Membrana plasmática: Transporte passivo

Olá meus queridos alunos! Hoje estudaremos o transporte passivo da membrana plasmática.

Boa aula.

     

Uma das características da membrana plasmática é a sua permeabilidade seletiva. Ou seja, ela controla a entrada e saída das substâncias que entram e saem da célula. 

O controle da entrada e saída  destas substâncias se dá por meio do transporte passivo.

Neste tipo de transporte não ocorre gasto de energia para que as substâncias entrem e saem da célula.

Observe  no desenho acima as setas de cor verde e vermelha, mostrando a entrada e saída de certas substâncias. No transporte passivo a passagem de substâncias se dão do meio mais concentrado para o meio menos concentrado.

Na membrana plasmática ocorre 3 tipos de transporte passivo:

- Difusão simples,

- Difusão facilitada 

- Osmose

                                                        Difusão Simples

Na difusão simples, o transporte das substâncias ocorre do meio onde há maior concentração de solutos para o meio onde há menor concentração de solutos. Até atingir o equilíbrio destas concentrações.

Maior concentração da-se o nome de hipertônico.

Menor concentração da-se o nome de hipotônico.

Equilíbrio das concentrações das-se o nome de isotônico.

                                           Observe a ilustração abaixo:

 - Do seu lado esquerdo nós temos 16 bolinhas em azul e 8 bolinhas em vermelho separados. O tracejado em amarelo é a membrana plasmática.
- Do seu lado superior direito nós temos o início do transporte passivo por difusão simples, onde os solutos em azul e vermelho começam atravessar a membrana plasmática (cor amarelo).
- Do seu lado inferior direito nós temos o equilíbrio das concentrações de solutos. Nos dois lados, nós temos, 8 bolinhas em azul e 4 bolinhas em vermelho.
Neste tipo de transporte a células não gastou energia para realizar este processo.
                                                               Entenderam?
Numa linguagem mais técnica fica assim:
Na difusão simples, as substâncias, se deslocam do meio mais concentrado (hipertônico) de solutos, para o meio menos concentrado (hipotônico) de solutos, até atingirem o equilíbrio das concentrações ( meio isotônico).
Mais um exemplo ilustrando a difusão simples onde as substancias se deslocam do meio mais concentrado (hipertônico) para o menos concentrado (hipotônico).
Solutos em bolinha azul e membrana plasmática em amarelo

Observação: A membrana plasmática deve ser permeável a estas substâncias para que a difusão simples ocorra. 
                                                       Respiração
                                              Observe a ilustração abaixo:
Um belíssimo exemplo de difusão simples é nossa respiração.
O gás oxigênio(cor azul) atravessam a membrana plasmática e entram dentro das nossas células.
As setas em vermelho ilustram a passagem do gá oxigênio do meio hipertônico, fora da célula,
para o meio hipotônico, dentro da célula.
Na respiração, a entrada de oxigênio e saída de gás carbônico se dá por difusão simples

                                                             Difusão facilitada
Na difusão facilitada, as substâncias, glicose e aminoácidos, entram dentro das células com o auxílio das proteínas permeases.
As proteínas permeases, são proteínas que realizam este tipo de transporte.
As células não gastam energia para realizar este processo.
                                                        Observe as figuras abaixo:
- Do lado A  o soluto (em azul) liga-se a proteína permease.
- Do lado B a proteína permease transporta o soluto para dentro da célula.

 Mais um exemplo de difusão facilitada mostrando a passagem do soluto que está no meio extracelular (fora da célula) para o meio intracelular (dentro da célula).

                                                            Osmose
A osmose é um tipo de difusão,  na qual a água atravessa a membrana plasmática deslocando-se do meio menos concentrado de soluto (hipotônico) para o meio mais concentrado de soluto (hipertônico).
                                                  Observe a imagem abaixo:
Do seu lado esquerdo:
- A água (em azul) do lado A atravessa a membrana plasmática semipermeável para dissolver o soluto do lado B.
 Do seu lado direito: 
- A água (em azul) do lado A atravessou a membrana  para o lado B até igualar as concentrações.

Osmose na célula animal

Observe o comportamento das células hemácias, inseridas nos diferentes meios de concentração.

Meio isotônico: concentração de solutos intracelular e extracelular iguais.

Meio hipotônico: As células perdem água e murcham.

Meio hipotônico: As células ganham água e incham 

Meio muito hipotônico: A célula ganhou tanta água que estourou, processo chamado de lise celular.

                                  Osmose na célula vegetal
Observe o comportamento das célula vegetal, inseridas nos diferentes meios de concentração.

