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Membrana Biológica
Mecanismos de transporte
ÁREA CIENCIAS NATURALES
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módulo. Utilícelos para navegar, note que puede acceder al menú
principal y terminar la tutoría cuando lo desee.
Introducción
Este tutorial te ayudará a dominar los conceptos básicos
sobre la membrana biológica. Reconocerás cuál es la
composición de la membrana biológica y el rol de cada
uno de sus componentes. Además, conocerás cómo las
sustancias pueden atravesar la membrana biológica
usando diferentes mecanismos de transporte. Algunas de
las secciones están acompañadas de demostraciones
interactivas que te ayudarán a entender mejor los
conceptos presentados.
Objetivo General
Conocer la estructura, la función y los
mecanismos de transporte en la membrana
biológica.
Menú
Difusión
Tráfico
en la
membrana
Mecanismos
de transporte
Pulse para escoger el tema deseado
Membrana biológica
 Permeabilidad
 Selectividad
 Mosaico
 Fluido
 Regular
 Aislar
 Difusión
 Concentración
GLOSARIO
 Plasmólisis
 Desplasmólisis
 Hipertónico
 Isotónico
 Hipotónico
 Soluto
 Solvente
Difusión
Señalar los factores que permiten al agua y los
solutos moverse a través de la membrana.
Objetivo
CONCEPTOS DE INTRODUCCIÓN
LA CONCENTRACIÓN
Es una medida del número de
Moléculas de una sustancia
Contenidas en un volumen
determinado
de un fluido
GRADIENTE
es la diferencia de concentración
Entre el medio intra y extra celular
SOLUCIÓN
es una mezcla de dos o más componentes,
perfectamente homogénea que se
compone de un soluto
y un solvente
DIFUSIÓN
La difusión es el movimiento
de moléculas de regiones de alta
concentración a regiones
de baja concentración.
Difusión
Un gradiente es la diferencia en las propiedades físicas
entre dos regiones cercanas. Estas pueden ser
temperatura, presión, carga eléctrica (iones) o
concentración.
Las sustancias se mueven de un lugar a otro por el
GRADIENTE DE CONCENTRACIÓN.
En biología las células están a una presión y temperatura
constante, por lo que se toma en consideración solo la
concentración y la carga eléctrica.
Difusión
En los gradientes las partículas se mueven de el área de
mayor concentración a menor concentración hasta que el
movimiento neto de partículas sea cero (equilibrio).
Las partículas siempre están en movimiento. A esto se le
conoce como el MOVIMIENTO BROWNIANO. Este
movimiento no se puede ver a simple vista.
Un gradiente puede ir de menor a mayor concentración
solo si se utiliza energía.
Difusión
La difusión es el movimiento de moléculas de
regiones de alta concentración a regiones de
baja concentración. Este movimiento continúa
hasta que el movimiento neto de moléculas
sea cero (Equilibrio).
La difusión ocurre debido al gradiente de
concentración.
Para representar la difusión experimentalmente se
usan soluciones, las cuales contienen un solvente
y un soluto.
Si desea ver un ejemplo de difusión pulse
en el siguiente enlace:
Ejemplo de difusión
Ejemplo de difusión
Vamos a añadir una gota de colorante (soluto) en un
vaso con agua (solvente).
Tanto las moléculas de colorante como las moléculas de agua
se moverán de áreas de mayor concentración a áreas de
menor concentración hasta que el equilibrio sea alcanzado.
QUIZ DE BIOLOGÍA 7°
PREGUNTA 1
¿A la medida del número de moléculas de
una sustancia contenidas en un volumen
determinado de un fluido, se le llama?
PREGUNTA 2
¿La sustancia que se disuelve en un fluido,
se llama?
Difusión
Algunos factores que afectan la difusión son:
Mientras mayor sea el gradiente de concentración
más rápida será la difusión.
 temperatura
 presión
 corrientes eléctricas
 tamaño de la molécula.
Difusión
La difusión en la membrana biológica es
limitada, solo moléculas pequeñas y sin carga
pueden cruzar la membrana biológica por
difusión.
Por ejemplo el agua, bióxido de carbono
(CO2), oxigeno (O2), y alcoholes pueden
cruzar la doble capa de fosfolípidos que
compone la membrana.
Los iones y moléculas polares (Hidrofílicas) como los
aminoácidos y las azucares pueden cruzar la membrana
lentamente. Este movimiento es más eficiente si estas
moléculas utilizan las proteínas portadoras de la
membrana.
Membrana biológica
¿Desea continuar con el tutorial o acceder el
menú principal?
Menú Continuar
Mecanismo de transporte
Diferenciar los mecanismos de transporte de
sustancias a través de la membrana biológica.
Objetivo
Mecanismo de transporte
Pulse en el mecanismo de transporte que le
gustaría estudiar.
Transporte Pasivo Transporte Activo
Las sustancias se pueden mover a través de la
membrana biológica por medio de dos tipos de
transporte: trasporte pasivo y transporte activo
Mecanismo de transporte
TRANSPORTE PASIVO
Transporte Pasivo
 Transporte pasivo - las sustancias se mueven a través de la
membrana biológica a favor de un gradiente de concentración.
 Este proceso no requiere energía y son los fosfolípidos y
proteínas de la membrana las que regulan que moléculas
pueden cruzar.
 Este movimiento puede ocurrir en ambas direcciones de
la membrana.
Mecanismo de transporte
El transporte pasivo puede ser dividido en tres
tipos principales:
Transporte Pasivo
1. difusión simple
2. difusión facilitada
3. osmosis
Pulse en el tipo de transporte pasivo que desea aprender
Transporte Pasivo
Mecanismo de transporte
1. DIFUSIÓN SIMPLE
Ya que conoces el modelo del fluido mosaico sabes que la
membrana es semipermeable y esto permite que algunas
moléculas puedan cruzar la membrana con mayor facilidad
que otras.
Por ejemplo el agua y los gases disueltos como el oxígeno y
el bióxido de carbono (O2 y CO2) pueden cruzar la membrana
biológica porque son moléculas pequeñas y pueden atravesar
la doble capa de fosfolípidos.
Otras moléculas que cruzan con facilidad la membrana
biológica son aquellas solubles en lípidos como el alcohol
etílico, algunas vitaminas (A, D y E) y hormonas esteroideas.
