DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA GUÍA PARA 1° MEDIO LICEO MIGUEL DE CERVANTES Y SAAVEDRA Interacción célula- ambiente META DE COMPRENSIÓN DE LA UNIDAD Comprender que la célula se encuentra en constante interacción con el medio que la rodea, gracias a las características de la membrana plasmática. Describir la estructura y composición química de la membrana plasmática Reconocer la membrana plasmática como una estructura capaz de transportar, selectivamente, sustancias hacia el interior y exterior de la célula. Describir el transporte que experimenta el agua a través de la membrana plasmática (osmosis). INSTRUCCIONES GENERALES: Lea atentamente la guía y destaque lo que le parezca más importante, realice esto por lo menos 3 veces. A continuación desarrolle las actividades que se presentan en la guía. Cada actividad indica el tiempo que debes ocupar para realizarlas, si puedes hacer más que lo que se te indica eso dependerá de ti. Tus profesores estaremos disponibles a contestar tus preguntas, sólo debes tomar contacto con nosotros. Actividades: 1.- Universalidad de las moléculas orgánicas ( 90 minutos) Los elementos y moléculas que constituyen a todos los seres vivos son similares A pesar que en la naturaleza es posible encontrar más de 100 elementos químicos distintos (observe su tabla periódica), los seres vivos estamos organizados por una cantidad reducida de tales elementos y en proporciones bastante fijas. Por ejemplo, tanto un ser humano como las plantas posee cerca de un 10% de hidrógeno. Claro que tal hidrógeno se encuentra distribuido en una gran gama de moléculas, tanto orgánicas como inorgánicas. Puede ser parte de una molécula de glucosa (orgánica) o de una molécula de agua (inorgánica). Definimos molécula orgánica como aquella en la que el elemento carbono está presente y además forman enlaces covalentes ; e inorgánica , aquellas que no lo tienen. Es importante conocer la organización de una célula. Sin embargo, lo que la célula es capaz de hacer depende de las moléculas que la forman, de las que es capaz de sintetizar, digerir o hacer reaccionar. Actividad 1. Composición elemental del cuerpo humano En la siguiente tabla se detalla la composición porcentual de los elementos que forman parte de las moléculas que constituyen el cuerpo humano. Tu tarea es averiguar en qué tipo de moléculas se encuentran, si tales moléculas son orgánicas o inorgánicas y qué función cumplen en el organismo.( consulte su libro de primero medio). 1 DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA GUÍA PARA 1° MEDIO LICEO MIGUEL DE CERVANTES Y SAAVEDRA Tabla 1. Composición porcentual de los elementos que forman el cuerpo humano Símbolo químico O C H N Ca P K S Cl Na Mg Fe I Nombre Porcentaje Oxígeno 65 Carbono 18 Hidrógeno 10 Nitrógeno 3 Calcio 1,5 Fósforo 1 Potasio 0,4 Azufre 0,3 Cloro 0,2 Sodio 0,2 Magnesio 0,1 Hierro Trazas1 Yodo Trazas Moléculas en que se encuentra Inorgánicas Orgánicas Funciones Preguntas de análisis: a) ¿Cuáles son los elementos que constituyen el 96% del cuerpo humano? b) Los demás elementos traza son: manganeso, cobre, zinc, cobalto, fluor, molibdeno, selenio, boro, silicio. Según esto, ¿qué elemento sería anormal de hallar en el cuerpo humano? c) ¿Qué tipo de gráfico sería el más adecuado para representar los porcentajes de esta tabla? ¿Cómo solucionarías el problema de los valores muy pequeños? d) ¿Cómo puede explicarse que todos los organismos tengamos una proporción de elementos similar, a pesar de las diferencias de tamaño, hábitat, adaptaciones, complejidad, etc.? Para responder esta pregunta, puedes apoyarte en la información de la tabla 3. e) ¿Qué características del agua – aprendidas en química – podrían explicar la importancia que tiene esta sustancia en los seres vivos? Tabla 2. Composición aproximada de una bacteria tipo y una célula tipo de mamífero Componente Agua Iones inorgánicos (Na+, K+, Mg+, Ca++, Cl-, etc.) Proteínas ARN ADN Porcentaje del peso total Bacteria Célula 70 70 1 1 15 6 1 18 1.1 0.25 1 Traza: se usa este término cuando se quiere decir que una sustancia está presente, pero en cantidades apenas detectables. 