SOLUCIONARIO GUÍAS ESTÁNDAR ANUAL. Membrana celular: modelo de organización. Transporte a través de membrana SGUICES006CB31-A16V1

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1 SOLUCIONARIO GUÍAS ESTÁNDAR ANUAL Membrana celular: modelo de organización. Transporte a través de membrana SGUICES006CB31-A16V1

2 SOLUCIONARIO GUÍA Membrana celular: modelo de organización. Transporte a través de la membrana Ítem Alternativa Habilidad 1. E Comprensión 2. C Aplicación 3. E Reconocimiento 4. E ASE 5. B Comprensión 6. E Comprensión 7. A Comprensión 8. D Comprensión 9. E Comprensión 10. D Comprensión 11. A ASE 12. D Comprensión 13. A Reconocimiento 14. C Comprensión 15. B ASE 16. C Reconocimiento 17. E ASE 18. A Reconocimiento 19. D Comprensión 20. E Reconocimiento 21. D Reconocimiento 22. D Comprensión 23. E Comprensión 24. B ASE 25. D ASE

3 Ítem Alternativa Defensa 1. E La permeabilidad de una membrana se refiere a la facilidad con que esta es atravesada por distintos tipos de moléculas. Por lo tanto, dependerá de la naturaleza química de la membrana y de las sustancias a transportar. Por ejemplo, la naturaleza química de la membrana celular es lipoproteica y eso la convierte en una barrera selectiva al paso de moléculas. Dependiendo de la naturaleza química de estas (sustancias liposolubles o hidrosolubles) cruzarán fácilmente la membrana a través de la bicapa lipídica o requerirán una proteína de membrana para poder cruzar (opciones I y III correctas). El tamaño de los poros también es un rasgo que discrimina cuáles sustancias puede atravesar la membrana y cuáles no, ya que solo las moléculas más pequeñas que ellos podrán pasar libremente (II 2. C La difusión simple es un modelo de transporte pasivo (sin gasto de energía) porque ocurre a favor del gradiente de concentración, a través de la bicapa de fosfolípidos. Si se desea probar el ingreso de una sustancia mediante difusión simple, se inhiben los transportadores de membrana y se aumenta la concentración extracelular de la sustancia para luego medir si hay alguna variación en sus niveles intracelulares. Si la sustancia ha ingresado, se puede deducir que lo hizo a través de la bicapa de fosfolípidos, ya que los transportadores se encuentran inhibidos, descartándose tanto transporte activo como difusión facilitada. La inhibición de la formación de ATP permite evaluar si el transporte es activo o pasivo, pero no permite distinguir entre difusión simple y facilitada. Este paso es innecesario si ya se han bloqueado los transportadores (que serían las vías tanto del transporte activo como de la difusión facilitada). Por lo tanto basta con realizar los pasos 1 y 3 para probar que la sustancia de interés ingresa a la célula por difusión simple. 3. E 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 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 4. 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 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 5. 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,

4 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 in Finalmente, si bien existen proteínas que cruzan la membrana completamente (integrales), también hay las que solo están a un lado (periféricas) (E in 6. E El ingreso de la sustancia a favor del gradiente de concentración corresponde a transporte pasivo (I in Como la sustancia tiene carga eléctrica, no puede atravesar la bicapa lipídica, por lo que debe ser transportada a través de un canal iónico (II Este canal iónico es una forma de difusión facilitada (III 7. 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 8. D Las sustancias que logran ser transportadas directamente por la bicapa de fosfolípidos (difusión simple) son pequeñas (III correcta), apolares (liposolubles) (II correcta) y sin carga (I in Las sustancias que poseen carga eléctrica (iones) deben ser transportadas a través de proteínas, llamadas canales iónicos. 9. E El transporte activo en contra del gradiente de concentración implica un consumo de ATP (I 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 Aquéllas 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. 10. D El colesterol es un componente de la membrana celular, cuya función es estabilizarla mecánicamente, por tanto, no participa del transporte de membrana (III in 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 11. A La solución Y presenta una baja concentración de soluto con respecto a la X, por lo tanto tiene más agua disponible