Meio isotônico: concentração de solutos intracelular e extracelular iguais.

Meio hipertônico: As células perdem água e murcham. A membrana plasmática fica solta em algumas regiões da parede celular

Meio hipotônico: As células ganham água , mas não chegam a estourar devido a sua parede celular que permite a entrada d´água até certo ponto.

Veja mais: http://wesleibio.blogspot.com/search/label/Membrana%20plasm%C3%A1tica%3A%20Transporte%20ativo
http://wesleibio.blogspot.com/search/label/Membrana%20plasm%C3%A1tica%3A%20Introdu%C3%A7%C3%A3o

                                             Espero que tenham gostado!
                                         Até a próxima.
                                        Professor Weslei

Membrana plasmática: Introdução

Olá meus queridos alunos! Hoje estudaremos a membrana plasmática. Boa aula.

A membrana plasmática é uma membrana que está presente em todas as células vivas. Está estrutura, delimita o meio intracelular (dentro da célula) do meio extracelular (fora da célula).

Conforme a imagem acima, a membrana plasmática é formada por uma bicamada de fosfolipídios (cor azul) e proteína (cor laranja), portanto é uma camada lipoproteica (proteína+lipídios). Na membrana plasmática encontramos proteínas que atravessam a membrana. Estas proteínas são classificadas como proteínas integrais. As proteínas encontradas sobre a membrana são classificadas como proteínas periféricas como mostra o desenho acima.

Singer e Nicolson

Singer e Nicolson, dois pesquisadores estadunidenses  propuseram em 1972 o modelo do mosaico fluido da membrana plasmática para explicar sua estrutura e funcionamento.

Neste modelo, a membrana é uma bicamada de fosfolipídios com proteínas além de carboidratos e colesterol. A presença de colesterol diferencia a célula animal da célula vegetal.

Modelo Mosaico Fuido

Observe a numeração

1- glicoproteínas (glicose+proteínas)

2- glicolipídio (glicose+lipídios)

3- proteínas integrais

4- colesterol (cor amarela)

5- proteínas periféricas

6- fosfolipídios ( que forma a membrana plasmática)

Mais um exemplo do modelo mosaico fluido proposto por Singer e Nicolson 

Importância da membrana plasmática

1- Permeabilidade seletiva: A membrana controla a entrada e saída das substâncias que entram e saem da célula. 

2- Envolve e protege a células de diversos agentes

3- Delimita a célula: Separa os conteúdos intracelulares (dentro da célula) dos conteúdos extracelulares (fora da célula)

4- Reconhecimentos de substâncias

Veja mais: http://wesleibio.blogspot.com/search/label/Membrana%20plasm%C3%A1tica%3A%20Transporte%20passivo

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Espero que tenham gostado!

Até a próxima 

Professor Weslei

Modelo Padrão da física de partículas

                     Modelo Padrão da física de partículas

O Modelo Padrão da física de partículas, foi desenvolvida entre 1970 e 1973. Esta  teoria  descreve as forças fundamentais da natureza:

Forças fundamentais forte, fraca e eletromagnética, e também descreve as partículas fundamentais que constituem toda a matéria. O Modelo Padrão da física de partículas é uma teoria quântica de campos.

O mais incrível é que ela foi confirmada muitas vezes com muita precisão.

Sobre o Modelo Padrão da física de partícula Lisa Randall descreve:

O Modelo Padrão da física de partículas categoriza de modo compacto nossa compreensão atual sobre as partículas elementares e suas interações. 

Na imagem abaixo temos categorizado as partículas elementares. Vejam que cada cor representa um grupo de partículas . Temos assim o grupo dos quarks ( em lilás ), Léptons ( em verde ) , Bósons de calibre ( em vermelho ) e Bóson de Higgs ( em amarelo ). Reparem que algumas partículas do Modelo Padrão apresentam massa outras não. Possuem cargas e outras não.Umas partículas possuem spin inteiro outras fracionários e o Bóson de Higgs possuí spin 0

Os Quarks

 Antes de iniciarmos os nossos estudos sobre os quarks, vamos descrever os átomos. 

Dizer que os átomos são formados por um núcleo composto por prótons e nêutrons circundados por elétrons em volta e que o átomo é a unidade básica e fundamental da matéria é uma resposta muito boa e convincente. Porém esta resposta está correta até o ano de 1932. Há muito tempo o átomo deixou de ser a unidade básica e fundamental da matéria. Hoje sabemos que o átomo é divisível e que os prótons e nêutrons são formados por partículas ainda menores:

Os quarks.