2 DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA GUÍA PARA 1° MEDIO LICEO MIGUEL DE CERVANTES Y SAAVEDRA Fosfolípidos Otros lípidos Polisacáridos Otros 2 2 3 2 2 2 3 Las moléculas orgánicas pueden ser de cuatro tipos y se basan en unos pocos elementos químicos En la siguiente tabla (tabla 3) se describen varios aspectos en torno a los cuatro tipos principales de moléculas orgánicas. Estúdiala con detención y luego resuelve los problemas. Clase de molécula Elementos Descripción component es Cómo reconocerlos Carbohidrat os C, H, O En general su fórmula aproximada es (CH2O)n 1. Monosacáridos (azúcares sencillos), que son principalmente moléculas de cinco carbonos (pentosas), como la ribosa, o de seis carbonos (hexosas), como la glucosa y fructosa Contar los átomos de C, H yO Buscar formas cíclicas, de pentágono o hexágono 2. Disacáridos, que son dos monosacáridos unidos por un enlace glucosídico, como la maltosa y la sacarosa Contar las unidades de azúcar Componentes de otros compuestos, forma de azúcar de transporte en vegetales 3. Polisacáridos, que se componen de muchos azúcares unidos por enlaces glucosídicos, como el glucógeno y la celulosa Contar las unidades de azúcar Forma de almacenamiento de energía (glucógeno en animales, almidón en vegetales); componente estructural de la pared celular de plantas2 Buscar el grupo glicerol en un extremo de la molécula: Fuente de energía celular y forma de almacenamiento de energía Lípidos Proteínas C, H, O C, H, O, N Contienen menos O que los carbohidratos en relación con el C y el H 1. Grasas neutras. Combinación de glicerol con una a tres moléculas de ácidos grasos: Monoglicéridos, 1 ácido graso Diglicéridos, 2 ácidos grasos Triglicéridos, 3 ácidos grasos Si los ácidos grasos poseen enlaces dobles entre átomos de carbono (C==C), se dice que están insaturados; de lo contrario, están saturados 2. Fosfolípidos. Se componen de un grupo glicerol unido a uno o dos ácidos grasos y a una base orgánica que contiene fósforo Función principal en los sistemas vivos Fuente de energía celular; constituyente de otros compuestos En multicelulares, pueden funcionar como aislante térmico Buscar el glicerol y la cadena lateral que contiene fósforo y nitrógeno Componente de membranas celulares 3. Esteroides. Moléculas complejas que contienen átomos de carbono dispuestos en cuatro anillos entrelazados (tres ciclohexanos y un ciclopentano) Buscar 4 anillos enlazados: Algunos son hormonas, otros son colesterol, sales biliares y vitamina D; componentes de membranas celulares 4. Carotenoides. Pigmentos anaranjados y amarillos, que cocsisten en unidades de isopreno Buscar unidades isopreno El retinal (importante en la fotorrecepción) y la vitamina A se forman a partir de carotenoides Uno o más polipéptidos (cadenas de Buscar unidades de Estructural: citoesqueleto, ribosomas y 3 DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA GUÍA PARA 1° MEDIO LICEO MIGUEL DE CERVANTES Y SAAVEDRA aminoácidos) enrollados o plegados en y por lo formas características para cada común, S proteína aminoácidos unidas por enlaces C – N (enlace peptídico) membranas. Enzimática: transformaciones químicas, síntesis de nuevas moléculas, ruptura de moléculas, durante la digestión y procesamiento de energía. Transporte: en la sangre (hemoglobina) y a través de membranas en la célula. Defensa: anticuerpos. Hormonal: señales entre células en el organismo. Receptora: detección de estímulos en la superficie celular Clase de molécula Elementos Descripción componentes Cómo reconocerlos Función principal en los sistemas vivos Ácidos nucleicos C, H, O, N, P Buscar un esqueleto de pentosa – fosfato. El ADN forma una doble hélice