5 (mayor potencial hídrico) con respecto a X, generándose el flujo de agua desde la solución Y a la X (A No se produce el transporte de sacarosa porque la membrana es semipermeable (permite el paso de agua pero no de solutos). 12. D El transporte de agua en la célula ocurre por osmosis, es decir, por el movimiento de agua a través de la membrana celular, desde una zona de menor concentración de solutos hacia una de mayor concentración de solutos, hasta alcanzar el equilibrio (igualar las concentraciones). En un ambiente hipertónico (alta concentración de soluto), el agua se desplaza desde el interior de la célula hacia el exterior. Por lo tanto, la célula pierde agua, en un proceso denominado plasmólisis para la célula vegetal (C incorrecta) y crenación para la célula animal (D En ambiente hipotónico (baja concentración de soluto), el agua se desplaza hacia el interior de la célula, generando el fenómeno denominado turgencia en la célula vegetal (A incorrecta) y citólisis en célula animal (B in La gemación es un proceso de reproducción asexual (alternativa E in 13. A El transporte en masa se clasifica como activo, debido a que se realiza con gasto de ATP, ya a que las sustancias que ingresan tienen un gran peso molecular (fagocitosis) o ingresan disueltas en un gran volumen (pinocitosis). Esto hace necesaria la formación de vesículas para permitir el ingreso de la sustancia a la célula, mediante una invaginación de la membrana plasmática, lo que requiere un aporte de energía. Por lo tanto, la característica que prevalece en el transporte activo en masa corresponde al tamaño de la molécula a ingresar (I correcta, II incorrecta), independientemente de si ocurre a favor o en contra del gradiente de concentración (III incorrecta), lo cual es una característica del transporte activo mediado por bombas. 14. C Por el ingreso masivo de agua desde el medio extracelular al intracelular, se genera la turgencia, es decir, la membrana plasmática ejerce presión contra la pared celular debido al aumento del volumen celular. Esto ocurre porque la vacuola central, que almacena la mayor parte del agua en la célula vegetal, desplaza a los demás componentes celulares hacia un borde de la membrana y esta presiona a su vez contra la pared celular rígida (C La condición citolizada, corresponde al mismo ambiente, pero a una célula animal, que carece de pared celular, por lo que se rompe, liberando su contenido al medio extracelular, cuando ingresa mucha agua a la célula (E in La crenación y la plasmólisis ocurren ante la pérdida masiva de agua, en una célula animal (D incorrecta) y en una célula vegetal (A incorrecta), respectivamente. 15. B El gráfico muestra una disminución de la concentración extracelular de glucosa a través del tiempo. Sin embargo, esto corresponde a una afirmación derivada directamente de la observación del gráfico, mientras que en la pregunta

6 se pide inferir a partir del gráfico. A partir de los datos del enunciado y de los resultados del gráfico, es posible llegar a la idea (inferir) de que si la glucosa extracelular ha disminuido, se ha producido también un aumento de la misma en el espacio intracelular (hepatocitos) (alternativa B 16. C En la membrana de todas las células existe la bomba sodio potasio ATPasa, que hidroliza ATP para transportar el sodio hacia el exterior de la célula, en contra de su gradiente de concentración (alternativa C El transporte activo ocurre en contra del gradiente de concentración (alternativas A y B incorrectas), con gasto de energía (alternativa E in La difusión facilitada es una forma de transporte pasivo (alternativa D incorrecta), ya que ocurre a favor del gradiente de concentración y no consume ATP. 17. 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 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. 18. A Las sustancias que cruzan a través de la bicapa fosfolipídica, son de tamaño molecular pequeño y sin carga eléctrica (A El transporte de iones, como Na + y K +, requiere de proteínas de membrana, como canales iónicos o bombas (B in El transporte de monosacáridos y aminoácidos, como la glucosa y la galactosa, requiere transportadores de membrana (proteínas), como por ejemplo, los cotransportadores glucosa sodio y aminoácido sodio, que se encuentran en las células del epitelio intestinal (C y E incorrectas). Los disacáridos, como sacarosa y maltosa, deben ser hidrolizados a monosacáridos antes de ser transportados hacia el interior de las células, ya que no existen transportadores para ellos (D in 19. D La denominación de activo hace referencia al hecho de

7 que para movilizar la sustancia se requiere un gasto de energía. 20. 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 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 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 21. 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. 22. 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 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 in 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 23. E En las figuras A y B se muestran dos tipos de procesos de transporte en masa, correspondientes a endocitosis. En la figura A se muestra el proceso de pinocitosis, que corresponde a un transporte en masa de un fluido hacia el interior de la célula, mediante la formación de una vesícula o pinosoma. Este tipo de transporte se utiliza para transportar sustancias orgánicas o nutrientes disueltos (opciones 1 y 3 correctos para la figura A). La figura B muestra la ingestión de una bacteria por parte de un glóbulo blanco, como mecanismo de defensa. Esto corresponde a un proceso de fagocitosis, donde las

8 sustancias ingeridas por la célula se encuentran en forma de partículas (no fluidos). Este tipo de transporte se utiliza para ingresar a la célula moléculas de gran masa molar y gran tamaño (1 correcta y 2 incorrecta para la figura B) o incluso microorganismos completos (3 correcta para la figura B). 24. 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 25. 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 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 in