Transporte Pasivo
Mecanismo de transporte
La rapidez de la difusión simple es función del gradiente de
concentración, tamaño de la molécula, temperatura y la facilidad
con la que se disuelve en lípidos.
O2 CO2
O2 CO2
Pulse en los símbolos de O2 y CO2 en el dibujo para una
demostración de cómo estas moléculas cruzan la membrana
biológica por difusión simple.
Transporte Pasivo
Mecanismo de transporte
Conteste si la siguiente aseveración en cierta o falsa.
Transporte Pasivo
Una molécula hidrofílica pequeña puede cruzar la membrana
biológica con mayor facilidad que una molécula hidrofóbica pequeña.
cierto falso
Las colas de los
fosfolípidos son
hidrofóbicas
Correcto, una molécula hidrofóbica cruzará la membrana con
mayor facilidad porque el interior de la membrana biológica es
hidrofóbico (colas de los fosfolípidos).
Lo siento, la respuesta correcta es falso. Recuerda que el
interior de la membrana es hidrofóbico y por esta razón una
molécula hidrofóbica pequeña cruzará la membrana con
mayor facilidad que una hidrofílica.
Mecanismo de transporte
Como ya sabes no todas las moléculas biológicas pueden cruzar
la membrana. Para ayudar a transportar la mayoría de las
moléculas solubles e iones a través de la membrana existen
proteínas transportadoras de canal o portadoras.
2. DIFUSIÓN FACILITADA
 Canales – son poros que atraviesan
la membrana, la mayoría de ellos son
hifrofílicos en el interior.
canales portadoras
 Portadoras – contienen sitios activos.
Proteínas pequeñas, aminoácidos y
azucares se enlazan al sitio activo, lo
que ocasiona un cambio en la
conformación de la proteína que
permite a las moléculas cruzar la
membrana.
Transporte Pasivo
Mecanismo de transporte
Las moléculas pueden cruzar la membrana en ambas direcciones.
La dirección depende del gradiente de concentración, o sea las
moléculas se mueven de un área de mayor concentración a un área
de menor concentración.
Pulse en las siguientes palabras para una
demostración de la difusión facilitada.
Canales Portadoras
1. La molécula se enlaza a la
proteína transportadora
2. Esto ocasiona un cambio en
conformación de la proteína
transportadora
3. La molécula es liberada al otro
lado de la membrana.
Las moléculas cruzan la membrana
utilizando la proteína de canal.
Transporte Pasivo
QUIZ DE BIOLOGÍA 7°
PREGUNTA 1. Responda falso o verdadero
¿La rapidez de la difusión simple depende del
gradiente de concentración?
PREGUNTA 2. Responda falso o verdadero
¿La diferencia fundamental entre la difusión
simple y la facilitada, es que en la última las
moléculas necesitan de transportadores para
poder entrar o salir de la célula?
Mecanismo de transporte
Osmosis es la difusión de agua a través de la
membrana biológica.
3. OSMOSIS
 La dirección en la cual se mueve el agua en la membrana
biológica depende del gradiente de concentración. Esto significa
que el agua se moverá de donde hay mayor concentración de
agua hacia donde hay menor concentración hasta que el
movimiento neto de agua sea cero.
 Las proteínas de canal en la membrana biológica que solo
permiten el paso de agua se llaman ACUAPORINAS.
Transporte Pasivo
Mecanismo de transporte
Osmosis es la difusión de agua a través de la
membrana biológica.
3. Osmosis
 El agua pura tiene la mayor cantidad de moléculas de
agua posible.
 El agua es el solvente universal, la mayoría de las
sustancias se disuelven en agua.
Transporte Pasivo
Vamos a hacer un ejercicio de osmosis para repasar los conceptos.
Usted tiene en un recipiente dos soluciones de azúcar separadas por
una membrana permeable al agua. Al lado izquierdo de la membrana
la solución contiene 20% de azúcar, mientras la solución de la
derecha contiene un 40% de azúcar. Vea dibujo.
Transporte Pasivo
Mecanismo de transporte
20% azúcar 40% azúcar
Membrana
semipermeable
azúcar
agua
¿En que dirección se moverá el agua ?
Correcto, el agua se moverá hacia la
derecha hasta que el movimiento neto
de agua sea cero (alcance el equilibrio).
Ambas soluciones tendrán un 30% de
azúcar.
Lo siento, la respuesta correcta es hacia
la derecha. Esto se debe a que el agua
se moverá de donde hay mayor
concentración de agua hacia donde hay
menor hasta que el movimiento neto de
agua sea cero.
izquierda derecha
Mecanismo de transporte
 Isotónica, iso (igual) tónica (tonicidad), si
ambas soluciones tienen la misma
concentración de soluto.
Transporte Pasivo
Las soluciones pueden tener diferentes concentraciones de
soluto. La tonicidad se usa para comparar las concentraciones
de soluto de dos soluciones separadas por una membrana
selectivamente permeable al agua. Se dice que una solución es:
 Hipertónica, hiper (exceso), es la solución
con mayor concentración de soluto entre dos
soluciones. La solución de la izquierda es
hipertónica con respecto a la solución de la
derecha
 Hipotónica, hipo (menos de), es la solución
con menor concentración de soluto entre dos
soluciones. La solución de la derecha es
hipotónica con respecto a la solución de la
izquierda.
25%
soluto
25%
soluto
75%
soluto
25%
soluto
75%
soluto
25%
soluto
Mecanismo de transporte Transporte Pasivo
Vamos a hacer unos ejercicios de completar las
oraciones para distinguir entre una solución isotónica,
hipertónica e hipotónica.
Una bolsa permeable al agua que
contiene una solución de azúcar al 20%
es sumergida en un recipiente con una
solución de 30% de azúcar. La solución
en la bolsa es _________ con respecto
a la solución en el recipiente.
30%
20%
hipotónica hipertónicaisotónica
Lo siento, la contestación correcta es hipotónica porque la
concentración de azúcar en la bolsa es menor que la
concentración de azúcar en el recipiente
Correcto, la solución en la bolsa es hipotónica con respecto
a la solución en el recipiente porque la concentración de
azúcar es menor.
