El documento explica los procesos de transporte y funcionamiento celular. Describe que la célula es esencial para la vida y depende de procesos como la nutrición y excreción. Explica los procesos de transporte de moléculas pequeñas y grandes a través de la membrana celular, incluyendo ósmosis, difusión, transporte activo, endocitosis, exocitosis y más. También incluye actividades de evaluación para comprender estos conceptos.
1. DISEÑO INSTRUCCIONAL
BIOLOGÍA GRADO 6°
TRANSPORTE Y FUNCIONAMIENTO CELULAR
Justificación
La célula es el componente esencial de la vida, de ella depende la estructura, forma,
funcionamiento, reproducción y transmisión de las características de todos los seres
vivos, por tal motivo es indispensable conocer cómo funciona, sus requerimientos y
actividades tanto a nivel interno como su relación con el medio en el que se encuentra,
pues un mal funcionamiento en uno de sus procesos conlleva a daños no solo a nivel
micro sino a nivel macroscópico de los seres vivos.
Objetivo
Explicar y comprender los procesos involucrados en el transporte de moléculas
grandes y pequeñas del medio externo hacia el interior celular, así como el movimiento
de esas sustancias en su propio interior y las transformaciones a que son sometidas
por los orgánulos internos. (NUTRICIÓN Y EXCRECIÓN CELULAR).
Temáticas o Contenidos
1. Transporte de moléculas pequeñas:
a. Transporte Activo.
b. Transporte Pasivo: Ósmosis
Difusión Simple
Difusión Facilitada
2. Transporte de Moléculas Grandes:
a. Endocitosis: Pinocitosis
Fagocitosis
b. Exocitosis
TRANSPORTE CELULAR
El transporte celular es el intercambio de sustancias entre el interior celular y el
exterior a través de la membrana plasmática. Este transporte depende del tamaño de
las partículas en movimiento, de moléculas pequeñas y de moléculas grandes.
Transporte de moléculas pequeñas
Las células requieren sustancias en su interior para su funcionamiento, lo que implica
mantener el equilibrio interno, para lo cual cuenta con una membrana semipermeable,
la cual, regula la entrada y salida de las partículas por más pequeñas que sean. Estas
partículas se transportan o se mueven entre el medio interno y el externo por medio de
dos procesos: El Transporte Activo y El Transporte Pasivo.
Transporte Pasivo
El transporte pasivo permite el paso de moléculas a través de la membrana plasmática
sin que la célula gaste energía, debido a que va a favor del gradiente de concentración
o sea de un medio de mayor concentración a otro de menor concentración, o del
gradiente de carga eléctrica. El transporte de las sustancia se realiza mediante la
2. bicapa lipídica o los canales iónicos, e incluso por medio de proteínas integrales.
Existen 3 tipos de transporte pasivo: Ósmosis, Difusión Simple y Difusión Facilitada.
Ósmosis: La ósmosis es un tipo especial de transporte pasivo en el cual sólo las
moléculas de agua son transportadas a través de la membrana. El movimiento de
agua se realiza desde el punto en que hay menor concentración de solutos al de
mayor concentración para igualar concentraciones en ambos extremos de la
membrana bicapa fosfolipídica. De acuerdo al medio en que se encuentre una célula,
la ósmosis varía.
Animación de los diferentes topos de procesos osmóticos:
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/biomoleculas/Osmos
is.htm
3. Difusión Simple y Facilitada
Es el movimiento de las moléculas de una concentración más alta a una más baja;
esto quiere decir que baja su gradiente de concentración hasta que se logra el
equilibrio y se distribuyen de manera equivalente. Es un proceso físico observable.
Las propiedades químicas y físicas de la membrana plasmática permiten que sólo
ciertos tipos de moléculas puedan entrar y salir de una célula sencillamente por
difusión.
Hay varios factores que modifican la tasa de difusión. Entre ellos figuran la
temperatura, presión, corrientes eléctricas y tamaño de las moléculas.
Es un proceso de transporte pasivo por excelencia, que puede ser simple o mediada.
DIFUSION SIMPLE
Por difusión simple se intercambian sustancias disueltas de muy bajo peso molecular,
cuanto menor tamaño molecular y mayor carácter hidrófobo, mejor difunde una
sustancia a través de la membrana. Es la difusión de agua, gases disueltos o
moléculas liposolubles por la capa doble de fosfolípidos de la membrana
citoplasmática.
Es el movimiento de las moléculas en el fluido, desde las regiones de alta
concentración hasta las de menor concentración, como es el caso del agua, gases
disueltos (oxigeno, dióxido de carbono) y moléculas liposolubles (alcohol etílico y la
vitamina A) que cruzan la membrana con facilidad.
Un ejemplo de lo anterior sería el de una gota de colorante en un vaso de agua. Con el
tiempo parecerá que la gota se más grande y palidece, y al pasar más tiempo todo al
vaso de agua se tiñe en forma uniforme pero manteniéndose pálido.
