Guía Membrana celular modelo de organización

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T
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a
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P
ÍA
G
O
L
BIO
Membrana celular: modelo de organización. Transporte a través de membrana
Nº
Ejercicios PSU
1.
Respecto a la membrana plasmática, es correcto afirmar que
MC
I) está constituida por una bicapa lipídica.
II) las proteínas son parte de su organización.
III) es selectiva al paso de moléculas.
A)
B)
C)
Solo I
Solo II
Solo I y II
D)
E)
Solo II y III
I, II y III
2.
La diferencia fisiológica entre las membranas de distintos tipos celulares reside en
MC
A)
los fosfolípidos.
D) las proteínas.
B)
el colesterol.
E) el glucocálix.
C) los carbohidratos.
GUICTC006TC31-A16V1
3.
El modelo de mosaico fluido de la membrana celular tiene como característica ser asimétrico, lo
MC cual implica que
A)
B)
C)
D)
E)
la membrana está formada por dos monocapas iguales.
la membrana está formada por dos caras que presentan diferencias en su composición.
los componentes de la membrana se representan igualmente a ambos lados de la bicapa
lipídica.
los componentes proteicos de la membrana se pueden desplazar dentro de ella.
las proteínas cruzan la membrana de lado a lado.
Cpech
1
BIOLOGÍA
4.
Respecto a la membrana celular, es correcto que
MC
I) mantiene una heterogeneidad entre el medio intracelular y extracelular.
II) posee receptores para distintas señales químicas.
III) puede establecer conexiones con células vecinas.
A)
B)
C)
Solo I
Solo II
Solo III
D)
E)
Solo I y II
I, II y III
5.
El siguiente esquema representa, de manera simplificada, un fragmento de la membrana
MTP plasmática:
1
2
3
4
Al respecto, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?
A)
B)
C)
D)
E)
2
2
Cpech
El número 1 corresponde a un glucolípido.
El número 2 corresponde a una glucoproteína.
El número 3 apunta a la porción hidrofílica de los fosfolípidos.
La proteína señalada con el número 4 es de tipo intrínseca.
La estructura número 4 se ubica hacia el citoplasma celular.
GUÍA
6.
La imagen muestra la técnica de la microinyección, que consiste en insertar el núcleo de una
MC célula en el citoplasma de otra:
Fuente: www.abc.es
¿Qué característica(s) de la membrana celular permite(n) este hecho?
I)
II)
III)
Se comporta más como líquido que como sólido.
Su fluidez, dada por los fosfolípidos.
La estructura de mosaico, dada por las proteínas.
A)
B)
C)
Solo I
Solo II
Solo III
D)
E)
Solo I y II
I, II y III
7.
El movimiento del agua a través de la membrana celular depende de la concentración de solutos
MC de los medios intra y extra celular. El agua siempre tenderá a movilizarse hacia la zona en donde
haya mayor concentración de solutos. A continuación se esquematiza el movimiento del agua
desde y hacia una célula animal, la cual está inmersa en tres medios distintos:
Disolución 1
Disolución 2
Disolución 3
H 2O
H 2O
Célula
Célula
H2 O
H 2O
Célula
A partir de la información, es correcto inferir que
A)
B)
C)
D)
E)
la disolución 3 tiene menor concentración de solutos que el medio intracelular, por lo que
hay menor flujo de agua hacia la célula.
la disolución 1 tiene menor concentración de solutos que el medio intracelular, provocando
la deshidratación y muerte de la célula.
la disolución 2 tiene mayor concentración de solutos que el medio intracelular, por lo que
tiende a salir mayor cantidad de agua desde la célula.
en la disolución 2, la concentración de solutos al interior de la célula es menor que la del
exterior.
en la disolución 1, la concentración de solutos al interior de la célula es inferior a la del
exterior.
Cpech
3
BIOLOGÍA
8.
Se tienen 3 disoluciones donde el soluto es sal común y el disolvente es agua:
MTP
Disolución 1
Disolución 2
Disolución 3
Sal
80 g
160 g
160 g
Agua
1000 mL
1000 mL
2000 mL
Con respecto a estas disoluciones, la relación correcta es que
A)
B)
C)
D)
E)
las disoluciones 1 y 2 son isotónicas.
la disolución 1 es hipotónica con respecto a la 2.
la disolución 3 es hipertónica con respecto a la 1.
las disoluciones 2 y 3 son isotónicas.
la disolución 1 es hipertónica con respecto a la 3.
9.
Una sustancia que se moviliza entre el interior y exterior de la célula lo puede hacer a través
MC
I) de la bicapa de fosfolípidos.