Mecanismo de transporte
30%
20%
Ya que sabes que la solución en la bolsa es hipotónica con
respecto a la solución del recipiente, esperas tú que por
osmosis el agua:
Entre a la bolsa
Salga de la bolsa
Movimiento neto sea cero
Transporte Pasivo
Correcto, hay mayor concentración de agua dentro de la bolsa
que en el recipiente. Debido al gradiente de concentración el
agua saldrá de la bolsa hacia el recipiente.
Lo siento, el agua saldrá de la bolsa porque hay mayor
concentración de agua dentro de la bolsa que en el recipiente.
Mecanismo de transporte
Una bolsa permeable al agua que
contiene una solución de azúcar al 30%
es sumergida en un recipiente con una
solución de 30% de azúcar. La solución
en la bolsa es _________ con respecto
a la solución en el recipiente.
30%
30%
hipotónica hipertónicaisotónica
Lo siento, la contestación correcta es isotónica porque la
concentración de azúcar en la bolsa y en el recipiente es la
misma.
Correcto, la solución en la bolsa es isotónica con respecto a
la solución en el recipiente porque la concentración de
azúcar es igual en ambos.
Transporte Pasivo
Mecanismo de transporte
30%
30%
Ya que sabes que la solución en la bolsa es isotónica con
respecto a la solución del recipiente, esperas tú que por
osmosis el agua:
Entre a la bolsa
Salga de la bolsa
Movimiento neto sea cero
Correcto, la concentración de agua dentro de la bolsa y en el
recipiente es la misma. No hay un gradiente de concentración
por lo tanto el movimiento neto de agua es cero.
Lo siento, el movimiento neto de agua es cero porque la
concentración de agua en la bolsa y en el recipiente es la
misma.
Transporte Pasivo
Mecanismo de transporte Transporte Pasivo
Una bolsa permeable al agua que
contiene una solución de azúcar al 40%
es sumergida en un recipiente con una
solución de 60% de azúcar. La solución
en la bolsa es _________ con respecto
a la solución en el recipiente.
60%
40%
hipotónica hipertónicaisotónica
Lo siento, la contestación correcta es hipotónica porque la
concentración de azúcar en la bolsa es menor que la
concentración de azúcar en el recipiente
Correcto, la solución en la bolsa es hipotónica con respecto
a la solución en el recipiente porque la concentración de
azúcar es menor.
Mecanismo de transporte
60%
40%
Ya que sabes que la solución en la bolsa es hipotónica con
respecto a la solución del recipiente, esperas tú que por
osmosis el agua:
Entre a la bolsa
Salga de la bolsa
Movimiento neto sea cero
Transporte Pasivo
Correcto, hay mayor concentración de agua dentro de la bolsa
que en el recipiente. Debido al gradiente de concentración el
agua saldrá de la bolsa hacia el recipiente.
Lo siento, el agua saldrá de la bolsa porque hay mayor
concentración de agua dentro de la bolsa que en el recipiente.
Mecanismo de transporte Transporte Pasivo
Una bolsa permeable al agua que
contiene una solución de azúcar al 60%
es sumergida en un recipiente con una
solución de 40% de azúcar. La solución
en la bolsa es _________ con respecto
a la solución en el recipiente.
40%
60%
hipotónica hipertónicaisotónica
Lo siento, la contestación correcta es hipertónica porque la
concentración de azúcar en la bolsa es mayor que la
concentración de azúcar en el recipiente
Correcto, la solución en la bolsa es hipertónica con respecto
a la solución en el recipiente porque la concentración de
azúcar es mayor.
Mecanismo de transporte
40%
60%
Ya que sabes que la solución en la bolsa es hipertónica
con respecto a la solución del recipiente, esperas tú que
por osmosis el agua:
Entre a la bolsa
Salga de la bolsa
Movimiento neto sea cero
Transporte Pasivo
Correcto, hay mayor concentración de agua en el recipiente
que en la bolsa. Debido al gradiente de concentración el agua
entrará del recipiente a la bolsa.
Lo siento, el agua del recipiente entrará a la bolsa porque hay
mayor concentración de agua en el recipiente que en la bolsa.
Mecanismo de transporte
Antes de continuar con el módulo de tutoría debe dominar
los conceptos de solución hipertónica, hipotónica e
isotónica.
Si usted entiende que no los domina puede pulsar el
botón de repasar para regresar a este tema.
Repasar Continuar
Transporte Pasivo
Mecanismo de transporte
El citosol de la célula animal es isotónico con
respecto a su ambiente extracelular.
Por ejemplo:
 Un glóbulo rojo es isotónico con respeto a su ambiente,
por lo tanto la cantidad de agua que entra y sale del
glóbulo es la misma.
Osmosis y la célula animal
Transporte Pasivo
Mecanismo de transporte
 Si sumergimos un glóbulo rojo en una solución salina al
0.9%, la cuál es isotónica al citosol de los glóbulos rojos,
no habrá ningún cambio en el glóbulo rojo porque la
cantidad de sustancias que entran es la misma de la que
sale.
Transporte Pasivo
0.9% 0.9% 0.9%
Mecanismo de transporte
 Si sumergimos en glóbulo rojo en una solución hipertónica
con respeto al citosol del glóbulo rojo (agua salina mayor de
0.9%), la célula comenzará a perder agua debido al
gradiente de concentración. Esta perdida ocasiona que la
célula se encoja y posteriormente se muera (crenación).
Transporte Pasivo
0.9%> 0.9% > 0.9%
Mecanismo de transporte
 Si sumergimos una célula en una solución hipotónica
con respeto al citosol del glóbulo rojo (agua pura), la
célula comenzará a ganar agua, hasta hincharse o
reventar. A este proceso se le conoce como citolisis.
Hemólisis si se refiere a glóbulos rojos.
Transporte Pasivo
0.9%< 0.9%< 0.9%
Mecanismo de transporte
El citosol de la célula vegetal, a diferencia de la célula
animal, es hipertónico con respecto a su ambiente. Estas
células poseen una vacuola central que a su vez es
hipertónica con respecto al citosol.
Por lo tanto, estas células sobreviven porque obtienen el
agua del ambiente a través de osmosis.