Almacenamiento, transmisión y expresión de la información genética El esqueleto se compone de grupos pentosa y fosfato alternados, de los cuales se proyectan las bases nitrogenadas. ADN: azúcar desoxirribosa y bases adenina, timina, citocina y guanina; ARN: azúcar ribosa y bases adenina, uracilo, citocina y guanina. Cada subunidad molecular, llamada nucleótido, consiste en una pentosa, un grupo fosfato y una base nitrogenada Control de la síntesis y la secuencia de todas las proteínas, enviando un mensaje desde el núcleo al citoplasma (ARN) Para el caso del ATP, funciona como la “moneda de intercambio” de la energía celular Existen nucleótidos que no estructuran ácidos nucleicos, sino que tienen 3 grupos fosfatos, ricos en energía: el ATP CARBOHIDRATOS Actividad 2. Resuelve los siguientes problemas ( 90 minutos) a) Los siguientes esquemas muestran varios aspectos de la organización de las moléculas orgánicas. Compáralos con las descripciones de la tabla 3 y anota en tu cuaderno una característica de cada tipo de molécula, que concluiste de tales dibujos. Figura 1a. Formación de disacárido a partir de dos monosacáridos Figura 1b. Estructura de un polisacárido: el almidón 4 LÍPIDOS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA GUÍA PARA 1° MEDIO LICEO MIGUEL DE CERVANTES Y SAAVEDRA Figura 1d. Estructura de un fosfolípido PROTEÍNAS Figura 1c. Formación de un triglicérido a partir de un glicerol y tres ácidos grasos Figura 1e. (a) Formación de un dipéptido a partir de dos aminoácidos. (b) Esquema de un polipéptido, mostrando la diversidad de tipos de aminoácidos y los extremos terminales 5 ÁCIDOS NUCLEICOS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA GUÍA PARA 1° MEDIO LICEO MIGUEL DE CERVANTES Y SAAVEDRA Figura 1g. Organización de una cadena de nucleótidos, para configurar un ácido nucleico Figura 1f. Estructura de un nucleótido b) Identifica el grupo al que corresponden las siguientes moléculas orgánicas: B. C. A. D. c) Tanto los polisacáridos como las proteínas son polímeros, vale decir, se componen de muchas subunidades encadenadas. Sin embargo, sólo en el caso de las proteínas el orden de tales subunidades es estrictamente controlado por la información contenida en el ADN, no así en el caso de los polisacáridos. Averigua por qué. 6 DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA GUÍA PARA 1° MEDIO LICEO MIGUEL DE CERVANTES Y SAAVEDRA Los fosfolípidos poseen una organización que facilita la formación de estructuras con forma de capa Para que una molécula pueda ser disuelta por el agua, debe compartir una característica con el agua: ser polar. El hecho de ser polar permite que las moléculas de agua establezcan puentes de hidrógeno “entre medio” de las moléculas que se desea diluir, separándolas y generando una solución acuosa. Cuando se piensa en un ejemplo de sustancia que no se diluye en agua, surge la idea del aceite o cualquier sustancia grasa. El problema es que los triglicéridos presentes en un aceite efectivamente tienen una porción polar, que tiene mucha afinidad con el agua. ¿Cómo se explica la conducta del aceite entonces? Si vuelves a revisar las figuras 1c y 1d, se advierte que los triglicéridos y los fosfolípidos comparten una organización similar: los ácidos grasos quedan reunidos mediante una molécula de glicerol, la que en el caso de los fosfolípidos, además se asocia a un grupo fosfato. De esta manera, un fosfolípido posee una “cabeza” de glicerol y fosfato, adherida a una “cola” formada por dos ácidos grasos. Figura 2a Figura 2b Actividad 3. Resolver la “paradoja” de los fosfolípidos Hecho 1: la estructura de los fosfolípidos, ya descrita y esquematizada Hecho 2: una parte de los fosfolípidos es polar Hecho 3: pese al hecho 2, los fosfolípidos, al igual que los triglicéridos, no se disuelven en agua Evidencia experimental 1: Cuando se agrega una pequeña cantidad de moléculas de fosfolípidos en un recipiente