II) de las proteínas de membrana.
III) del colesterol de la membrana.
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
solo I.
solo II.
solo III.
D)
E)
solo I y II.
I, II y III.
10. El transporte activo de solutos de bajo peso molecular y la difusión facilitada comparten algunas
MC características. En relación con esto, ¿cuál(es) de las siguientes opciones es (son) correcta(s)?
4
4
Cpech
I)
II)
III)
Utilizan una proteína transportadora.
Ocurren en contra de un gradiente de concentración.
Dependen en forma directa del ATP.
A)
B)
C)
Solo l
Solo ll
Solo lll
D)
E)
Solo ll y lll
l, ll y lll
GUÍA
11. Una sustancia es transportada en contra de su gradiente de concentración. Esto involucra
MC necesariamente
I)
II)
III)
un gasto energético en forma de ATP.
el transporte a través de una proteína de membrana.
la acción de una proteína denominada bomba.
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
solo I.
solo II.
solo III.
D)
E)
solo I y II.
I, II y III.
12. El esquema representa el transporte de sodio y calcio en células del músculo cardíaco:
MTP
Ca2+
Na+
Citoplasma
Medio extracelular
En relación al transporte representado, es correcto afirmar que
I)
II)
III)
corresponde a un ejemplo de simporte.
el calcio se mueve en contra de su gradiente de concentración.
el sodio se mueve a favor de su gradiente de concentración.
A)
B)
C)
Solo I
Solo I y II
Solo I y III
D)
E)
Solo II y III
I, II y III
Cpech
5
BIOLOGÍA
13. ¿Cuál de las siguientes relaciones entre una especie química y su mecanismo de transporte a
MTP través de la membrana es correcta?
Especie química
Transporte
A)
CO2
Difusión facilitada por corrier
B)
Glucosa
Difusión simple
C)
Urea
Transporte activo por bomba
D)
Insulina
Exocitosis
E)
Colesterol
Difusión facilitada por canal
14. En un recipiente separado en dos compartimentos por una membrana semipermeable, existen
MC dos disoluciones de sacarosa con distintas concentraciones, como se muestra en la imagen:
Baja
concentración
de sacarosa
Alta
concentración
de sacarosa
Y
X
Para mantener el equilibrio,
A)
B)
C)
D)
E)
6
6
Cpech
el agua pasa de la solución Y a la X.
el agua pasa de la solución X a la Y.
la sacarosa pasa de la solución X a la Y.
la sacarosa pasa de la solución Y a la X.
el agua y la sacarosa pasan de Y a X.
GUÍA
Velocidad de transporte
15. Se realiza un experimento para investigar la velocidad con que dos sustancias atraviesan una
MC membrana celular. Los resultados se representan en el siguiente gráfico:
A
B
Gradiente de concentración
De las siguientes afirmaciones respecto al experimento, ¿cuál es correcta?
A)
B)
C)
D)
E)
Las sustancias A y B son igualmente solubles en agua.
Tanto A como B son apolares.
Tanto A como B poseen carga eléctrica.
La sustancia A es polar y B apolar.
Es posible que A sea glucosa.
16. Considerando que la piel de los peces se comporta como una membrana semipermeable, y que
MTP tanto los peces de agua dulce como los de agua salada tienen aproximadamente los mismos
niveles naturales de agua y sal en su cuerpo, es correcto deducir que
I)
II)
III)
los peces de río no necesitan beber agua.
la orina de los peces de mar es muy concentrada.
los peces de agua dulce eliminan muy poca orina.
A)
B)
C)
Solo II
Solo I y II
Solo I y III
D)
E)
Solo II y III
I, II y III
Cpech
7
BIOLOGÍA
17. El fenómeno natural de osmosis, puede modificarse dando lugar a un fenómeno conocido como
MTP osmosis inversa, el cual se representa a continuación:
Agua pura
Presión aplicada
Membrana semipermeable
Flujo del agua
En relación a este proceso, es correcto deducir que
I)
II)
III)
el agua pasa desde la zona de mayor concentración de soluto hacia la de menor concentración.
la membrana en este caso permite el paso de algunas sales.
se puede utilizar para desalinizar el agua de mar.
A)
B)
C)
Solo I
Solo I y II
Solo I y III
D)
E)
Solo II y III
I, II y III
18. Un eritrocito es introducido en tres disoluciones de diferente concentración, tal como muestra la
MTP siguiente figura:
Disolución 1
Disolución 2
Disolución 3
Con respecto a estas disoluciones, se puede inferir correctamente que
A)
B)
C)
D)
E)
8
8
Cpech
la disolución 1 es la menos concentrada.
la disolución 3 es más concentrada que la disolución 1.
la disolución 2 es menos concentrada que la disolución 3.
la disolución 2 es la más concentrada.
las disoluciones 1 y 3 tienen la misma concentración.
