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BIOLOGIA – 10º ANO
A membrana plasmática é selectivamente permeável
Apogon fragilis
Parte I – Questão de aula
A membrana celular desempenha um papel fundamental no controlo da entrada esaída de substâncias.
Relacione, em termos gerais, a estrutura da membrana plasmática com o controlo dosfluxos de materiais em pequenas quantidades entre o interior e o exterior da célula.
Nuno Correia 09/10
Permeabilidade selectiva
Nuno Correia 09/10
O transporte depende de :
• Dimensão
• Carga eléctrica do composto
• Solubilidade do composto
A membrana é permeável à água
Nuno Correia 09/10
Movimentação de água
Nuno Correia 09/10
Vacúolo Contráctil
Nuno Correia 09/10
Responsáveis pela osmorregulação, isto é, pela regulação do equilíbrio
hidríco da célula.
Como estes organismos vivem na água doce, há tendência para a água entrar
na célula por osmose. O excesso de água é drenado para as vesículas do
vacúolo contráctil que, por contracção, a expelem para o exterior através de
um poro excretor.
Dispositivo experimental
Nuno Correia 09/10
Dispositivo experimental
Nuno Correia 09/10
Pressão osmótica
pressão necessária para contrabalançar a tendênciada água para se mover, através de uma membrana selectivamente permeável, da região onde há maiorquantidade de moléculas de água para a regiãoonde há menor quantidadede moléculas de água
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A pressão osmótica da águapura é zero.
Uma solução com elevadaconcentração de soluto e, portanto, com baixa quantidadede moléculas de água, tem uma elevada pressão osmótica.
Inversamente, uma solução combaixa concentração de soluto, e, portanto, com elevada quantidade de moléculas de água, tem uma baixa pressão osmótica.
Nuno Correia 09/10
Meio hipotónico
Meio em que existe uma
baixa concentração de
soluto.
Nuno Correia 09/10
Hipertónica
Corresponde a um
meio em que existe
uma elevada
concentração de soluto
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Aquaporinas
Nuno Correia 09/10
Osmose
Movimento da água por difusão, de um meio com
elevada concentração de água para um meio com
menor concentração de água.
A favor do gradiente de concentração (+ -)
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Turgescência
Aumento de volume
celular ocorrido pela
entrada de água.
Nuno Correia 09/10
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
Nuno Correia 09/10
http://lsvr12.kanti-frauenfeld.ch/KOJ/Java/Osmosis.html
Velocidade osmótica
Nuno Correia 09/10
Movimento de água em células animais
Nuno Correia 09/10
Conclusão
Nuno Correia 09/10
Difusão simples
A água não é a única substância que se movimenta
através da membrana celular.
Nuno Correia 09/10
Difusão simples
As moléculas movimentam-se do meio onde a sua
concentração é mais elevada para o meio onde a
sua concentração é mais baixa.
Nuno Correia 09/10
Outros compostos atravessam a
membrana por difusão simples
Nuno Correia 09/10
Difusão simples
A sua ocorrência não
acarreta gastos de
energia por parte da
célula.
Nuno Correia 09/10
As células de nosso corpo são banhadas por um
líquido isotónico proveniente do sangue, que contém
água, gás oxigénio, glícidos (principalmente
glicose), aminoácidos, iões e diversas outras
substâncias.
Nuno Correia 09/10
Difusão Facilitada
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.
Nuno Correia 09/10
Taxas de difusão
Nuno Correia 09/10
Nuno Correia 09/10
Permeases
A difusão facilitada deve-se à existência de proteínas
transportadoras na membrana, que promovem a passagem
destas moléculas. As proteínas são específicas para cada
tipo de substância e denominam-se permeases.
Nuno Correia 09/10
Difusão facilitada
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Transporte Activo
Transporte de solutos
através de membranas
contra o gradiente de
concentração.
Implica consumo de
energia.
Nuno Correia 09/10
Nuno Correia 09/10
Trabalhos de Caldwell e
colaboradores
Caldwell e seus colaboradores, utilizando um axónio gigante (célula nervosa), realizaram a seguinte experiência:
a. Colocaram o axónio em água do mar, rica em cloreto de sódio. Procederam à marcação radioactiva do Na+. Ao fim de algum tempo, verificaram a presença de Na+ marcadoradioactivamente no interior do axónio.
b. Este axónio foi, seguidamente, colocado em água do mar não marcada, regularmenterenovada, recolhendo-se amostras em intervalos regulares de tempo.
c. Determinaram a radioactividade em cada amostra de água, verificando-se que decrescia com o tempo.
Nuno Correia 09/10
O que pode concluir-se relativamente ao transporte de Na+?
Ocorre transporte do ião sódio através da membrana plasmática.
Caldwell percebeu que a saída de Na+ envolve
mecanismos mais complexos do que a sua entrada. A
experiência foi repetida adicionando à água do mar
um inibidor de ATP (molécula energética) e verificaram
que havia uma diminuição no fluxo de saída de Na+.
Nuno Correia 09/10
Que hipótese terão levantado os cientistas para terem procedido ao passo anterior?
Estaria o transporte de sódio para o exterior da célula associado ao consumo de
energia?
Caldwell e colaboradores inibiram o fluxo de Na+ comadição de cianeto (inibidor da síntese de ATP), injectando em seguida, no interior do axónio, quantidades variáveis de ATP, verificando que o transporte de Na+ aumentava.
Nuno Correia 09/10
Interprete este procedimento.
Para confirmarem a conclusão anterior, inibiram o transporte e
depois voltaram a activar com a adição de ATP, para garantir com
certeza a relação de causa-efeito.
No prosseguimento dos seus trabalhos, a equipa repetiu a experiência base. Substituíram a água do mar por outro meio semelhante, de cuja composição química não fazia parte K+. Constataram que a concentração de Na+
radioactivo nas amostras diminuía bruscamente e que o valor normal era retomado na presença de K+.
Nuno Correia 09/10
Que hipótese terão levantado os cientistas para terem procedido ao passo anterior?
O transporte de sódio estaria associado ao transporte simultâneo de potássio?
A que conclusão chegaram?
Concluíram que os dois iões (sódio e potássio) são transportados simultâneamente.
Tenha em atenção os dados seguintes.
a. Todos os agentes que inibem o fluxo de saída de Na+ tambéminibem o de K+.
b. Os dois iões têm aproximadamente a mesma dimensão.
c. O k+ é muito mais abundante dentro do que fora da célula.
Nuno Correia 09/10
Com base nos dados que lhe foram fornecidos, formule uma hipótese sobre o mecanismo de
transporte Na+ e K+, contra o gradiente de concentração através da membrana plasmática.
O sódio é transportado para o exterior da célula, contra o seu gradiente de concentração e com gasto
de energia, enquanto que o potássio é transportado em paralelo para o interior da célula, também
contra o seu gradiente de concentração e com gastos de energia. Tendo em conta que os compostos
apresentam a mesma carga e dimensão semelhante, é possível que o seu transporte possa ser
efectuado pelo mesmo transportador membranar.
O transporte de compostos contra o gradiente de
concentração e com gastos de energia é efectuado
por proteínas designadas por bombas.
Nuno Correia 09/10
Bomba de Sódio
Nuno Correia 09/10
Conclusão
Nuno Correia 09/10