Osmosis y la célula vegetal
Transporte Pasivo
Pared celular
Membrana celular
Vacuola central
núcleo
Si sumergimos una célula vegetal en una solución hipotónica
entonces el agua entrará a la célula por el proceso de osmosis.
El agua que entra llena la vacuola central ocasionando que esta
empuje la membrana celular contra la pared celular.
Mecanismo de transporte Transporte Pasivo
< 0.9% 0.9%
Es la pared celular de la célula vegetal la que no permite que la
célula explote.
La presión que ejerce el agua dentro de la vacuola se conoce
como presión de turgencia.
< 0.9% 0.9%
Mecanismo de transporte
Mecanismo de transporte Transporte Pasivo
 Por lo tanto, la membrana se aleja de la pared celular a
medida que la vacuola pierde agua, el citoplasma se encoje
y la célula se marchita.

0.9%< 0.9%
Si sumergimos una célula vegetal en una solución hipertónica,
esta pierde la presión de turgencia debido a la perdida de
agua.
Esta pérdida de agua progresiva se llama PLASMÓLISIS
Mecanismo de transporte
0.9%< 0.9%
Si la célula nuevamente empieza a ganar agua, se llama
DESPLASMÓLISIS
Mecanismo de transporte
 El transporte activo se diferencia del pasivo porque este
necesita energía para poder transportar moléculas a
través de la membrana.
 En este caso si existe un control direccional de
movimiento ya sea hacia dentro o fuera de la célula.
 La energía es necesaria porque el transporte ocurre en
contra del gradiente de concentración.
Transporte Activo
Mecanismo de transporte
 Para poder transportar las moléculas se necesitan unas
proteínas en la membrana que se suelen conocer con el
nombre de bombas.
 A través de ellas se pueden transportar moléculas como el
calcio (Ca2+) y el sodio (Na). Por lo tanto son importantes
porque mantienen las concentraciones necesarias de los
nutrientes o iones que necesita la célula.
Transporte Activo
Mecanismo de transporte Transporte Activo
La proteína en la membrana biológica utilizada para el
transporte activo contiene dos sitios activos.
1. Se enlaza la molécula que va a ser transportada.
 Puede enlazarse en el interior como el exterior de la
membrana
2. Se enlaza una molécula portadora de energía (Ejemplo: ATP).
 Se enlaza solo en el interior de la membrana el ATP.
proteína
Sitios activos
Mecanismo de transporte Transporte Activo
1. Se enlaza la molécula que va a ser
transportada a su sitio activo en la
proteína transportadora.
Pulse en las siguiente palabra para una demostración de cómo se
transporta una molécula a través de la membrana utilizando transporte
activo.
Transporte activo
2. Se enlaza la molécula de energía (ATP)
a su sitio activo en la proteína
transportadora.
3. El ATP cede energía a la proteína
transportadora.
4. La proteína sufre un cambio en
conformación que permite transportar la
molécula a través de la membrana en
contra del gradiente de concentración.
Membrana biológica
¿Desea continuar con el tutorial o acceder el
menú principal?
Menú Continuar
Tráfico en la membrana
Distinguir las diferencias entre los procesos de
transporte endocitosis y exocitosis.
Objetivo
Tráfico en la membrana
 La mayoría de las macromoléculas no pueden cruzar la
membrana biológica utilizando el transporte pasivo o activo.
Por lo tanto necesitan ser transportadas en vesículas.
 Hay dos procesos principales que requieren de la formación
de vesículas:
1. Endocitosis – transportar moléculas o partículas del
exterior al interior de la célula.
2. Exocitosis – expulsión de moléculas o partículas del
interior al exterior de la célula.
Tráfico en la membrana
 Las vesículas se forman a partir de la membrana biológica.
La molécula es rodeada por una invaginación de la
membrana biológica, que luego se desprende de la
membrana para formar la vesícula.
 Las vesículas son importantes porque no permiten que el
cargo se mezcle con el citoplasma de la célula.
 Ambos procesos requieren de energía para llevarse a cabo.
Tráfico en la membrana
 El proceso de endocitosis se puede clasificar en tres tipos:
1. Pinocitosis – es la acción de beber. La célula adquiere líquido
extracelular o partículas pequeñas. Ejemplo: una gota.
2. Fagocitosis – es la acción de comer. Puede capturar
partículas grandes incluyendo organismos enteros. Ejemplo:
Amiba y las células blancas.
 Durante la endocitosis se invagina la membrana biológica para
obtener una partícula del exterior, se forma una vesícula
intracelular que luego libera la partícula.
Endocitosis
Endocitosis
Tráfico en la membrana
 El proceso de endocitosis se puede clasificar en tres tipos:
3. Endocitosis mediada por receptores – ocurre cuando
moléculas o partículas específicas se enlazan a los
receptores de la membrana. La partícula transportada por la
vesícula es llevada al lisosoma y luego esta vesícula se
funde con la membrana.
Endocitosis
Endocitosis
Tráfico en la membrana
 Durante la exocitosis las vesículas intracelulares se fusionan
con la membrana y las partículas en su interior son liberadas al
exterior de la célula.
 Se pueden liberar desechos de digestión, hormonas y otras
partículas.
 La membrana de la vesícula se incorpora a la membrana
plasmática por lo que permite que la membrana crezca. La
vesícula se funde con la membrana solo cuando la señal
adecuada ha sido recibida.
 Por lo general estas vesículas son producidas en el Aparato de
Golgi.
Exocitosis
Exocitosis
Intracelular
Extracelular
Pulse en las siguientes palabras para una demostración de
endocitosis o exocitosis.
Endocitosis Exocitosis
1. Una macromolécula sintetizada o
modificada en el aparato de
Golgi es transportada
intracelularmente en una
vesícula.
2. La vesícula se funde con la
membrana biológica
3. La macromolécula es liberada al
ambiente extracelular
1. Una macromolécula extracelular
se aproxima a la membrana
biológica.
2. La membrana biológica se
invagina y rodea la macromolécula
3. La macromolécula es
transportada intracelularmente
en una vesícula la cual se funde
con un organelo membranoso
(ej. lisosoma).
Tráfico en la membrana
Membrana biológica
¿Desea usted terminar con el módulo de tutoría o
acceder el menú principal?
