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CELL MEMBRANE
BIOMOLECULES Carbohydrates Proteins Nucleid acids Lipids
MAJOR SALTS & IONS IN LIVING BEINGS
CaCO3 Ca3(PO4)2 [(SiO3)2-]n. Na+, K+, Ca2+, Mg2+, NH4
+ Cl−, PO4
3−, CO32−, HCO3
−.
GRADIENT
Physical difference between two regions of space, due to these differences
physical molecules tend to move from one region to another. In the cellular system
are concentration gradients, pressure and electrical charge.
DIFFUSION
Is the net movement of molecules in a fluid from a region of high concentration to a region
of low concentration
FLUID
A liquid or gas that can move or change shape in response to external forces
without breaking
The number of molecules in a fluid in a given unit volume.
CONCENTRATION
Transport through membranes
• Isolation and exchange with the outside of the cell
• Substance transport to and from the interior of the cell is essential for life.
• Two kinds of transport: - Passive transport (Simple diffusion, facilitated diffusion and osmosis) IN FAVOR OF A GRADIENT - Active transport (pump Na + / K +, endocytosis and exocytosis) AGAINST A GRADIENT
Transport through membranes
QUIZ “Proceso por el cual se separan las moléculas de una solución a través de una membrana semipermeable”. LA ANTERIOR DEFINICIÓN CORRESPONDE A:
A. Gradiente B. Diálisis C. Fluido D. Concentración
PASSIVE TRANSPORT
DIFUSSION
• Do not require any input of outside energy
CO2 / O2 / CH3-CH2-OH
K+ / Na+ / Ca++
PASSIVE TRANSPORT
Facilitated diffusion
http://www.youtube.com/watch?v=7Mv4bRgY3t0
PASSIVE TRANSPORT
DIFUSSION
OSMOSIS • Cytoplasm molecules à dissolved in
water. • Water = Solvent / Molecules = Soluto
• Diffusion of WATER • High concentration of water à Low
water concentration
OSMOSIS TURGOR PRESSURE PARIETAL PRESSURE
Células crenadas
Células lisadas
Células en homeostasis
Células en homeostasis
ACTIVE TRANSPORT • Require input of outside energy
ACTIVE TRANSPORT (Pump SODIUM-POTASSIUM)
1. 2.
3.
QUIZ Una célula al estar en un medio hipotónico se vuelve turgente. Indique cuál de las siguientes células vegetales se encuentra en este estado:
Saccharomyces cerevisiae
OTHER MECANISMS… ACTIVE TRANSPORT
Endocytosis Acquiring large particles Ignoring concentration gradient • phagocitosis - Particulate solid material
• pinocytosis - Liquids
• Receptor mediated
Exocytosis • Release of cellular material
GAP JUNCTIONS
QUIZ ¿Cuál de los siguientes mecanismos requiere de ATP?
A. Ósmosis B. Bomba Sodio-Potasio C. Difusión simple D. Difusión facilitada
CELL COMMUNICATION
YUXTACRINA
http://gmein.uib.es/otros/tipos_senal/tipos_senal.htm
Physical stimuli
Organisms interact with their environment...
http://www.smartyhealth.com/images/hotman_b.jpg
Organisms interact with their environment...
Chemical stimuli
Caffeine Cocaine
Dopamine
ANIMAL PHYSIOLOGY Sensory receptors
Action potentials (Na+, Ca++ and K+)
Mechanoreceptors and thermoreceptor
Cells sensitive to mechanical forces à Touch, stretching, hearing and balance
Respond to changes in temperature à infrared radiation, heat and cold
Mechanoreceptors: - MEISSNER and VATER-PACINI corpuscle = sensitive to stimuli
of PRESSURE.
Thermoreceptors: - KRAUSE corpuscle = sensitive to heat loss
or cooling. "COLD” - RUFFINI corpuscle = sensitive to heat input
or heating. HEAT
Photoreceptors • Cells containing photopigments à
absorb light and change chemically • Rhodopsin à absorb photons and
change conformation
Chemoreceptors Taste and smell are independent but there is a relationship between Location of receptors is different and respond to different substances
QUIZ ¿Cuál de estos si es un receptor sensorial?
