ESCOLA SECUNDÁRIA DE LOUSADA

Biologia - Geologia (10º ano)

Transportes transmembranares

Soluto Solvente

Substância que se Substância na qual se

pode dissolver dissolve o soluto

(formando uma solução)

Concentração

Razão entre a massa de uma

substância e o volume da solução

Concentração

Razão entre a massa de uma substância e o volume da solução

SOLUÇÃO A: Numa solução com 10 mL, estão dissolvidos

10g de açúcar

SOLUÇÃO B: Numa solução com 10 mL, estão dissolvidos

30g de açúcar

Meio hipotónico Meio hipertónico Meio “menos” Meio “mais”

concentrado concentrado

(menor quantidade de soluto) (maior quantidade de soluto)

“ Deve existir um

não só no amor, mas em algo maior

que isso, na vida. “ Autor desconhecido

… E TAMBÉM NAS

CÉLULAS!!!

Aspecto de glóbulos vermelhos (células animais) colocados em diferentes meios…

GLÓBULOS VERMELHOS COLOCADOS NUM MEIO HIPOTÓNICO

No sentido de equilibrar as

concentrações dentro e fora da

célula a água tenderá a entrar

para o seu interior!

A célula aumenta de volume!

GLÓBULOS VERMELHOS COLOCADOS NUM

MEIO HIPERTÓNICO

No sentido de equilibrar as

concentrações dentro e fora da

célula a água tenderá a sair

para o exterior!

A célula diminui de volume!

GLÓBULOS VERMELHOS COLOCADOS NUM MEIO ISOTÓNICO

Uma vez que as concentrações

dentro e fora da célula são

semelhantes, a quantidade de

água que entra na célula é igual

à água que sai …

A célula mantém o seu volume!

Meio extracelular

hipertónico

Meio isotónico

Meio extracelular hipotónico

A concentração de solutos fora

da célula é menor que dentro

A concentração de solutos é maior fora da célula

CÉLULA

PLASMOLISADA

da célula

CÉLULA

TÚRGIDA

Hipertónico

Isotónico

Hipotónico

Aspecto de células vegetais colocadas em diferentes meios…

Célula “em equilíbrio

Célula colocada num

meio isotónico

Célula “ganhou” água Célula “perdeu” água

Célula colocada num Célula colocada num

meio hipotónico meio hipertónico - água destilada - - Solução de cloreto de sódio -

Células da epiderme da cebola

Células da epiderme da cebola

coradas com vermelho neutro e

coradas com vermelho neutro e

colocadas num meio hipotónico

colocadas num meio hipertónico

As células vegetais não sofrem

lise celular!!!

As células vegetais

apresentam parede celular,

Célula vegetal ao microscópio electrónico

estrutura rígida que oferece

resistência e que impede a lise

(“rebentamento”) - as células animais,

por não a apresentarem, tornam-se mais

susceptíveis a este fenómeno (só

acontece se foram colocadas em meios

hipotónicos!)

A osmose é o nome dado ao movimento da água (pequena molécula polar fundamental

à vida) entre meios com concentrações diferentes, separados por uma membrana

semipermeável!

(permeável à água mas não aos solutos)

http://www.youtube.com/watch?v=sdiJtDRJQEc

Este movimento da água ocorre sempre do meio

hipotónico para o meio hipertónico em soluto!

Este tipo de transporte ocorre no sentido de

tentar atingir-se um equilíbrio…

Este tipo de transporte ocorre sem gastos de

energia por parte da célula: transporte passivo

Poderíamos comparar o transporte passivo ao movimento de uma pedra

(neste caso, água) caindo do alto de um prédio a favor da gravidade b

(neste caso , a favor de um equilíbrio), e por isso sem gasto de energia!

PRESSÃO OSMÓTICA

Corresponde à pressão que tem

de ser feita para contrariar o processo osmótico!

by

PRESSÃO DE TURGESCÊNCIA

Corresponde à pressão que o

conteúdo celular exerce sobre as

paredes celulares, quando a célula fica túrgida após a

entrada de água!