Menú Terminar
Despedida
Llegamos al final de este tutorial. Fue un placer
haberles presentado los diferentes componentes de
la membrana biológica y como ocurre el transporte
de partículas y moléculas a través de la membrana.
Le agradezco el haber utilizado este tutorial. Gracias.
Agradecimientos

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Mecanismos de transporte

  • 1. Membrana Biológica Mecanismos de transporte ÁREA CIENCIAS NATURALES
  • 2. Instrucciones Menú Principal Salida (Abandonar el módulo) Retroceder Adelantar Los siguientes botones aparecen en cada una de las páginas del módulo. Utilícelos para navegar, note que puede acceder al menú principal y terminar la tutoría cuando lo desee.
  • 3. Introducción Este tutorial te ayudará a dominar los conceptos básicos sobre la membrana biológica. Reconocerás cuál es la composición de la membrana biológica y el rol de cada uno de sus componentes. Además, conocerás cómo las sustancias pueden atravesar la membrana biológica usando diferentes mecanismos de transporte. Algunas de las secciones están acompañadas de demostraciones interactivas que te ayudarán a entender mejor los conceptos presentados.
  • 4. Objetivo General Conocer la estructura, la función y los mecanismos de transporte en la membrana biológica.
  • 6. Membrana biológica  Permeabilidad  Selectividad  Mosaico  Fluido  Regular  Aislar  Difusión  Concentración GLOSARIO  Plasmólisis  Desplasmólisis  Hipertónico  Isotónico  Hipotónico  Soluto  Solvente
  • 7. Difusión Señalar los factores que permiten al agua y los solutos moverse a través de la membrana. Objetivo
  • 8. CONCEPTOS DE INTRODUCCIÓN LA CONCENTRACIÓN Es una medida del número de Moléculas de una sustancia Contenidas en un volumen determinado de un fluido GRADIENTE es la diferencia de concentración Entre el medio intra y extra celular SOLUCIÓN es una mezcla de dos o más componentes, perfectamente homogénea que se compone de un soluto y un solvente DIFUSIÓN La difusión es el movimiento de moléculas de regiones de alta concentración a regiones de baja concentración.
  • 9. Difusión Un gradiente es la diferencia en las propiedades físicas entre dos regiones cercanas. Estas pueden ser temperatura, presión, carga eléctrica (iones) o concentración. Las sustancias se mueven de un lugar a otro por el GRADIENTE DE CONCENTRACIÓN. En biología las células están a una presión y temperatura constante, por lo que se toma en consideración solo la concentración y la carga eléctrica.
  • 10. Difusión En los gradientes las partículas se mueven de el área de mayor concentración a menor concentración hasta que el movimiento neto de partículas sea cero (equilibrio). Las partículas siempre están en movimiento. A esto se le conoce como el MOVIMIENTO BROWNIANO. Este movimiento no se puede ver a simple vista. Un gradiente puede ir de menor a mayor concentración solo si se utiliza energía.
  • 11. Difusión La difusión es el movimiento de moléculas de regiones de alta concentración a regiones de baja concentración. Este movimiento continúa hasta que el movimiento neto de moléculas sea cero (Equilibrio). La difusión ocurre debido al gradiente de concentración. Para representar la difusión experimentalmente se usan soluciones, las cuales contienen un solvente y un soluto. Si desea ver un ejemplo de difusión pulse en el siguiente enlace: Ejemplo de difusión
  • 12. Ejemplo de difusión Vamos a añadir una gota de colorante (soluto) en un vaso con agua (solvente). Tanto las moléculas de colorante como las moléculas de agua se moverán de áreas de mayor concentración a áreas de menor concentración hasta que el equilibrio sea alcanzado.
  • 13. QUIZ DE BIOLOGÍA 7° PREGUNTA 1 ¿A la medida del número de moléculas de una sustancia contenidas en un volumen determinado de un fluido, se le llama? PREGUNTA 2 ¿La sustancia que se disuelve en un fluido, se llama?
  • 14. Difusión Algunos factores que afectan la difusión son: Mientras mayor sea el gradiente de concentración más rápida será la difusión.  temperatura  presión  corrientes eléctricas  tamaño de la molécula.
  • 15. Difusión La difusión en la membrana biológica es limitada, solo moléculas pequeñas y sin carga pueden cruzar la membrana biológica por difusión. Por ejemplo el agua, bióxido de carbono (CO2), oxigeno (O2), y alcoholes pueden cruzar la doble capa de fosfolípidos que compone la membrana. Los iones y moléculas polares (Hidrofílicas) como los aminoácidos y las azucares pueden cruzar la membrana lentamente. Este movimiento es más eficiente si estas moléculas utilizan las proteínas portadoras de la membrana.
  • 16. Membrana biológica ¿Desea continuar con el tutorial o acceder el menú principal? Menú Continuar
  • 17. Mecanismo de transporte Diferenciar los mecanismos de transporte de sustancias a través de la membrana biológica. Objetivo
  • 18. Mecanismo de transporte Pulse en el mecanismo de transporte que le gustaría estudiar. Transporte Pasivo Transporte Activo Las sustancias se pueden mover a través de la membrana biológica por medio de dos tipos de transporte: trasporte pasivo y transporte activo
  • 19. Mecanismo de transporte TRANSPORTE PASIVO Transporte Pasivo  Transporte pasivo - las sustancias se mueven a través de la membrana biológica a favor de un gradiente de concentración.  Este proceso no requiere energía y son los fosfolípidos y proteínas de la membrana las que regulan que moléculas pueden cruzar.  Este movimiento puede ocurrir en ambas direcciones de la membrana.