GUÍA
19. El siguiente gráfico muestra el efecto de un inhibidor de la síntesis de ATP sobre el transporte de
MC sodio (Na):
Transporte de Na (u.a.)
Administración inhibidor
de la síntesis de ATP
Administración de ATP
al medio extracelular
1
Administración de ATP
al medio intracelular
2
3
4
Tiempo (h)
Respecto al gráfico, es correcto inferir que
I)
II)
III)
el sodio se transporta activamente.
la inyección extracelular de ATP repone el transporte de sodio.
la proteína transportadora involucrada utiliza ATP intracelularmente.
A)
B)
C)
Solo I
Solo II
Solo III
D)
E)
Solo I y II
Solo I y III
Cpech
9
BIOLOGÍA
20. Una serie de investigaciones han permitido determinar que el veneno de algunos organismos,
MC como la araña ermitaña café y la serpiente de cascabel, provocan muerte celular debido a la
presencia de una enzima de acción lipolítica.
Normal
Vía B
Vía A
Macrófago
Apoptosis
Necrosis
Según la imagen, ¿cuál(es) de las siguientes afirmaciones es (son) correcta(s)?
10
10
Cpech
I)
II)
III)
En la vía A, la enzima provoca desintegración de la membrana celular.
Se puede deducir que esta enzima afecta a los fosfolípidos de membrana.
En la vía B el macrófago es estimulado por la enzima para atacar a la célula.
A)
B)
C)
Solo I
Solo II
Solo III
D)
E)
Solo I y II
I, II y III
GUÍA
Tabla de corrección
Ítem
Alternativa
Habilidad
1
Reconocimiento
2
Reconocimiento
3
Comprensión
4
Reconocimiento
5
Comprensión
6
Comprensión
7
ASE
8
Aplicación
9
Comprensión
10
Comprensión
11
Comprensión
12
ASE
13
Comprensión
14
ASE
15
ASE
16
ASE
17
ASE
18
ASE
19
ASE
20
ASE
Cpech
11
BIOLOGÍA
Resumen de contenidos
1. Membrana celular
La célula, tanto en el ámbito unicelular como pluricelular, está altamente relacionada con su
medioambiente, con el cual intercambia sustancias. Esta debe tomar de su medio materiales para
obtener energía, construir su propio protoplasma, reparar estructuras, etc., lo cual se logra transportando
diferentes solutos y/o solventes a través de la membrana.
La membrana constituye el límite celular a través del cual se regula el paso de sustancias de manera
diferenciada, pues la dirección del transporte depende del tamaño, carga eléctrica y concentración
(dentro y fuera de la célula) de la molécula a transportar. Por medio de la membrana también se
reconocen señales externas, se identifica una célula y se unen células que conforman un tejido.
1.2 Estructura de la membrana celular
La membrana celular o plasmática está formada por moléculas orgánicas, las cuales son fosfolípidos
y proteínas como estructuras claves y que están presentes en todas las células. Para otras moléculas,
se encuentran diferencias entre células eucariontes vegetales y animales, así como también en células
procariontes.
MEDIO EXTRACELULAR
Glucoproteína
Glucolípido
Colesterol
Carbohidratos
Bicapa de
fosfolípidos
Proteína
integral
Proteína
periférica
Filamentos del
citoesqueleto
Citoplasma
Figura 1. Modelo de mosaico fluido (Singer y Nicholson, 1972)
La membrana es una unidad fluida y dinámica; características que están dadas por sus componentes:
• Fosfolípidos: son la base de la membrana, se ubican estableciendo una bicapa con los extremos
hidrofílicos (polares) hacia los bordes de la membrana (extracelular e intracelular), y los extremos
hidrofóbicos (apolares) hacia el centro de esta. Otorgan fluidez a la membrana, permitiendo el paso
de sustancias apolares y de pequeño peso molecular.
12
12
Cpech
GUÍA
• Proteínas de membrana: están insertas en la bicapa fosfolipídica, y según su distribución se las
clasifica como:
•
•
Intrínsecas (integrales): cruzan toda la membrana. Son anfipáticas.
Extrínsecas (periféricas): se adhieren a la membrana por un solo lado, externo o interno.