con agua, los fosfolípidos se disponen en una capa superficial, tal como se muestra en la figura 2a. Evidencia experimental 2: Cuando se agrega una mayor cantidad de fosfolípidos en un recipiente con agua, los fosfolípidos adquieren la disposición mostrada en la figura 2b. Preguntas: a) ¿Cuál es la porción polar de un fosfolípido? ¿Cuál sería apolar? b) ¿Qué hace que un fosfolípido tienda a quedarse al lado de otro, en forma mas o menos paralela? c) Cuando se tienen gotitas esféricas de aceite en un vaso con agua (micelas de triglicéridos), espontáneamente se reunen formando una gota cada vez más grande. ¿Qué sucede si se revuelve el agua con la gota de aceite? ¿Cómo se explican los comportamientos del aceite en agua en base a las evidencias experimentales descritas? d) ¿Por qué los triglicéridos y los fosfolípidos no se disuelven en agua? 7 DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA GUÍA PARA 1° MEDIO LICEO MIGUEL DE CERVANTES Y SAAVEDRA La capacidad de los fosfolípidos de formar bicapas determina la estructura y función de la membrana plasmática La membrana plasmática es básicamente una bicapa de fosfolípidos, que junto a proteínas y carbohidratos, configura una barrera que regula el intercambio de sustancias entre la célula y su entorno. Tras desarrollar la actividad 3 debió quedar claro que el hecho que los fosfolípidos se asocien en bicapas es espontáneo y responde a las cualidades anfipáticas de tales moléculas, vale decir, poseen una región polar y otra apolar. En la figura 3 se señalan los componentes de la membrana plasmática y el rol que le corresponde a cada uno. Fosfolípidos Colesterol Moléculas anfipáticas, con cabeza hidrofílica y cola hidrofóbica. El tipo de fosfolípido que forma una membrana determina su permeabilidad y flexibilidad. Ver figura 1d Es un esteroide, que se dispone entre los fosfolípidos, a la altura de la base de la cola. Pueden llegar a ser tan numerosos como los fosfolípidos La bicapa que organizan permite acomodar las demás moléculas de la membrana y servir como principal mecanismo de aislación de la célula Dato El REL sólo sintetiza interesante los fosfolípidos de la capa citosólica de la membrana. Los de la capa externa provienen de la interna Aumentan la rigidez y disminuyen la permeabilidad de la membrana Estructura Función La presencia de colesterol en la membrana es exclusivo de las células eucariontes Glicolípidos y Glicoproteínas Suelen tener formas Son carbohidratos cilíndricas, que logran al unidos a proteínas atravesar la bicapa lipídica o lípidos de la una o más veces. Son membrana moléculas de alto peso formando una molecular, formados por “nube superficial de cientos de aminoácidos azúcares” que en sus partes más densas se llama glicocálix Transporte de sustancias, Reconocimiento por ej., iones. con otras células o Activación de respuestas moléculas. celulares (proteínas También se cree receptoras) que protegen y e Reconocimiento de impiden sustancias interacciones innecesarias Hay proteínas integrales Uno de los que se fijan a la membrana glicocálix mejor mediante una porción estudiados hidrofóbica que sólo tiene pertenece a los afinidad con la parte glóbulos blancos central de la membrana Proteínas integrales 8 DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA GUÍA PARA 1° MEDIO LICEO MIGUEL DE CERVANTES Y SAAVEDRA Actividad 4. Unidad y diversidad de membrana ( 90 minutos) a) En el siguiente esquema de una célula animal, marca mediante flechas aquellas estructuras que están formadas de membrana b) La tabla 5 señala la composición lipídica aproximada de 3 tipos de membranas celulares. Compara los valores y elabora una hipótesis que dé una explicación frente a las diferencias 3. Intercambio entre la célula y el ambiente La membrana presenta permeabilidad selectiva Porcentaje de lípido total en peso Membrana Membrana Membrana plasmática de la del retículo del glóbulo mitocondria