  • 20. Mecanismo de transporte El transporte pasivo puede ser dividido en tres tipos principales: Transporte Pasivo 1. difusión simple 2. difusión facilitada 3. osmosis Pulse en el tipo de transporte pasivo que desea aprender Transporte Pasivo
  • 21. Mecanismo de transporte 1. DIFUSIÓN SIMPLE Ya que conoces el modelo del fluido mosaico sabes que la membrana es semipermeable y esto permite que algunas moléculas puedan cruzar la membrana con mayor facilidad que otras. Por ejemplo el agua y los gases disueltos como el oxígeno y el bióxido de carbono (O2 y CO2) pueden cruzar la membrana biológica porque son moléculas pequeñas y pueden atravesar la doble capa de fosfolípidos. Otras moléculas que cruzan con facilidad la membrana biológica son aquellas solubles en lípidos como el alcohol etílico, algunas vitaminas (A, D y E) y hormonas esteroideas. Transporte Pasivo
  • 22. Mecanismo de transporte La rapidez de la difusión simple es función del gradiente de concentración, tamaño de la molécula, temperatura y la facilidad con la que se disuelve en lípidos. O2 CO2 O2 CO2 Pulse en los símbolos de O2 y CO2 en el dibujo para una demostración de cómo estas moléculas cruzan la membrana biológica por difusión simple. Transporte Pasivo
  • 23. Mecanismo de transporte Conteste si la siguiente aseveración en cierta o falsa. Transporte Pasivo Una molécula hidrofílica pequeña puede cruzar la membrana biológica con mayor facilidad que una molécula hidrofóbica pequeña. cierto falso Las colas de los fosfolípidos son hidrofóbicas Correcto, una molécula hidrofóbica cruzará la membrana con mayor facilidad porque el interior de la membrana biológica es hidrofóbico (colas de los fosfolípidos). Lo siento, la respuesta correcta es falso. Recuerda que el interior de la membrana es hidrofóbico y por esta razón una molécula hidrofóbica pequeña cruzará la membrana con mayor facilidad que una hidrofílica.
  • 24. Mecanismo de transporte Como ya sabes no todas las moléculas biológicas pueden cruzar la membrana. Para ayudar a transportar la mayoría de las moléculas solubles e iones a través de la membrana existen proteínas transportadoras de canal o portadoras. 2. DIFUSIÓN FACILITADA  Canales – son poros que atraviesan la membrana, la mayoría de ellos son hifrofílicos en el interior. canales portadoras  Portadoras – contienen sitios activos. Proteínas pequeñas, aminoácidos y azucares se enlazan al sitio activo, lo que ocasiona un cambio en la conformación de la proteína que permite a las moléculas cruzar la membrana. Transporte Pasivo
  • 25. Mecanismo de transporte Las moléculas pueden cruzar la membrana en ambas direcciones. La dirección depende del gradiente de concentración, o sea las moléculas se mueven de un área de mayor concentración a un área de menor concentración. Pulse en las siguientes palabras para una demostración de la difusión facilitada. Canales Portadoras 1. La molécula se enlaza a la proteína transportadora 2. Esto ocasiona un cambio en conformación de la proteína transportadora 3. La molécula es liberada al otro lado de la membrana. Las moléculas cruzan la membrana utilizando la proteína de canal. Transporte Pasivo
  • 26. QUIZ DE BIOLOGÍA 7° PREGUNTA 1. Responda falso o verdadero ¿La rapidez de la difusión simple depende del gradiente de concentración? PREGUNTA 2. Responda falso o verdadero ¿La diferencia fundamental entre la difusión simple y la facilitada, es que en la última las moléculas necesitan de transportadores para poder entrar o salir de la célula?
  • 27. Mecanismo de transporte Osmosis es la difusión de agua a través de la membrana biológica. 3. OSMOSIS  La dirección en la cual se mueve el agua en la membrana biológica depende del gradiente de concentración. Esto significa que el agua se moverá de donde hay mayor concentración de agua hacia donde hay menor concentración hasta que el movimiento neto de agua sea cero.  Las proteínas de canal en la membrana biológica que solo permiten el paso de agua se llaman ACUAPORINAS. Transporte Pasivo
  • 28. Mecanismo de transporte Osmosis es la difusión de agua a través de la membrana biológica. 3. Osmosis  El agua pura tiene la mayor cantidad de moléculas de agua posible.  El agua es el solvente universal, la mayoría de las sustancias se disuelven en agua. Transporte Pasivo
  • 29. Vamos a hacer un ejercicio de osmosis para repasar los conceptos. Usted tiene en un recipiente dos soluciones de azúcar separadas por una membrana permeable al agua. Al lado izquierdo de la membrana la solución contiene 20% de azúcar, mientras la solución de la derecha contiene un 40% de azúcar. Vea dibujo. Transporte Pasivo Mecanismo de transporte 20% azúcar 40% azúcar Membrana semipermeable azúcar agua ¿En que dirección se moverá el agua ? Correcto, el agua se moverá hacia la derecha hasta que el movimiento neto de agua sea cero (alcance el equilibrio). Ambas soluciones tendrán un 30% de azúcar. Lo siento, la respuesta correcta es hacia la derecha. Esto se debe a que el agua se moverá de donde hay mayor concentración de agua hacia donde hay menor hasta que el movimiento neto de agua sea cero. izquierda derecha
  • 30. Mecanismo de transporte  Isotónica, iso (igual) tónica (tonicidad), si ambas soluciones tienen la misma concentración de soluto. Transporte Pasivo Las soluciones pueden tener diferentes concentraciones de soluto. La tonicidad se usa para comparar las concentraciones de soluto de dos soluciones separadas por una membrana selectivamente permeable al agua. Se dice que una solución es:  Hipertónica, hiper (exceso), es la solución con mayor concentración de soluto entre dos soluciones. La solución de la izquierda es hipertónica con respecto a la solución de la derecha  Hipotónica, hipo (menos de), es la solución con menor concentración de soluto entre dos soluciones. La solución de la derecha es hipotónica con respecto a la solución de la izquierda. 25% soluto 25% soluto 75% soluto 25% soluto 75% soluto 25% soluto
  • 31. Mecanismo de transporte Transporte Pasivo Vamos a hacer unos ejercicios de completar las oraciones para distinguir entre una solución isotónica, hipertónica e hipotónica. Una bolsa permeable al agua que contiene una solución de azúcar al 20% es sumergida en un recipiente con una solución de 30% de azúcar. La solución en la bolsa es _________ con respecto a la solución en el recipiente. 30% 20% hipotónica hipertónicaisotónica Lo siento, la contestación correcta es hipotónica porque la concentración de azúcar en la bolsa es menor que la concentración de azúcar en el recipiente Correcto, la solución en la bolsa es hipotónica con respecto a la solución en el recipiente porque la concentración de azúcar es menor.
