Relatório Biologia Celular 3 - Osmose

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INSTITUTO LATINO AMERICANO DE CIÊNCIAS DA VIDA E DA NATUREZA (ILACVN)
Curso: Biotecnologia
Disciplina: Biologia Celular Experimental – (BTC0006)
Professora: Glenda Samara Dias Santos
RELATÓRIO DA PRÁTICA IІІ
“MOVIMENTO DA ÁGUA ATRAVÉS DA MEMBRANA PLASMÁTICA: OSMOSE”
Aluna: 	Thaís Migliorini A. da Silva
Foz do Iguaçu, 15 de dezembro de 2021.
Relatório Biologia Celular: “Movimento da água através da membrana plasmática: osmose”
1. Introdução
	A membrana plasmática celular – também chamada de “biomembrana” - é uma estrutura presente em todos os tipos de células, das mais simples até as mais complexas. Em células procariontes, aparece apenas no revestimento externo da célula, sendo pobre em membranas. Já nas células eucariontes, a membrana aparece revestindo a célula e suas organoides, sendo rica em membrana. As biomembranas, têm com funções: delimitar as células e suas organoides originando compartimentos internos, manter as propriedades bioquímicas de cada organoide, fazem permeabilidade seletiva controlando a entrada e saída de substâncias na célula e fazem comunicação do meio extracelular para o intracelular. Sua estrutura é definida pelo modelo mosaico fluído bidimensional, sua fluidez se dá por diversos fatores químicos e físicos, como a temperatura, pH, composição e instauração das caudas.
A composição da biomembrana é fosfolipoproteíca, sendo os principais componentes: os lipídios, as proteínas e os grupos de carboidratos que estão anexados a alguns lipídios e proteínas (anexo І –desenho da estrutura da membrana). As proteínas de membrana têm como funções: transporte de substâncias extra e intracelular, atuam como receptores fazendo com que transmita sinais com moléculas sinalizadoras do lado extracelular para o lado intracelular; fazem atividade enzimática, modificando um substrato e adesão celular. Podem estar associadas à açúcares, essa associação é denominada de glicoproteínas. Conseguem se relacionar à membrana de dois jeitos, sendo eles: integrais, em que as proteínas atravessam a bicamada, ou periféricas, em que as proteínas se ligam através de grupos lipídicos ligados covalentemente em uma das camadas da membrana. As moléculas de proteínas para atravessarem a bicamada lipídica da membrana, formam estruturas secundárias, são elas: hélice α, sendo estruturas flexíveis, permitindo a abertura e fechamento de canais iônicos para o transporte de solutos; e o barril β, formando poros, caracterizados por canais de água para passagem de solutos específicos. Os açúcares de membranas, são moléculas de carboidratos, em que os aglomerados desses açúcares formam um revestimento celular da membrana, denominado “glicocálice”. Já os lipídios são moléculas anfipáticas, apresentam parte polar hidrofílica e parte apolar hidrofóbica. São formados por monômeros de ácidos graxo. Podem se agrupar em ambientes aquosos, em forma de micelas, bicamadas ou vesículas, no caso das biomembranas são organizadas em uma bicamada lipídica, onde apresentam uma propriedade de auto-isolamento, que consiste em esconder a cauda hidrofóbica, já que não tem afinidade com solução aquosa, e expor a cabeça hidrofílica por ter afinidade com soluções aquosas. Possuem três principais grupos, sendo eles: 	Comment by Thais Antunes: 	Comment by HOUSE: 
I. Fosfolipídios que apresentam duas caudas hidrofóbicas de ácido graxo, e a cabeça hidrofílica formada por uma combinação de glicerol e fosfato. Uma das caudas é insaturada, isto afeta a fluidez da membrana. 
II. Colesterol é um lipídio que apresenta um anel de esteróide, sendo constituídos por quatro anéis de carbono ligados a grupos químicos variáveis. São anfipáticas, portanto, apresenta parte polar e apolar. Estão localizadas entre as moléculas de fosfolipídios, reduzindo a mobilidade das moléculas na membrana.