PRESSÃO OSMÓTICA

b

A água pura

(destilada) está

separada de uma

solução com 5% de

soluto por uma

membrana

semipermeável.

Para impedir o

movimento da

água exerce-se

uma força com

um pistão sobre o topo da solução - essa força

corresponde à

pressão osmótica!

PRESSÃO OSMÓTICA

Observa-se claramente o fenómeno

da osmose ao temperarmos uma

salada de alface com vinagre e

sal. O meio externo, por ser mais

concentrado que as folhas, “retira”

água destas por osmose.

Consequência: decorridos vários

minutos, as folhas ficam murchas.

Quando se torna necessária a

administração de soluções fisiológicas

no sangue (o chamado “ficar a soro”),

os pacientes recebem uma solução

isotónica em relação às hemácias

(0,9% de cloreto de sódio), pois

somente esta manterá o volume das

hemácias!

Quando fazemos análises, um dos parâmetros

a diagnosticar pode ser a quantidade de

hemoglobina (relacionada com problemas de

anemia). Esta é um pigmento existente no

interior dos glóbulos vermelhos. Para a

contabilizar, terão de colocar-se os glóbulos

vermelhos num meio hipotónico para promover

a hemólise. Assim, a hemoglobina irá “sair”

das células!

b

b

ALGUNS PROTISTAS POSSUEM NAS

SUAS CÉLULAS VACÚOLOS CONTRÁCTEIS!

Como estes organismos vivem na água

doce, há tendência para a água entrar na

célula por osmose. O excesso de água é drenado para o vacúolo contráctil que, por contracção, a expele para o exterior através de um poro excretor.

http://www.youtube.com/watch?v=iG6Dd3COug4&featu re=related

2.1 - Classifica os meios B e C em

relação ao meio intracelular. Justifica. 2.2 - Indica qual dos meios

condiciona o estado de turgescência

celular.

4

5- As carpas são peixes que vivem água doce.

5.1 - Indica, em termos osmóticos, quais

os riscos à sobrevivência que estes

animais enfrentam.

5.2 - Prevê quais os comportamentos da

carpa em relação à quantidade de urina

excretada e em relação à quantidade de

água que ingerem/bebem. Justifica a tua

resposta.

1.1 - C

1.2 - D

1.3 - C 1.4 - As células utilizadas eram de origem animal porque no gráfico D é possível

observar que após um grande aumento do volume celular ocorre uma brusca redução

do volume da célula (para valores próximos de zero), o que significa que ocorre lise celular por rompimento da membrana - este fenómeno só ocorre em células animais. 2.1 - O meio B é hipertónico pois verifica-se a diminuição do volume do vacúolo (saiu água

da célula para o meio exterior que, certamente era muito concentrado). O meio C é hipotónico pois ocorreu um aumento do volume do vacúolo (o que significa que

a água entrou para o interior da célula - que teria de estar hipertónica em relação ao

exterior que estava hipotónico). 2.2 - Meio C

3

1: A

2: A

3: C

4: B

5: D

6: E

7: A

8: B 4-E

5.1 - Tópico 1: Vivendo em água doce, o corpo dos peixes é hipertónico em relação ao

meio; Tópico 2: por osmose, a água tenderá a entrar nas suas células; Tópico 3: Verificar-e- ão estados de turgescência e, em último caso pode até ocorrer lise celular e, em

consequência, a morte da carpa! 5.2 - Para contrabalançar a água que entra no seu corpo

por osmose a carpa irá urinar muito e beber pouco!

http://www.youtube.com/watch?v=0c8acUE9Itw&feature=related

INTERESSANTE!!!!!

VER!

Porque a água não é a única substância a atravessar a

membrana…

Na difusão simples as moléculas

movimentam-se do meio onde a

sua concentração é mais elevada

(hipertónico) para o meio onde a sua concentração é mais baixa

(hipotónico).