Os quarks sim, são as partículas elementares e fundamentais da matéria. 

Observe a ilustração abaixo

Temos um átomo com seu núcleo atômico constituído por prótons (em vermelho) e nêutrons (em branco) circundado por elétrons em volta (em verde). 

Observe que os prótons e nêutrons são formados por quarks, partículas fundamentais da matéria.

Os prótons são formados por dois quarks up e um quark down. 

Os nêutrons são formados por dois quarks down e um quark up.

Entenderam? Os prótons e nêutrons não são as partículas fundamentais da matéria, por serem formados por partículas ainda menores do que eles. Os quarks.

Sabendo que os prótons e nêutrons são formados por quarks e estes tem massa, é possível calcular a carga dos prótons e nêutrons. Vejamos o exemplo: Antes da resolução observe a massa, carga e spin das partículas do Modelo Padrão da física de partículas e localize a carga dos quarks up e down para entender a conta.

Prótons = (1 quark up + 1 quark up + 1 quark down), logo

Prótons = 2/3 + 2/3+ ( -1/3) = 1 (carga)

Nêutron =  (1 quark up +  1 quark down + 1 quark down), logo

Nêutron = 2/3 + ( -1/3) + ( -1/3)= 0 (carga).

Agora você já sabe porque os prótons tem carga 1 e os nêutrons tem carga 0.

Eu considero difícil definir um átomo. A explicação melhor no momento é que os átomos são partículas que formam substâncias. E que os quarks são partículas elementares e fundamentais da matéria.

 Exemplos de Quarks

        Classificação das partículas

As partículas são divididas em Léptons e Hádrons. O Léptons são formados por Elétrons, Múons, Tau e seus respectivos neutrinos. Os Hádrons são divididos em Mésons que são os ( Pion, Kaon ) e os Bárions que são ( Prótons e neutrôns ).

Hádrons: são partículas submetidas a força nuclear forte (são formadas por partículas menores)

 Ex: Prótons e nêutrons 

Léptons: São partículas que não estão submetidas a força nuclear forte (são partículas fundamentais)

Ex: Elétrons, múon, tau e seus respectivos neutrinos.

                     Observe a divisão na imagem abaixo:

Hádrons

Como foi dito anteriormente os Hádrons são partículas submetidas a força nuclear forte (são formadas por partículas menores). E os Hádrons são divididos em Bárions e Mésons.

Os Bárions

São partículas formadas pela combinação de 3 quarks. Ex: Prótons e Nêutrons.

Os Mésons

São partículas formadas pela combinação de 2 quark, sendo um quark e um antiquark  Ex:  Méson Pi, positivo.

Os Léptons

Como foi dito anteriormente os Léptons são partículas que não estão submetidas a força nuclear forte (são partículas fundamentais)

Ex: Elétrons, múon, tau e seus respectivos neutrinos ( neutrino do elétron, neutrino do múon e neutrino do tau ).

Léptons com seus respectivos neutrinos

   Classificação Férmions e Bósons

Férmions são partículas que possuem spin fracionário. São eles os Léptons (élétrons, múon, tau e seus respectivos neutrinos) e os quarks ( up, charm, top, down, strange e botton).

Por terem spin fracionário os férmions obedecem ao Princípio da Exclusão de Pauli, ou seja, eles não podem ser acumulados em qualquer nível de energia. Vemos isto na distribuição eletrônica. Ex:

No primeiro nível de energia K cabem no máximo 2 elétrons,

L= Cabe no máximo 8 elétrons,

E assim por diante conforme a ilustração abaixo.

 Níveis de energia

Wolfgang Pauli 

Pauli também dizia que dois elétrons não poderiam ser acumulados com o mesmo número quântico de spin num determinado orbital. Vejamos o exemplo abaixo:

 Observe que num orbital encontramos um elétron com spin para cima e outro elétron com spin para baixo representado pela seta, e nunca os dois elétrons com spins no mesmo sentido.

                             Galera! Na mecânica quântica o spin é uma propriedade intrínseca do elétron que vem da resposta um campo magnético. Muito associam o spin como um movimento de rotação que é um erro. Pois na mecânica quântica o elétron é tratado como uma onda. O spin resulta de um momento angular. Podem dizer que o spin do elétron é uma possível orientação sua. 

Atenção:Spin em inglês significa giro e não se deve levar ao pé da letra. 

Exemplos:

Dois elétrons com número quântico de spin opostos. É desta forma que eles se encontram nos orbitais descrito por Pauli.