1. tectoreceptores 2. Corpúsculos de Meissner 3. Corpúsculos de Ecknert 4. Quimiotactoreceptores
QUIZ “Si un estudiante se quema la lengua con café
muy caliente, la sensación la percibe gracias a los
corpúsculos de Ruffini”.
Verdadero Falso
NERVOUS SYSTEM: SINAPSIS
Signal molecule: Neurotransmitters (NT). • Released by a presynaptic nerve terminal
(neuron outputs the signal) that interacts with a receptor molecule of the postsynaptic membrane (neuron that receives the signal).
• Inhibitory or excitatory.
NT are "recycled" back to the presynaptic neuron.
Communication between neurons
NEUROTRANSMITTERS Acetylcholine: neuromuscular, memory, pain, heat, flavors, heart rate, salivary secretion, sleep-wake cycle. Serotonin: pleasure, mood, sleep-wake, sexual behavior, suicidal behavior, hallucinatory states for drugs, blood pressure, body temperature, is released after ejaculation. Oxytocin: hormone released during ejaculation or orgasm, labor contractions. Dopamine: euphoria, happiness, strong self-esteem. Norepinephrine: motivation, stress, energy, interest, momentum for intellectual and physical tasks. Adrenaline: response to the flight, fight, increases heart rate, blood flow to muscles.
What is the effect of drugs on the body?
Drugs affect synapse: Increase number of pulses. Neurotransmitters block recycling (NT). Interfere with the production of NT. NT prevent release.
http://www.drogasycerebro.com/
Práctica…
NaCl Glucosa Almidón
¿Tº, tamaño del poro, tamaño de la molécula?
CARBOHYDRATES Monosaccharides (Glucose, fructose, etc) Disaccharides (Sucrose, lactose, maltose) Oligosaccharides (Inulin) à 3 – 20 monosaccharides Polisaccharides (Starch, chitin, celulose, etc)
REDUCING SUGARS
They have in their molecular composition an aldehyde function (CHO). REDOX !!!
PRUEBA DE BENEDICT (Azúcares reductores)
El agente reductor (GLUCOSA) se oxida y el
agente oxidante se reduce (ÓXIDO CÚPRICO).
SE FORMA PRECIPITADO ÓXIDO CUPROSO
(-) (+) X1 X2 (-)
PRUEBA DE LUGOL (I2), DETECCIÓN POLISACÁRIDOS (almidón)
(-) X (+)
AMILOPECTINA
AMILOSA
PRUEBA DE NITRATO DE PLATA (Sales)
(-) X (+)
Cloruro de Plata Nitrato de Sodio Sustitución doble de sales donde queda una sal soluble (NaNO3 ) y hay un precipitado blanco (AgCl).
CONTROLES • Pruebas de Referencia: Resultados ya
son conocidos
Control Positivo: • Resultado negativo • Posibles errores durante el experimento
Control Negativo: • Resultado positivo • Descartar falsos positivos por contaminación.
¿Cuáles son los 3 factores que regulan el paso de moléculas (NaCl, glucosa y almidón) a través de una membrana artificial?
A. Temperatura, proteínas de membrana y tamaño de las moléculas
B. Temperatura, tamaño de los poros de la membrana y tamaño de las moléculas
C. Temperatura, tamaño de los poros de la membrana y carga de la moléculas
D. Temperatura, carga de las moléculas y tamaño de las moléculas
AZÚCARES REDUCTORES ALMIDONES SALES
Glu
co
sa
2
ml
H2O
2m
l
Bea
ker A
2
ml
Bea
ker B
2
ml
Alm
idó
n
1
ml
Na
Cl
1m
l
“37°C” POR 1 MIN
2 gotas BENEDICT
(-) Azul (+) Naranja
4 gotas NITRATO DE PLATA
(-) Sin cambio (+) Precipitado
blanco
8 gotas LUGOL
(-) Amarillo (+) Morado-Negro
TRANSPORTE PASIVO
Bea
ker A
1
ml
Bea
ker A
1
ml
Bea
ker B
1
ml
Bea
ker B
1
ml
H2O
1m
l
H2O
1m
l
ÓSMOSIS: Eritrocitos como osmómetros
2 gotas solución salina 0.4% Hipotónica
2 gotas solución salina 0.9% ≈ Isotónica
2 gotas solución salina 2.0% Hipertónica
CONTROL (no agregar nada) Isotónica
H2O destilada por 5min
Observar al microscopio
y reportar estado
Sucrosa al 30% por 10min
Observar al microscopio y
reportar diferencias frente al estado anterior
ÓSMOSIS: “PLASMÓLISIS” en Egeria sp.