III. Glicolipídios são moléculas lipídicas com açúcar, presentes apenas na monocamada não citosólica, significa que o açúcar pode estar presente no lado extracelular, ou no interior dos lisossomos.
Uma das principais características das membranas é a permeabilidade seletiva, em que substâncias passam do meio extra para o intracelular, ou vice-versa, para manter sua composição química, e consequentemente o bom funcionamento da célula. O que determina o transporte das moléculas é o gradiente eletroquímico, sendo um conjunto de gradientes, sendo eles: gradientes de concentração, consiste na diferença de concentração em determinadas áreas, medidas pelas quantidades de compostos moleculares e iônicos daquele espaço, e o gradiente elétrico, também conhecido como potencial de membrana, que representa a diferença de cargas dos íons inorgânicos dentro e fora das células. Pode-se dizer então, que cada uma dessas células apresenta um potencial elétrico. Quando temos duas células com diferentes potenciais elétricos, diz-se que existe entre eles uma diferença de potencial (ddp). De forma geral, a bicamada lipídica é permeável aos gases, como o dióxido de carbono e oxigênio. A membrana transporta moléculas grandes e pequenas, com ou sem cargas, sendo pouco permeável para a água e impermeável aos íons, e cada molécula é carregada por um tipo de transporte celular, podendo ser passivo ou ativo.
 Osmose é um processo que consiste na passagem de água, sem gasto de energia da célula, sendo um transporte passivo, em que a água se movimenta de um meio menos concentrado em soluto para o meio mais concentrado em soluto. Apresentam dois meios de concentração que usaremos nesta prática, com consequências diferentes nas células vegetais. O meio hipotônico, é o meio em que as células vegetais foram adaptadas, portanto é o meio “normal”, diferente das células animais, em que são adaptadas no meio isotônico. Apresenta menos soluto e mais solvente. O interior da célula é mais concentrado, que o exterior da célula, portanto a água irá para o meio intracelular, então a célula ganhará água por osmose indo para o meio mais concentrado. Já o meio hipertônico apresenta mais soluto e menos solvente. O meio extracelular é mais concentrado, do que o interior da célula, portanto a água irá para o meio extracelular. A água irá para o meio mais concentrado, por isso a água irá sair da célula em direção ao lado extracelular, e como consequência da saída de água, a célula vegetal ficará plasmolisada, já que houve a diminuição do tamanho do vacúolo e retração do citoplasma.
O transporte ativo consiste no transporte contra o gradiente de concentração, havendo gasto de energia, sendo necessário o uso de proteínas de membrana especializadas para esse tipo de transporte. As proteínas utilizadas são chamadas de proteínas carreadoras, servem para auxiliar no carregamento de moléculas específicas para o transporte pela membrana, como íons e macromoléculas. As proteínas carreadoras se ligam ao soluto e carregam de um lado para o outro por transporte ativo, sofrendo mudanças conformacional. 
As células eucariontes vegetais se diferenciam das células eucariontes animais, pelas características exclusivas que pertencem às células vegetais, como: possuírem uma parede celular rica em celulose, organelas como plastídios, também chamados de plastos, sendo o mais conhecido: o cloroplasto, e vacúolos enormes. A parede celular é um revestimento externo à membrana plasmática, composta por celulose, sendo uma estrutura rígida e resistente, que possuem poros que funcionam como filtros em relação ao meio externo. São compostos por microtúbulos e filamentos de actina, sendo o citoesqueleto da parede celular. Já os cloroplastos são organelas membranosas de células vegetais eucariotas, possuem clorofila na sua composição, sendo um pigmento da cor verde capaz de absorver energia luminosa, e realizar a fotossíntese, produzindo matéria orgânica a partir de matéria inorgânica, produzindo energia em forma de NADPH e ATP. Devido ao seu pigmento, não é necessário utilizar corante para vê-los. E os vacúolos, são organelas membranosas presente apenas nas células vegetais. Podem ocupar cerca de 90% do volume células, porémo tamanho do vacúolo é variável de acordo com a concentração que se apresenta. Apresentam células digestivas, como os lisossomos das células animais. Tem como principal função o armazenamento de água e substâncias, e participam da osmorregulação celular. 