endoplásmico rojo 60 76 67 23 3 6 3 trazas trazas 13 21 27 Tabla 5. Composición lipídica aproximada de diferentes membranas celulares En el estudio de los organelos, especialmente los que tienen relación con la síntesis de materiales, se hizo evidente la necesidad que la Fosfolípidos materia prima para que tales estructuras funcionen, Colesterol proviene del medio que rodea a la célula. Al mismo Glicolípidos tiempo, si una célula desea eliminar un desecho o Otros liberar alguna sustancia que ha elaborado, la membrana plasmática será fundamental en el proceso de intercambiar moléculas. Frente a los mecanismos de intercambio, se dice que la membrana posee permeabilidad selectiva. Permeabilidad selectiva significa que algunas sustancias atraviesan con más facilidad que otras. Por ejemplo, el oxígeno es muy permeable, mientras que el ion sodio posee una permeabilidad reducida y dependiente de mecanismos especiales de ingreso. La siguiente actividad permite comprender por qué algunas sustancias pasan con más facilidad que otras a través de la membrana. Actividad 5. Causas de la permeabilidad selectiva En el siguiente esquema se representan la permeabilidad de diversas sustancias a través de la membrana y algunas características de tales sustancias. Tu tarea es explicar las diferencias de permeabilidad a partir de la comparación de las cualidades de las partículas. Nombre Oxígeno Dióxido de carbono Agua Urea Fórmula química O2 Peso molecular 32 CO2 44 Polar pequeña H2O 18 Polar pequeña CH4ON2 108 Polar pequeña Polaridad Apolar 9 DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA GUÍA PARA 1° MEDIO LICEO MIGUEL DE CERVANTES Y SAAVEDRA Glicerol C3H8O3 92 Polar pequeña Triptófano C11H12O2N2 204 Apolar Glucosa C6H12O6 180 Polar grande Cloruro Cl- 35 Ion negativo Potasio K+ 39 Ion positivo Sodio Na+ 23 Ion positivo La permeabilidad diferencial determina distintos mecanismos de transporte a través de la membrana El hecho que no todas las sustancias atraviesan la membrana con facilidad, ligado a la necesidad de que incluso las menos permeables sean capaces de hacerlo, exige que las membranas dispongan mecanismos especializados para mejorar la permeabilidad de tales sustancias. El la figura 4 se esquematizan los mecanismos utilizados por las moléculas (solutos) para atravesar la membrana plasmática. Cabe señalar que un requisito importante para poder pasar de un lado a otro de la membrana es que exista un gradiente de concentración. Esto quiere decir que la sustancia tiene que estar más concentrada a un lado que al otro. Por ejemplo, si hay más oxígeno afuera de la célula que adentro, el gradiente positivo permitirá el ingreso del oxígeno al interior de la célula. Tal transporte se mantendrá hasta el momento que las concentraciones de igualen. El proceso se denomina difusión simple y es válido para las sustancias de mayor permeabilidad. Cuando existe diferencia de concentración, pero el soluto tiene menor permeabilidad, se requiere el apoyo de proteínas integrales de membrana que operan específicamente para cada sustancia. Pueden ser canales, que funcionan como poros específicos que normalmente presentan dos posiciones: abierto o cerrado. O pueden ser transportadores, que modifican su estructura para permitir el traspaso del soluto. Cuando se requiere que una sustancia atraviese la membrana en contra del gradiente de concentración, vale decir, de donde está menos concentrada hacia donde está más concentrada, se utilizan transportadores capaces de operar como una bomba, es decir, gastan energía para forzar a las moléculas a acumularse contra gradiente. 