4. DIFUSION FACILITADA
Por difusión mediada o facilitada atraviesan la membrana sustancias que requieren la
mediación de proteínas de membrana que las reconocen específicamente y permiten
su paso sin que lleguen a tomar contacto directo con los lípidos hidrofóbicos. Se puede
transportar un soluto específico desde el interior de la célula al exterior o viceversa,
pero el movimiento neto es siempre desde una región de mayor concentración de
soluto a una de menor concentración. Las proteínas de canal y las proteínas
transportadoras facilitan la difusión por diferentes mecanismos.
• Las proteínas implicadas en la difusión mediada son largas cadenas
polipeptídicas y pueden ser de dos clases, proteínas transportadoras y
proteínas de canal.
• La difusión mediada por permeasas implica la unión específica de la sustancia
a la proteína en una cara de la membrana.
• La difusión mediada por proteínas de canal éstas no se unen a la sustancia.
Permiten principalmente el paso de iones a mucha mayor velocidad que las
permeasas.
• La apertura y cierre de estos canales puede estar regulada de varias formas:
5. • Regulación por unión con ligandos, sustancias como mensajeros químicos
extracelulares (hormonas y neurotransmisores), o intracelulares (iones,
nucleótidos).
• Regulación por cambios de voltaje, es decir, al modificarse la diferencia de
potencial que normalmente existe en la membrana, que recibe el nombre de
potencial de membrana. Un cambio de polaridad en un punto de la membrana
modifica la estructura del canal y se abre.
• Regulación mecánica, como consecuencia de una estimulación mecánica
directa sobre la membrana.
TRANSPORTE ACTIVO
El transporte activo es un mecanismo celular por medio del cual algunas moléculas
atraviesan la membrana celular contra un gradiente de concentración, es decir, desde
una zona de baja concentración a otra de alta concentración con el consecuente gasto
de energía. Los ejemplos típicos son la bomba de sodio-potasio, la bomba de calcio o
simplemente el transporte de glucosa.
TRANSPORTE DE MOLÉCULAS GRANDES
Cuando las moléculas que van a ingresar a la célula son de un tamaño que no es
posible que ingresen a través de su membrana, ésta modifica su forma para hacer
posible el ingreso de estas sustancias formando bolsas o vesículas para facilitar su
transporte del exterior hacia el interior. Estos procesos dependen de si las sustancias
van a entrar o a salir de la célula, así reciben los nombres de Endocitosis y
Fagocitosis, respectivamente.
ENDOCITOSIS
Es el proceso mediante el cual las células capturan e ingieren partículas grandes y
gotas de líquidos del medio extracelular. Existen 2 tipos de endocitosis: Pinocitosis y
Fagocitosis.
La Pinocitosis: En este tipo de transporte la membrana se pliega hacia adentro del
citoplasma y forma una vesícula que arrastra líquido extracelular, del cual toman
partículas muy pequeñas y nutrientes disueltos
6. La Fagocitosis: Durante este proceso la membrana celular forma unas
prolongaciones o brazos los cuales envuelven las partículas grandes o incluso células
enteras. La fagocitosis está asociada a la defensa del organismo.
EXOCITOSIS
Es el proceso mediante el cual las partículas de gran tamaño salen de la célula. Por
ejemplo muchas proteínas y lípidos producidos en el aparato de Golgi son empacados
en vesículas que al entrar en contacto con la membrana celular se fusiona con ella,
liberando su contenido al medio extracelular. Las sustancias de exceso o de desecho,
resultado de la digestión celular son eliminadas por el mismo proceso.
7. ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN
A partir de la información contenida en los documentos anteriores debe realizar las
siguientes actividades:
1. Consulta qué son los medios isotónicos, hipotónicos e hipertónicos. ¿Qué
relación tienen estos términos con la ósmosis?
2. Indique las diferencias entre:
a) Transporte activo y pasivo
b) Ósmosis y difusión simple
c) Difusión simple y difusión facilitada
d) Endocitosis y Exocitosis
e) Fagocitosis y Pinocitosis
f) Medio hipotónico y medio hipertónico
g) Medio isotónico y medio hipotónico
3. En la siguiente imagen identifique cada uno de los procesos de transporte
celular:
8. 4. Realice un mapa conceptual del tema.
5. Realice un palabra-grama con 10 de los términos más importantes del tema.
6. Como actividad de afianzamiento de los conceptos, ver los videos relacionados
en los enlaces que se presentan a continuación y, a partir de ellos, redactar las
dudas que quedaron referentes al tema de estudio:
+ https://www.youtube.com/watch?v=xcuXC2K8N7Q
+ http://www.youtube.com/watch?v=_ZTaAlqiTB4#t=252
+ http://www.youtube.com/watch?v=BV0rc8w4P7Y
+ http://www.youtube.com/watch?v=-wGpeRlzH_s
+ https://www.youtube.com/watch?v=wQOqFWSNyRQ
9. NOTA: Cada una de las actividades a realizar conducen a valorar al estudiante
en las competencias alcanzadas.
WEBGRAFÍA