  • 32. Mecanismo de transporte 30% 20% Ya que sabes que la solución en la bolsa es hipotónica con respecto a la solución del recipiente, esperas tú que por osmosis el agua: Entre a la bolsa Salga de la bolsa Movimiento neto sea cero Transporte Pasivo Correcto, hay mayor concentración de agua dentro de la bolsa que en el recipiente. Debido al gradiente de concentración el agua saldrá de la bolsa hacia el recipiente. Lo siento, el agua saldrá de la bolsa porque hay mayor concentración de agua dentro de la bolsa que en el recipiente.
  • 33. Mecanismo de transporte Una bolsa permeable al agua que contiene una solución de azúcar al 30% es sumergida en un recipiente con una solución de 30% de azúcar. La solución en la bolsa es _________ con respecto a la solución en el recipiente. 30% 30% hipotónica hipertónicaisotónica Lo siento, la contestación correcta es isotónica porque la concentración de azúcar en la bolsa y en el recipiente es la misma. Correcto, la solución en la bolsa es isotónica con respecto a la solución en el recipiente porque la concentración de azúcar es igual en ambos. Transporte Pasivo
  • 34. Mecanismo de transporte 30% 30% Ya que sabes que la solución en la bolsa es isotónica con respecto a la solución del recipiente, esperas tú que por osmosis el agua: Entre a la bolsa Salga de la bolsa Movimiento neto sea cero Correcto, la concentración de agua dentro de la bolsa y en el recipiente es la misma. No hay un gradiente de concentración por lo tanto el movimiento neto de agua es cero. Lo siento, el movimiento neto de agua es cero porque la concentración de agua en la bolsa y en el recipiente es la misma. Transporte Pasivo
  • 35. Mecanismo de transporte Transporte Pasivo Una bolsa permeable al agua que contiene una solución de azúcar al 40% es sumergida en un recipiente con una solución de 60% de azúcar. La solución en la bolsa es _________ con respecto a la solución en el recipiente. 60% 40% hipotónica hipertónicaisotónica Lo siento, la contestación correcta es hipotónica porque la concentración de azúcar en la bolsa es menor que la concentración de azúcar en el recipiente Correcto, la solución en la bolsa es hipotónica con respecto a la solución en el recipiente porque la concentración de azúcar es menor.
  • 36. Mecanismo de transporte 60% 40% Ya que sabes que la solución en la bolsa es hipotónica con respecto a la solución del recipiente, esperas tú que por osmosis el agua: Entre a la bolsa Salga de la bolsa Movimiento neto sea cero Transporte Pasivo Correcto, hay mayor concentración de agua dentro de la bolsa que en el recipiente. Debido al gradiente de concentración el agua saldrá de la bolsa hacia el recipiente. Lo siento, el agua saldrá de la bolsa porque hay mayor concentración de agua dentro de la bolsa que en el recipiente.
  • 37. Mecanismo de transporte Transporte Pasivo Una bolsa permeable al agua que contiene una solución de azúcar al 60% es sumergida en un recipiente con una solución de 40% de azúcar. La solución en la bolsa es _________ con respecto a la solución en el recipiente. 40% 60% hipotónica hipertónicaisotónica Lo siento, la contestación correcta es hipertónica porque la concentración de azúcar en la bolsa es mayor que la concentración de azúcar en el recipiente Correcto, la solución en la bolsa es hipertónica con respecto a la solución en el recipiente porque la concentración de azúcar es mayor.
  • 38. Mecanismo de transporte 40% 60% Ya que sabes que la solución en la bolsa es hipertónica con respecto a la solución del recipiente, esperas tú que por osmosis el agua: Entre a la bolsa Salga de la bolsa Movimiento neto sea cero Transporte Pasivo Correcto, hay mayor concentración de agua en el recipiente que en la bolsa. Debido al gradiente de concentración el agua entrará del recipiente a la bolsa. Lo siento, el agua del recipiente entrará a la bolsa porque hay mayor concentración de agua en el recipiente que en la bolsa.
  • 39. Mecanismo de transporte Antes de continuar con el módulo de tutoría debe dominar los conceptos de solución hipertónica, hipotónica e isotónica. Si usted entiende que no los domina puede pulsar el botón de repasar para regresar a este tema. Repasar Continuar Transporte Pasivo
  • 40. Mecanismo de transporte El citosol de la célula animal es isotónico con respecto a su ambiente extracelular. Por ejemplo:  Un glóbulo rojo es isotónico con respeto a su ambiente, por lo tanto la cantidad de agua que entra y sale del glóbulo es la misma. Osmosis y la célula animal Transporte Pasivo
  • 41. Mecanismo de transporte  Si sumergimos un glóbulo rojo en una solución salina al 0.9%, la cuál es isotónica al citosol de los glóbulos rojos, no habrá ningún cambio en el glóbulo rojo porque la cantidad de sustancias que entran es la misma de la que sale. Transporte Pasivo 0.9% 0.9% 0.9%
  • 42. Mecanismo de transporte  Si sumergimos en glóbulo rojo en una solución hipertónica con respeto al citosol del glóbulo rojo (agua salina mayor de 0.9%), la célula comenzará a perder agua debido al gradiente de concentración. Esta perdida ocasiona que la célula se encoja y posteriormente se muera (crenación). Transporte Pasivo 0.9%> 0.9% > 0.9%
  • 43. Mecanismo de transporte  Si sumergimos una célula en una solución hipotónica con respeto al citosol del glóbulo rojo (agua pura), la célula comenzará a ganar agua, hasta hincharse o reventar. A este proceso se le conoce como citolisis. Hemólisis si se refiere a glóbulos rojos. Transporte Pasivo 0.9%< 0.9%< 0.9%
  • 44. Mecanismo de transporte El citosol de la célula vegetal, a diferencia de la célula animal, es hipertónico con respecto a su ambiente. Estas células poseen una vacuola central que a su vez es hipertónica con respecto al citosol. Por lo tanto, estas células sobreviven porque obtienen el agua del ambiente a través de osmosis. Osmosis y la célula vegetal Transporte Pasivo Pared celular Membrana celular Vacuola central núcleo
  • 45. Si sumergimos una célula vegetal en una solución hipotónica entonces el agua entrará a la célula por el proceso de osmosis. El agua que entra llena la vacuola central ocasionando que esta empuje la membrana celular contra la pared celular. Mecanismo de transporte Transporte Pasivo < 0.9% 0.9% Es la pared celular de la célula vegetal la que no permite que la célula explote. La presión que ejerce el agua dentro de la vacuola se conoce como presión de turgencia.