Permiten el paso de sustancias polares y apolares de mayor tamaño, son receptores de sustancias
tales como hormonas y neurotransmisores, enzimas como la adenil ciclasa, de unión con otras
células para formar tejidos y, además, funcionan como proteínas estructurales de anclaje uniéndose
al citoesqueleto.
• Colesterol: se ubica entre los fosfolípidos, por debajo de las cabezas polares de estos.
Otorga rigidez a la membrana y una barrera al flujo de moléculas grandes o polares.
• Glúcidos: se ubican solo hacia el borde extracelular de la membrana, formando el glicocálix.
Le aportan asimetría a la membrana y permiten el reconocimiento celular.
1.2 Gradiente de concentración
Corresponde a la diferencia de concentración de una determinada sustancia a ambos lados de una
membrana. El movimiento que tenga una sustancia en relación a este gradiente determina el gasto de
energía que tendrá el mecanismo de transporte por parte de la célula.
Tipo de
transporte
Gradiente de
concentración
Gasto de
energía
Medio extracelular
Pasivo
A favor (A)
Sin gasto
A
Activo
En contra (B)
Con gasto
Membrana celular
B
Medio intracelular
Figura 2
1.3 Tipos de transporte
• Transporte pasivo (Figura 3):
a. Difusión simple: paso de sustancias a través de la bicapa de fosfolípidos (A).
b. Difusión facilitada: paso de sustancia a través de las proteínas de membrana (B).
Existen dos tipos de proteínas de membrana, los canales iónicos (C) y los carriers (D).
+
+
A
+
+
+
C
D
B
Figura 3
Cpech
13
BIOLOGÍA
c. Osmosis: paso de agua a través de una membrana semipermeable. Se trata de un transporte
pasivo, por lo que ocurre a favor del gradiente de concentración, sin gasto de energía.
A
B
Movimiento
neto del agua
1000 mL H2O 1000 mL H2O
10 g NaCl
20 g NaCl
Figura 4
14
14
Conceptos
Solución
isotónica
Definición
Es aquella solución
que, comparada con
otra, tiene la misma
proporción de soluto,
es decir, la misma
concentración.
Flujo de agua
Efecto de la osmosis en la célula
Se mantiene constante Las células no experimentan
entre
el
medio ningún cambio.
extracelular y el medio
intracelular.
Solución
hipertónica
Es aquella solución
que,
comparada
con otra, tiene una
mayor
proporción
de solutos (menor
proporción de agua),
por lo tanto, está
más concentrada.
Hay un flujo neto de
agua desde el medio
intracelular al medio
extracelular.
Las células pierden agua,
generando el fenómeno de
crenación (deshidratación) en
células animales, y de plasmólisis
en células vegetales.
Solución
hipotónica
Es aquella solución
que,
comparada
con otra, tiene una
menor
proporción
de solutos (mayor
proporción de agua),
por lo tanto, está
menos concentrada.
Hay un flujo neto de
agua desde el medio
extracelular al medio
intracelular.
Las células animales comienzan
a hidratarse, generándose el
fenómeno de citólisis (ruptura
celular). Las células vegetales se
llenan de agua, la que se almacena
en la vacuola central, con lo que
alcanzan una máxima presión
interna denominada presión de
turgencia. Estas no se revientan
por la presencia de la pared celular.
Cpech
GUÍA
• Transporte activo
a. Bomba Na+ y K+: transporta sodio (Na+) hacia el exterior de la célula y potasio (K+) hacia el
interior, manteniendo un gradiente de estos iones a través de la membrana. Como ocurre en
contra del gradiente de concentración, requiere ATP.
b. Transporte en masa: se requiere cuando las moléculas son grandes o se transportan en gran
cantidad.
i. Endocitosis: corresponde al proceso de incorporación de sustancias a la célula, para lo cual la
membrana forma una depresión que luego invagina para formar una vesícula, que ingresa al
citoplasma. Hay dos tipos de endocitosis, la pinocitosis y fagocitosis.
ii. Exocitosis: la sustancia es transportada al exterior de la célula por medio de vesículas de
secreción, que van hacia la membrana y se fusionan con ella, expulsando su contenido.
Gradiente de
concentración
de sodio
Gradiente de
concentración
de potasio
3Na+
Centro de unión del K+
CITOSOL
Centro de unión del Na+
ATP
ADP + P
2K+
Bomba de Na+ y K+
Figura 5
Citoplasma
Medio extracelular
Vacuola
Endocitosis por fagocitosis
Figura 6
Cpech
15
Registro de propiedad intelectual de Cpech.
Prohibida su reproducción total o parcial.