Este movimento preferencial dá-se até

Mais uma vez, a favor de um equilíbrio!

os meios intra e extracelular estarem

isotónicos

A difusão simples é um processo que ocorre naturalmente,

sem a célula necessitar de gastar energia !

Gases, pequenas moléculas

polares e compostos lipossolúveis

atravessam a membrana (sem uso das

proteínas como elementos transportadores)

através deste processo!

MEIO HIPERTÓNICO MEIO

b

Mas … e as substâncias que atravessam os fosfolípidos com dificuldade

(glucose, iões, etc)? … A CÉLULA PRECISA DESSAS SUBSTÂNCIAS!!!

Um elevado número de moléculas polares de dimensões consideráveis, atravessam a

membrana celular a favor do gradiente de concentração, mas a uma velocidade

superior à esperada, se o fizessem por difusão simples.

Tal como na difusão simples, a difusão facilitada

caracteriza-se pelo movimento de substâncias

(solutos) do meio hipertónico para o meio

hipotónico! No entanto o transporte é mediado!

No entanto, cada permease só consegue

transportar uma molécula de cada vez!

Difusão simples e facilitada

transportam substâncias sem

gastos de energia a favor do

gradiente de concentração

(do meio hipertónico para o

hipotónico)… a diferença reside

apenas no facto de um

processo ser não mediado

(difusão simples) e o outro ser

mediado (difusão facilitada)

b

A difusão simples é um processo

mais lento que a difusão facilitada

(para igual concentração de soluto, a

velocidade é maior neste último)

Aumentando a quantidade de soluto

a velocidade de ambos os processos

também aumenta! Mas, se se tratar

de difusão facilitada, a uma dada

altura essa velocidade estabiliza! É

QUE AS PERMEASES ESTÃO

SATURADAS (todas ocupadas no

transporte) E POR ISSO, MESMO QUE

EXISTA MUITO SOLUTO, A

VELOCIDADE DE TRANSPORTE NÃO

b AUMENTA!

ste gráfico representa um caso de

são facilitada (a uma dada altura

á estabilização da velocidade)!

Há compostos que podem competir

a mesma proteína transportadora!

este caso, a substância A compete

m a B, ganhando-lhe! (na presença

A a velocidade de transporte de B

diminui!)

A

B

m

concentração entre o meio extracelular e intracelular!

(esta diferença de concentrações pode ser vital à sobrevivência da célula! Por exemplo, as

células do fígado acumulam elevadas quantidades de glucose)

Transporte de solutos através de

membranas contra o gradiente de concentração

(do meio hipotónico para o meio hipertónico).

Implica consumo de energia (ATP).

É necessária a intervenção de

proteínas transportadoras específicas - Transporte mediado

As células transportam energia sob a forma de ATP

(a!denosina trifosfato); quando é necessário,

quebra-se um dos fosfatos (ficamos com ADP -

adenosina difosfato) e liberta-se energia (é esta

que vai ser usada!). A quebra do ATP em ADP é

ATP

adenina ADP

ribose

grupos fosfato

feita por uma enzima ATP’ase

AMBOS SÃO TRANSPORTES MEDIADOS

O transporte de compostos contra o

gradiente de concentração e com

gastos de energia é efectuado por

proteínas designadas por bombas.

Estas podem conseguir transportar

mais do que uma molécula

Pi = fosfato

No caso específico do sódio e do potássio, seria expectável, tendo presentes os valores

indicados no quadro anterior, que, a não existirem mecanismos de bombeamento de iões

que contrariem o gradiente, se atingisse o equilíbrio, graças à simples difusão dos iões

através dos respectivos canais. Graças porém às bombas de sódio/potássio, os fluxos

passivos de saída do potássio e de entrada do sódio, são constantemente contrariados por fluxos activos. Assim se mantêm os desníveis de teor destes dois iões.