                           O spin é responsável pelas propriedades magnéticas da matéria. Observe a ilustração abaixo:

Formação dos campos magnéticos e orientação dos polos Norte e Sul.      

Orientação dos polos

      

Reforçando

 Bósons

São partículas que tem spin inteiro e não obedecem o Princípio da Exclusão de Pauli. Os Bósons podem ser acumulados num mesmo nível de energia.Um exemplo disso nós temos a própria existência do laser. O laser é uma consequência dos fótons que podem se acumular em um determinado nível de energia. Observe na imagem abaixo os Bóson (fótons) se acumulando num determinado nível de energia e os Férmions (elétrons), obedecendo o Princípio da Exclusão de Pauli e não acumulando em qualquer nível de energia. 

Observação: Gráviton é uma partícula teorizada. Ela ainda não foi confirmada.
  Partículas e suas interações

Espero que tenham gostado.

Até a próxima aula.

Professor Weslei

Água

Olá meus queridos alunos! Hoje estudaremos a água. Boa aula.

 Galera! A água é a substância mais abundante dentro e fora do corpo dos seres vivos. O surgimento e a manutenção da vida tem muito haver com a água. Agora vamos analisar algumas características e importância da água. Galera! Nessa aula não falarei dos estados físicos da água. Porque ela já foi explicada numa aula sobre os estados físicos da matéria nesse blog. Acesse e confira. 

 A aguá tem uma mega importância na manutenção da vida no planeta Terra. Muita atividades de seres vivos depende da água. O nosso próprio corpo é formado entre 60 a 75% de água corporal. Um embrião humano tem cerca de 90% de água corporal. Agora observe a quantidade de água no planeta Terra:

Observe o quadro e analise a importância da água. E sua quantidade disponível em alguns  órgãos do nosso corpo.

Galerinha! Observaram. Não deixem de beber água. Esses são alguns benefícios da água entre outras mais. Agora vamos estudar a fórmula molecular da água e suas características.

Fórmula molecular da água.

A fórmula molecular da água é constituída por dois átomos de hidrogênio (H) e um átomo de oxigênio (O), conforme o esquema abaixo.

Modelo molecular da água.

Galera! O modelo molecular da água é representado por esse desenho abaixo. Galerinha, observe que os átomos de hidrogênio em azul é de carga positiva. E o oxigênio em vermelho é negativo. Então dizemos que a água é uma substância polar por que  tem zona positiva e zona negativa. 

Observe o quadro:

 Muito fácil né galerinha. Agora vamos analisar outras características.

 Ligação de Hidrogênio.
Observação: A palavra pontes de hidrogênio está em desuso. O correto é ligação de hidrogênio.

A água realiza ligações químicas com outras moléculas de água, por causa da atração entre cargas elétricas opostas.

Observe o esquema:

Galera! O oxigênio negativo liga-se com o hidrogênio positivo formando a ponte de hidrogênio.

O hidrogênio positivo liga- se ao oxigênio negativo  formando a ponte de hidrogênio e assim por diante conforme o desenho abaixo.

 Galera! Outro esquema abaixo mostrando a ligação entre o oxigênio (-)e o hidrogênio (+) que são cargas opostas. A forte atração entre as moléculas d' água é chamada de coesão.

Coesão é a forte atração entre as moléculas d' água. 

Tensão superficial.

 A coesão entre as moléculas d' água é responsável pela tensão superficial da água. E por causa dessa propriedade os insetos conseguem andar e pousar sobre a água. observe o desenho abaixo.

Imagem real de um inseto pousado n' água.

 Imagem real de uma libélula pousada n' água.

 Imagem real de uma aranha pousada n' água.

 Observe a explicação do quadro abaixo.

 Galera! Observaram. Além de conseguirem pousar n' água, os animais conseguem até correr sobre a água. Observe esses lagarto correndo sobre a água. Incrível.

 Que imagens mais lindas.

 Uma outra propriedade da água é o poder que ela tem de associar- se a outras substâncias polares e conseguir dissolve- la. Observe o quadro.

Galerinha! Á água é considerada um solvente universal. No esquema abaixo temo um copo com água que é um solvente. E nesse copo é colocado um soluto, por exemplo um açúcar.

 O solvente água dissolve o soluto açúcar, formando uma solução.

Água e óleo.

Galerinha! Á água não se mistura com os óleos. Devido as suas polaridades. Neste caso:

Á água é uma substância POLAR que não se liga e se mistura ao óleo, que é uma substância APOLAR. 

Galerinha! Espero que tenham entendido. Obrigado por estudar mais uma aula.

Profº Weslei.