporte activo ocurre en contra del gradiente de
concentración (alternativas A y B incorrectas), con gasto
de energía (alternativa E incorrecta).
La difusión facilitada es una forma de transporte pasivo
(alternativa D incorrecta), ya que ocurre a favor del
gradiente de concentración y no consume ATP.
Habilidad de pensamiento científico: Procesamiento e
interpretación de datos y formulación de explicaciones,
apoyándose en los conceptos y modelos teóricos.
En el enunciado se señala que el movimiento de agua
tiende a producirse desde una zona de menor
concentración de solutos a una de mayor concentración. Y
en el diagrama se muestran tres células en tres
disoluciones distintas, donde el flujo de agua (flechas)
muestra diferencias. En la disolución 1, hay un flujo neto
de agua hacia el exterior de la célula, por lo que esta
reduce su volumen (crenación). Como el agua se mueve
hacia zonas de mayor concentración, se puede inferir que
la disolución 1 presenta mayor concentración que el medio
intracelular (alternativa B incorrecta; E correcta). En la
disolución 2, existe un flujo de agua de igual magnitud
hacia el interior y hacia el exterior de la célula, por lo que
se puede inferir que no hay diferencias de concentración
entre los medios intra y extracelular (alternativas C y D
incorrectas). En la disolución 3 hay un flujo neto de agua
hacia el medio intracelular (alternativa A incorrecta), por lo
que se puede inferir que la concentración de solutos es
mayor al interior de la célula.
Las sustancias que cruzan a través de la bicapa
fosfolipídica, son de tamaño molecular pequeño y sin
carga eléctrica (A correcta).
El transporte de iones, como Na+ y K+, requiere de
proteínas de membrana, como canales iónicos o bombas
(B incorrecta). El transporte de monosacáridos y
aminoácidos, como la glucosa y la galactosa, requiere
transportadores de membrana (proteínas), como por
ejemplo, los cotransportadores glucosa sodio y
aminoácido sodio, que se encuentran en las células del
epitelio intestinal (C y E incorrectas). Los disacáridos,
como sacarosa y maltosa, deben ser hidrolizados a
monosacáridos antes de ser transportados hacia el interior
de las células, ya que no existen transportadores para
ellos (D incorrecta).
La denominación de activo hace referencia al hecho de
20.
E
21.
D
22.
D
23.
E
que para movilizar la sustancia se requiere un gasto de
energía.
La membrana celular, por su carácter hidrofóbico y gracias
a la presencia de distintas bombas, logra establecer un
medio intracelular de composición distinta a la del medio
extracelular, por ejemplo, manteniendo diferentes
concentraciones de iones como potasio, sodio y cloruro (I
correcta).
Algunas proteínas de la membrana sirven como
receptores de señales, por ejemplo, de hormonas. La
unión ligando-receptor es específica, por lo que la
membrana posee distintos receptores para diferentes tipos
de señales (II correcta).
En los tejidos, las células deben generar mecanismos de
unión para mantener la unidad del tejido, para ello es que
se establecen conexiones como desmosomas, uniones
oclusivas, nexus, etc (III correcta).
La membrana celular es esencialmente una membrana
lipoproteica. La porción lipídica es bastante constante
entre distintos tipos celulares. En cambio, la porción
proteica diferencia un tipo celular de otro. Los receptores
que se encuentran en la superficie de la membrana son
los que tipifican cada tipo celular, y estos son de
naturaleza proteica.
La membrana se comporta más como un líquido (fluido)
que como un sólido, lo que permite que pueda ser
perforada microscópicamente, sin dañar su estructura ni
provocar el vaciamiento de su contenido citoplasmático (I
correcta).
La estructura de la membrana celular es un mosaico
fluido. Un mosaico, por la presencia de proteínas que
hacen asimétricas ambas caras de la membrana, pero
esta característica no se relaciona con la posibilidad de
atravesar la membrana con una aguja fina, manteniendo la
integridad de la misma (III incorrecta). La membrana es un
fluido, en el sentido de que los fosfolípidos y proteínas que
la componen están en constante movimiento. Esto se
debe a su composición fosfolipídica, que le otorga una
consistencia similar a la de un aceite, a temperatura
ambiente. Su grado de fluidez es afectado también por la
presencia de colesterol y por el grado de saturación de los
ácidos grasos que componen a los fosfolípidos, los que a
mayor saturación, producen una menor fluidez (II
correcta).
En las figuras A y B se muestran dos tipos de procesos de
transporte en masa, correspondientes a endocitosis. En la
figura A se muestra el proceso de pinocitosis, que
corresponde a un transporte en masa de un fluido hacia el
interior de la célula, mediante la formación de una vesícula
o pinosoma. Este tipo de transporte se utiliza para
transportar sustancias orgánicas o nutrientes disueltos
(opciones 1 y 3 correctos para la figura A).
La figura B muestra la ingestión de una bacteria por parte
de un glóbulo blanco, como mecanismo de defensa. Esto
corresponde a un proceso de fagocitosis, donde las
24.
B
25.
D
sustancias ingeridas por la célula se encuentran en forma
de partículas (no fluidos). Este tipo de transporte se utiliza
para ingresar a la célula moléculas de gran masa molar y
gran tamaño (1 correcta y 2 incorrecta para la figura B) o
incluso microorganismos completos (3 correcta para la
figura B).
En el gráfico se observa que tanto A como B muestran un
aumento de su velocidad de transporte a través de la
membrana al aumentar el gradiente de concentración. El
aumento en ambos casos es lineal, por lo que se puede
concluir que las dos sustancias son transportadas de
forma pasiva a través de la bicapa de fosfolípidos, es
decir, por difusión simple. Las sustancias que pueden ser
transportadas de esta forma son aquellas formadas por
partículas de pequeño tamaño, sin carga y apolares, por lo
tanto, al estudiar el comportamiento de la velocidad de
transporte de A y B se puede concluir que ambas
sustancias cumplen con estas características (alternativa
B correcta).
Que la enzima sea de acción lipolítica, significa que actúa
degradando lípidos. En la vía A, el efecto de la enzima se
manifiesta por la pérdida de la estructura básica de la
membrana, haciendo que esta se desintegre (I correcta),
perdiéndose el contenido celular y provocando la muerte
de la célula. Como se trata de una enzima lipolítica,
podemos deducir que su efecto sobre la membrana se
asocia a los fosfolípidos (II correcta).
En la vía B, el veneno actúa sobre la célula, haciendo que
esta forme pequeños fragmentos o vesículas, los que son
inviables. Estos fragmentos celulares son atacados por los
macrófagos para ser digeridos, pero no hay una
estimulación directa de la enzima al macrófago para atacar
a la célula (III incorrecta).