  • 46. < 0.9% 0.9% Mecanismo de transporte
  • 47. Mecanismo de transporte Transporte Pasivo  Por lo tanto, la membrana se aleja de la pared celular a medida que la vacuola pierde agua, el citoplasma se encoje y la célula se marchita.  0.9%< 0.9% Si sumergimos una célula vegetal en una solución hipertónica, esta pierde la presión de turgencia debido a la perdida de agua. Esta pérdida de agua progresiva se llama PLASMÓLISIS
  • 48. Mecanismo de transporte 0.9%< 0.9% Si la célula nuevamente empieza a ganar agua, se llama DESPLASMÓLISIS
  • 49. Mecanismo de transporte  El transporte activo se diferencia del pasivo porque este necesita energía para poder transportar moléculas a través de la membrana.  En este caso si existe un control direccional de movimiento ya sea hacia dentro o fuera de la célula.  La energía es necesaria porque el transporte ocurre en contra del gradiente de concentración. Transporte Activo
  • 50. Mecanismo de transporte  Para poder transportar las moléculas se necesitan unas proteínas en la membrana que se suelen conocer con el nombre de bombas.  A través de ellas se pueden transportar moléculas como el calcio (Ca2+) y el sodio (Na). Por lo tanto son importantes porque mantienen las concentraciones necesarias de los nutrientes o iones que necesita la célula. Transporte Activo
  • 51. Mecanismo de transporte Transporte Activo La proteína en la membrana biológica utilizada para el transporte activo contiene dos sitios activos. 1. Se enlaza la molécula que va a ser transportada.  Puede enlazarse en el interior como el exterior de la membrana 2. Se enlaza una molécula portadora de energía (Ejemplo: ATP).  Se enlaza solo en el interior de la membrana el ATP. proteína Sitios activos
  • 52. Mecanismo de transporte Transporte Activo 1. Se enlaza la molécula que va a ser transportada a su sitio activo en la proteína transportadora. Pulse en las siguiente palabra para una demostración de cómo se transporta una molécula a través de la membrana utilizando transporte activo. Transporte activo 2. Se enlaza la molécula de energía (ATP) a su sitio activo en la proteína transportadora. 3. El ATP cede energía a la proteína transportadora. 4. La proteína sufre un cambio en conformación que permite transportar la molécula a través de la membrana en contra del gradiente de concentración.
  • 53. Membrana biológica ¿Desea continuar con el tutorial o acceder el menú principal? Menú Continuar
  • 54. Tráfico en la membrana Distinguir las diferencias entre los procesos de transporte endocitosis y exocitosis. Objetivo
  • 55. Tráfico en la membrana  La mayoría de las macromoléculas no pueden cruzar la membrana biológica utilizando el transporte pasivo o activo. Por lo tanto necesitan ser transportadas en vesículas.  Hay dos procesos principales que requieren de la formación de vesículas: 1. Endocitosis – transportar moléculas o partículas del exterior al interior de la célula. 2. Exocitosis – expulsión de moléculas o partículas del interior al exterior de la célula.
  • 56. Tráfico en la membrana  Las vesículas se forman a partir de la membrana biológica. La molécula es rodeada por una invaginación de la membrana biológica, que luego se desprende de la membrana para formar la vesícula.  Las vesículas son importantes porque no permiten que el cargo se mezcle con el citoplasma de la célula.  Ambos procesos requieren de energía para llevarse a cabo.
  • 57. Tráfico en la membrana  El proceso de endocitosis se puede clasificar en tres tipos: 1. Pinocitosis – es la acción de beber. La célula adquiere líquido extracelular o partículas pequeñas. Ejemplo: una gota. 2. Fagocitosis – es la acción de comer. Puede capturar partículas grandes incluyendo organismos enteros. Ejemplo: Amiba y las células blancas.  Durante la endocitosis se invagina la membrana biológica para obtener una partícula del exterior, se forma una vesícula intracelular que luego libera la partícula. Endocitosis Endocitosis
  • 58. Tráfico en la membrana  El proceso de endocitosis se puede clasificar en tres tipos: 3. Endocitosis mediada por receptores – ocurre cuando moléculas o partículas específicas se enlazan a los receptores de la membrana. La partícula transportada por la vesícula es llevada al lisosoma y luego esta vesícula se funde con la membrana. Endocitosis Endocitosis
  • 59. Tráfico en la membrana  Durante la exocitosis las vesículas intracelulares se fusionan con la membrana y las partículas en su interior son liberadas al exterior de la célula.  Se pueden liberar desechos de digestión, hormonas y otras partículas.  La membrana de la vesícula se incorpora a la membrana plasmática por lo que permite que la membrana crezca. La vesícula se funde con la membrana solo cuando la señal adecuada ha sido recibida.  Por lo general estas vesículas son producidas en el Aparato de Golgi. Exocitosis Exocitosis
  • 60. Intracelular Extracelular Pulse en las siguientes palabras para una demostración de endocitosis o exocitosis. Endocitosis Exocitosis 1. Una macromolécula sintetizada o modificada en el aparato de Golgi es transportada intracelularmente en una vesícula. 2. La vesícula se funde con la membrana biológica 3. La macromolécula es liberada al ambiente extracelular 1. Una macromolécula extracelular se aproxima a la membrana biológica. 2. La membrana biológica se invagina y rodea la macromolécula 3. La macromolécula es transportada intracelularmente en una vesícula la cual se funde con un organelo membranoso (ej. lisosoma). Tráfico en la membrana
  • 61. Membrana biológica ¿Desea usted terminar con el módulo de tutoría o acceder el menú principal? Menú Terminar
  • 62. Despedida Llegamos al final de este tutorial. Fue un placer haberles presentado los diferentes componentes de la membrana biológica y como ocurre el transporte de partículas y moléculas a través de la membrana. Le agradezco el haber utilizado este tutorial. Gracias.