10 DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA GUÍA PARA 1° MEDIO LICEO MIGUEL DE CERVANTES Y SAAVEDRA Actividad 6. Cada tipo de molécula, un mecanismo de intercambio distinto ( 90 minutos) La tarea es simple: completa el siguiente cuadro con las moléculas mencionadas en la actividad 5, averiguando e induciendo qué mecanismo de transporte utiliza cada una. Cabe señalar que el uso de un transportador en contra de la gradiente de concentración no depende del tipo de molécula, sino de la concentración en que se encuentra y el requerimiento de esa sustancia por parte de la célula. Tipo de transporte Moléculas transportadas Difusión simple Difusión facilitada mediante canales Difusión facilitada mediante transportadores El agua atraviesa la membrana mediante un tipo especial de difusión: la osmosis El agua también se difunde de regiones de concentración elevada de agua a regiones de concentración baja. Sin embargo, la difusión del agua a través de membranas con permeabilidad diferencial tiene efectos tan importantes sobre las células que se usa un nombre especial para referirnos a ella: osmosis. ¿Qué queremos decir al describir una solución como "con alta concentración de agua" o "con baja concentración de agua"? La respuesta es sencilla: el agua pura tiene la concentración de agua más alta posible. Cualquier sustancia añadida a agua pura desplaza algunas de las moléculas de agua. La solución resultante tendrá un menor contenido de agua que el agua pura. Las sustancias disueltas podrían formar enlaces débiles con algunas de las moléculas de agua, las cuales entonces no podrán difundirse a través de la membrana (figura 6a). Cuanto más alta sea la concentración de sustancias disueltas, menor será la concentración de agua. Una membrana muy simple, con permeabilidad diferencial, podría tener poros apenas lo bastante grandes como para dejar pasar el agua, pero suficientemente pequeños como para ser impermeable a las moléculas de azúcar. Consideremos una bolsa hecha de un plástico especial que es permeable al agua, pero no al azúcar. ¿Qué sucederá si colocamos una solución de azúcar en la bolsa y luego sumergimos la bolsa sellada en agua pura? Los principios de la osmosis nos dicen que la bolsa se hinchará y, si es lo bastante débil, se reventará (figura 6b) =====================> La osmosis a través de la membrana plasmática desempeña un papel importante en la vida de las células Como se verificaba más arriba, casi todas las membranas plasmáticas son muy permeables al agua. Dado que todas las células contienen sales, proteínas, azúcares y otras sustancias disueltas, el flujo de agua a través de la membrana plasmática depende de la concentración de agua en el líquido que baña a las células. El fluido extracelular de los animales suele ser isotónico ("tiene la misma fuerza") respecto al fluido citoplásmico del interior de las células. Es decir, la concentración de agua adentro de las células es la misma que afuera, así que no hay una tendencia neta del agua a entrar en las células o a salir de ellas. Cabe señalar que los tipos de partículas disueltas raras veces son los mismos dentro y fuera de las células, pero la 11 DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA GUÍA PARA 1° MEDIO LICEO MIGUEL DE CERVANTES Y SAAVEDRA concentración total de todas las partículas disueltas sí es igual, así que la concentración de agua es igual dentro y fuera de las células. Actividad 7. Una aplicación concreta de la osmosis Si se sacan glóbulos rojos del cuerpo y se sumergen en soluciones de sal con distintas concentraciones, los efectos de la permeabilidad diferencial de la membrana plasmática respecto al agua y a las partículas disueltas se manifiestan de forma drástica: Si se colocan glóbulos rojos en agua pura (o sea sin sales o destilada), se hincharán y finalmente reventarán. Figura 7a Si la solución tiene una concentración de sal más alta que el citoplasma de los glóbulos rojos (es decir, si la solución tiene una concentración más baja de agua), las células se encogerán. Figura 7b a) Explica las dos situaciones anteriores en base a la osmosis b) Las soluciones con una concentración de partículas disueltas más baja que el citoplasma de una célula, y que por tanto