Fagocitose

Pinocitose

Este tipo de transportes ocorrem

devido à necessidade da célula

transportar (para o interior -

endocitose, ou exterior -

exocitose) compostos de

elevadas dimensões ou em

elevadas quantidades num curto

espaço de tempo!

Para além dos mecanismos de

difusão e transporte de pequenas

moléculas através da membrana

plasmática, as células possuem

ainda outros recursos que

possibilitam o transporte, para o

interior (endocitose) ou o exterior

(exocitose), de macromoléculas,

partículas com maiores dimensões ou mesmo de

pequenas células .

by

b

Só é possível que

estes processos

ocorram porque

as membranas

(celulares, de

vesículas, de

organitos) são

constituídas pelos

mesmos

elementos e, por

isso, podem unir-

se!

b

EXOCITOSE E ENDOCITOSE

http://www.youtube.com/watch?v=Oy7yG2Hfbkg

GLÓBULO BRANCO FAGOCITANDO BACTÉRIA

http://www.youtube.com/watch?v=rxeHXZtHi5A&feature=related

PINOCITOSE

http://www.youtube.com/watch?v=c14pyJLhoIM

Diminui, os meios estão a

ficar isotónicos!

Em A!

http://pt-br.paperblog.com/transporte-atraves-de-membranas-biologicas-26804/

http://www.dbio.uevora.pt/jaraujo/biocel/transportes.htm

http://clientes.netvisao.pt/freiremj/m_plasm.html

1. O que significa dizer que a membrana plasmática tem permeabilidade selectiva?

Significa que ela permite trocas entre o citoplasma e o meio extracelular, mas é capaz de

“seleccionar” o que pode entrar ou sair da célula com facilidade e rapidez. Por exemplo, sendo os iões moléculas muito pequenas (no entanto, têm carga) somente cruzam a

membrana se existirem proteínas que façam o transporte! Moléculas solúveis em lípidos

atravessam-na com facilidade! Tudo isto ocorre devido à composição química da membrana (dupla camada fosfolipídica embebida em proteínas)

2. Quais as diferenças básicas entre transporte activo e passivo? No transporte activo sempre há gasto de energia e o transporte é feito contra um

gradiente, ou seja, do meio menos concentrado para o mais concentrado. Já o transporte

passivo ocorre de forma espontânea, e por isso sem gasto de energia, do meio em que a

molécula esteja em maior concentração para a de menor concentração.

3. Compare a pinocitose com a fagocitose identificando semelhanças e diferenças. Ambas envolvem o transporte em quantidade. Na pinocitose são englobadas gotículas e

não se observa mudanças na forma da célula (não há emissão de pseudópodes). Já a

fagocitose permite que sejam englobadas partículas sólidas e maiores, além disso, durante a fagocitose ocorrem grandes alterações na forma da célula (emissão de

pseudópodes).

6. Caracterize a osmose. Osmose é o transporte de água através da membrana. Assim, para equilibrar a

concentração de duas soluções separadas por essa membrana semipermeável, a água

tende a movimentar-se da solução hipotónica para a hipertónica, caracterizando-se

como um transporte do tipo passivo, ou seja, sem gasto de energia e a favor do gradiente de concentração (equilíbrio)

7. O que acontece com as células, quando são colocadas: a) numa solução hipotónica

b) numa solução isotónica c) numa solução hipertónica

a) Sofrem turgescência e, se forem animais, lise celular. b) Mantém-se o volume das células (continuam a haver trocas de água por osmose, no

entanto a quantidade de água que entra é igual à que sai. c) As células sofrem plasmólise, podendo desidratar.

8. A difusão simples e facilitada podem ocorrer em células vivas e mortas enquanto

que o transporte activo apenas se verifica em células vivas. Porquê?

O transporte activo implica o transporte de substâncias contra o gradiente de concentração, logo implica gastos de energia por parte da célula e, por isso, esta tem de estar viva! O mesmo não acontece na difusão simples e facilitada, onde os movimentos ocorrem a favor

do gradiente de concentração de uma forma natural e passiva (sem gastos de energia)

b