TRANSPORTE ACTIVO
1 2 BAÑO MARIA
100ºC por 10 min
Incubadora 30ºC por 10 min
4ml de Glucosa 2%
6 gotas ROJO CONGO
enfriar
Agitar los tubos y
esperar 5min
Montaje en lamina y reportar
Agregar 2ml de solución de Levadura 0.2%
RESULTADOS TRANSPORTE
TRANSPORTE PASIVO AZÚCARES
REDUCTORES ALMIDONES SALES
Fue positivo tanto en el beaker A como en
el B. Como el beaker B
estuvo a 37ºC el color fue mucho más
intenso respecto al beaker que estuvo a
Tº amb. Esto evidenció que la cinética de las
moléculas aumentó a 37ºC.
Fue negativo tanto en el beaker A como en el B. El
tamaño del poro es más pequeño que
el tamaño de la molécula y por esto
el almidón no se evidenció en la
prueba bioquímica con lugol
Fue positivo tanto en el beaker A
como en el B. Las sales son las
moléculas más pequeñas de las tres y éstas pasan
en mayor proporción respecto
a las otras. Se evidenció más
precipitado en el beaker a 37ºC.
ÓSMOSIS: Eritrocitos como osmómetros
La concentración de sales en la sangre es aproximadamente 0,88%. Por esto los eritrocitos a 0,9% se ven casi que de la misma forma que en
el control.
En una solución hipertónica como 2% se supone que pierden agua y
por tanto los observaron CRENADOS.
En una solución hipotónica como 0,4% se supone que absorben agua y por tanto se observan HINCHADAS
o algunas LISADAS.
ÓSMOSIS: “PLASMÓLISIS” Se supone que en presencia de H2O
destilada, las células vegetales absorben H2O para disminuir la
concentración de solutos al interior de la célula respecto al medio. Por tanto
aquí se observaron TURGENTES (los plastidios y la membrana bordeando la
pared celular).
En presencia de NaCl, las células vegetales pierden agua para disminuir la concentración de sales al exterior de la célula respecto al interior. Por tanto
aquí se observaron PLASMOLISADAS (los plastidios y la membrana recogidos al
centro de la célula)
Saccharomyces cerevisiae
las levaduras usan la glucosa para obtener ATP y expulsan de su citosol el rojo
congo (colorante tóxico). Por tanto se ven blancas
las levaduras se mueren (se denaturan proteínas) y no pueden expulsar de su citosol el rojo congo. Por tanto se ven rojas
30°C 100°C
TRANSPORTE ACTIVO
Sentido del gusto
NaCL1%
Limón
Café 1%
- Limpiar lengua con papel y agua antes de iniciar. - Debe pasar todas las soluciones por los 4 puntos de la lengua
1 2 2
3 3 4
Deben identificar SI SIENTEN O NO el sabor en cada punto y en que
INTENSIDAD
Azúcar 3%
Agudeza sentido del gusto
Azúcar 0,5%
Azúcar 2%
Azúcar 6%
- Limpiar lengua con papel y agua antes de iniciar. - PUEDEN REALIZARLO AGREGANDO LAS GOTAS
DIRECTAMENTE O CON COPITO!!!!
Relación gusto y olfato
SIN OLFATO (ALGODÓN EN LA NARIZ) CON OLFATO
1 2 3 4 1 2 3 4
La persona con los ojos vendados determinará el sabor de cada compota (YO LES DIRÉ LOS SABORES REALES AL FINAL DE LA PRÁCTICA)
- Limpiar lengua con papel y agua antes de iniciar. - OJOS VENDADOS Y PREFERIBLEMENTE ALGUIEN QUE NO FUME
LES PEDÍ 6 COMPOTAS
Receptores de la piel – distribución de percepción cutánea
Ruffini, Krausser Meissner y Vater-Pacini
Agua caliente
Agua fría
Termorreceptores de la piel – Naturaleza del estímulo térmico
1 2
AGUA FRÍA AGUA AMBIENTE AGUA CALIENTE
OJO: deben dejar sus dedos 1 – 2 minutos en el agua fría y en el agua
caliente, antes de pasar al agua ambiente
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