SOLUCIONARIO GUÍA TÉCNICO PROFESIONAL Membrana celular: modelo de organización. Transporte a través de membrana SGUICTC006TC31-A16V1 SOLUCIONARIO GUÍA Solucionario Membrana celular: modelo de organización. Transporte a través de membrana Ítem 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. Alternativa E D B E E D E B D A E D D A B B C D E D Habilidad Reconocimiento Reconocimiento Comprensión Reconocimiento Comprensión Comprensión ASE Aplicación Comprensión Comprensión Comprensión ASE Comprensión ASE ASE ASE ASE ASE ASE ASE Ítem 1. Alternativa E Defensa 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). 2. D 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. 3. B 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, 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 algunas que solo están a un lado (periféricas) (E incorrecta). 4. E 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). 5. E En el esquema se puede observar un fragmento de la bicapa lipídica, compuesta por fosfolípidos. Estos están formados por una “cabeza” polar o hidrofílica, en contacto con los fluidos del medio externo e interno, y unas “colas” hidrofóbicas o apolares, enfrentadas entre sí. El número 3 apunta a esta última región de la molécula, por lo que la alternativa C es incorrecta. Las alternativas A y B son incorrectas porque las moléculas señaladas con los números 1 y 2 están compuestas por oligosacáridos unidos, respectivamente, a una proteína (glucoproteína) y a un lípido (glucolípido). La alternativa D es incorrecta porque la proteína señalada con el número 4, no se encuentra embebida en la membrana, sino que está ubicada solo por una de sus caras, es decir, es extrínseca. Los carbohidratos se encuentran únicamente en la cara extracelular de la membrana plasmática, por lo tanto, esta corresponde a la parte superior del esquema. Así, podemos deducir que la proteína indicada con el número 4 se ubica hacia la cara citoplasmática de la membrana celular (alternativa E correcta). 6. D 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). 7. E 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. 8. B En la tabla se comparan 3 disoluciones, donde la 1 y la 3 tienen la misma concentración, ya que la 3 contiene el doble de soluto en el doble de disolvente. Por lo tanto, las dos disoluciones son isotónicas (C y E incorrectas). En cambio la disolución 2 contiene más soluto (160 g) en el mismo volumen de disolvente que la 1, por lo tanto esta última es menos concentrada e hipotónica con respecto a la disolución 2 (A incorrecta; B correcta). Comparada con la disolución 3, la 2 contiene la misma cantidad de soluto en la mitad de disolvente, por lo tanto es más concentrada e hipertónica con respecto a 3 (D incorrecta). 9. D 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). 10. A 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). 11. E 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). Aquellas 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. 12. D En las células del músculo cardíaco, tal y como muestra la figura del ejercicio, se usa el movimiento de iones Na+ a favor de su gradiente de concentración (opción III correcta), hacia el citoplasma, para energizar el transporte de Ca2+, en contra de su gradiente de concentración (opción II correcta), hacia el exterior de la célula. Las dos sustancias se mueven a través de la membrana en direcciones opuestas, por lo que, por definición, es un caso de antiporte (opción I incorrecta). 13. D El CO2 es transportado a través de la membrana directamente a través de la bicapa de fosfolípidos (difusión simple), ya que se trata de una molécula pequeña, apolar y sin carga (A incorrecta). La glucosa es una molécula polar de mayor masa molar, por lo que requiere de un transportador para entrar o salir de las células (B incorrecta). La alternativa C es incorrecta, puesto que la urea es una molécula polar, pero muy pequeña y sin carga, que sale de las células a favor del gradiente, por lo que el tipo de transporte correspondiente es la difusión simple. La insulina es una molécula de gran masa molar (proteína), que es producida en las células beta del páncreas. Para secretarla, estas células deben formar vesículas que se fusionan con la membrana plasmática, liberando su contenido hacia el medio extracelular. Este mecanismo corresponde a exocitosis (D correcta). El colesterol, en tanto, también es una molécula de elevado peso molecular, por lo que debe moverse mediante transporte activo en masa (E incorrecta). 14. A La solución Y presenta una baja concentración de soluto con respecto a la X, por lo tanto, tiene más agua disponible (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). 15. 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). 16. B Como la concentración de sales dentro de un pez de río (agua dulce) es mayor que la del agua que lo rodea, el agua es absorbida por el cuerpo a través de la piel y las branquias, por lo que el pez de agua dulce no necesita "beber" agua (opción I correcta). Por otra parte, sus riñones retienen las sales esenciales y eliminan grandes cantidades de orina muy diluida (opción III incorrecta). Por el contrario, los peces de agua salada (mar) viven en un ambiente más concentrado que su medio interno, y en consecuencia, eliminan agua de su cuerpo por ósmosis. Para combatir la deshidratación, estas especies deben beber agua de mar y las sales innecesarias las eliminan por los riñones en pequeñas cantidades de orina salada, muy concentrada (opción II correcta). 17. C La osmosis inversa recibe este nombre porque, tal y como se observa en la figura, aumentando la presión sobre la disolución de mayor concentración de sales, puede lograrse que el agua pase desde este lado hacia el de menor concentración (opción I correcta). El proceso se realiza a través de una membrana semipermeable, por lo que solo pasa el agua (opción II incorrecta). Una de las principales utilidades de este proceso es desalinizar agua salada, pudiendo incluso producir agua potable (opción III correcta). 18. D El agua se mueve a través de la membrana plasmática desde un medio de menor concentración de solutos a uno de mayor concentración de solutos. A partir de esto y del análisis de la figura se puede inferir que la disolución 2 es la más concentrada, puesto que en ella el eritrocito pierde agua, originándose el fenómeno de crenación (D correcta). La disolución 3 sería la más diluida, ya que en ella el eritrocito gana agua y presenta el mayor volumen celular (A, B, C y E incorrectas). 19. E 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). 20. D 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).