Figura 7 a Figura 7 b hacen que entre agua en la célula por osmosis, se llaman hipotónicas. Las soluciones que tienen una concentración de partículas disueltas más alta que el citoplasma celular, y que por tanto hacen que salga agua de las células por osmosis, se describen como hipertónicas. Según estas definiciones, clasifica el ambiente de las soluciones de 7a y 7b. c) Explica por qué se arrugan los dedos tras un baño prolongado. En que tipo de agua este fenómeno es más común: ¿el agua dulce o el agua salada? La hinchazón causada por la osmosis puede tener efectos considerables sobre las células. Los protistas como el Paramecium, que viven en el agua dulce, tienen estructuras especiales llamadas vacuolas contráctiles para eliminar el agua que continuamente se filtra al interior. En contraste, el ingreso de agua en las vacuolas centrales de las células vegetales ayuda a mantener la rigidez de la planta. La osmosis a través de membranas plasmáticas es crucial para el funcionamiento de muchos sistemas biológicos, incluida la absorción de agua por las raíces de las plantas, la absorción de agua ingerida en el intestino y la reabsorción de agua y minerales en los riñones. 12 DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA GUÍA PARA 1° MEDIO LICEO MIGUEL DE CERVANTES Y SAAVEDRA Actividad 8. Otro tipo de transporte ( 90 minutos) Cuando se toman micrografías con el fin de estudiar el comportamiento de la membrana frente a las sustancias que están inmediatamente por fuera o por dentro de ésta, se pueden registrar eventos como los que aparecen en la figura 8. Figura 8a Figura 8b Figura 8c La figura 8a corresponde a una micrografía al MET de un glóbulo blanco. Esta célula fue fotografiada en el momento exacto en que ingería bacterias durante una respuesta de defensa del organismo. La figura 8b muestra un segmento de una célula de la glándula mamaria (también al MET) en pleno proceso de liberación de algunos componentes de la leche hacia el medio extracelular. Finalmente, la figura 8c muestra un trozo de célula endotelial. Este tipo de célula es el que permite intercambiar sustancias entre la sangre y las células que rodean a los vasos sanguíneos. Preguntas: a) ¿Qué estructura se puede apreciar en las tres imágenes? b) ¿Por qué supones que en estos casos no son utilizados – al parecer – mecanismos de transporte como la difusión simple o mediada por proteínas de membrana para hacer que sustancias entren o salgan de la célula? Elabora una hipótesis. c) ¿Cómo se reemplazará la membrana utilizada para fabricar una vesícula que ingresa a la región citoplasmática como en 8a? 13 DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA GUÍA PARA 1° MEDIO LICEO MIGUEL DE CERVANTES Y SAAVEDRA d) ¿Cómo se evitará que la célula crezca desmesuradamente al agregar las membranas de las vesículas que liberan sustancias al exterior como se ve en 8b? e) Los procesos que aparecen en las micrografías se denominan exocitosis y endocitosis. Identifica cuál es cuál y luego realiza un dibujo esquemático de cada uno. Puedes ayudarte con el libro de primero medio. f) ¿Requieren de energía estos mecanismos de transporte? Una pista: las vesículas no están flotando en el citoplasma. Problema : a) Observa el siguiente esquema. Representa un tubo de vidrio con forma de U, cuyo interior está separado en dos mitades mediante una membrana semipermeable (que deja pasar agua, pero no solutos). Al lado izquierdo se ha agregado un pistón al nivel de la superficie del líquido. El agua tiende a desplazarse hacia el lado izquierdo del tubo. Dos preguntas: 3 ¿Por qué el agua tiende a desplazarse hacia el lado izquierdo del tubo? Si la presión con que el agua se desplaza al lado izquierdo tuviese una magnitud de 10 mmHg3, ¿con cuánta fuerza habría que apretar el pistón para evitar que el agua se siga desplazando? mmHg = milímetros de mercurio, unidad para medir presiones de pequeña magnitud 14