O vacúolo das células vegetais são ótimos indicadores do meio de concentração em que a célula está inserida, pois o conteúdo vacuolar é composto essencialmente por água, podendo entrar e sair dos vacúolos em função da concentração do meio extracelular. Se o meio extracelular é mais concentrado - meio hipertónico - que o vacúolo, este perde água, o vacúolo retrai-se e a célula fica plasmolisada. Se, pelo contrário, o meio exterior é menos concentrado - meio hipotônico -, a água entra na célula, depois no vacúolo, aumentando o volume celular, tornando-a túrgida. A manutenção da pressão de turgescência no interior dos vacúolos contribui para a rigidez dos tecidos vegetais.
Nesta prática iremos observar a osmose na folha da planta Elodeas. As Elodeas por serem plantas, foram adaptadas ao meio hipotônico. São plantas aquáticas submersas do grupo das angiospermas, portanto são bem evoluídas. É uma monocotiledônea, do reino plantae. Utiliza-se as Elodeas na observação da morfologia de células eucarióticas vegetais, pois não precisam de corantes, já que os cloroplastos possuem clorofila, pigmento verde, que são facilmente identificáveis no citoplasma. Observando as folhas das Elodeas no microscópio óptico, é possível observar um processo que ocorre no interior de suas células, a ciclose. Este fenômeno consiste na movimentação dos cloroplastos na periferia da célula, devido às interações entre actina e miosina dos filamentos do citoesqueleto da parede celular, este processo permite um melhor aproveitamento da luz pelos cloroplastos. Nesta prática, é possível observar a reorganização celular de acordo com os meios que se coloca a folha de Elodea, sendo submetida à diferentes concentrações do meio, em solução hipotônica, sendo o seu normal; em solução hipertônica, ficando plasmolisada, e posteriormente em meio hipotônico novamente, para realizar a desplamólise. 
 		
2. Objetivos 
· Observar o fenômeno da osmose em células vegetais submetidas a diferentes situações;
· Relacionar as mudanças de forma das células com a concentração do meio extracelular;
3. Materiais e métodos
	Nesta prática utilizou-se:
· Microscópio de luz;
· Lâmina;
· Lamínula;
· Solução salina 5% (NaCl);
· Água destilada;
· Pipeta Pasteur;
· Papel filtro;
· Pinça anatômica;
· Tesoura;
· Material biológico: folhas de Elodea;
	Procedimento A
	Para o desenvolvimento desta parte da prática utilizou-se um uma folha jovem de Elodea, com o auxílio de uma pinça e uma tesoura obteve-se uma parte da folha de Elodea. Posteriormente, foi pingado sobre a lâmina com ajuda de uma pipeta, uma gota de água destilada, posicionando a folha de Elodea e cobrindo-a com uma lamínula. Após feito isso, foi levado ao microscópio de luz.
	Já no microscópio, ajustando-o corretamente com foco, foi observado a lâmina preparada nos aumentos das objetivas de 4x, 10x e 40x.
	Procedimento B
	Com a lâmina do procedimento anterior, foi retirada do microscópio e levada para a bancada de realização das práticas. Em seguida, foi retirada a lamínula da lâmina anterior, e foi absorvido o excesso da água com auxílio de um papel filtro. Feito isso, foi recolhido solução salina 5% com a pipeta, e colocou-se sobre a amostra de Elodea, cobrindo-a com a lamínula. Levando a lâmina com solução salina para o microscópio. Esperou-se alguns minutos para que a solução de NaCl agisse sobre a amostra. 
	Já no microscópio, ajustando-o corretamente com foco, foi observado a lâmina, dessa vez preparada com solução hipertônica, nos aumentos das objetivas de 4x, 10x e 40x.
	Procedimento C
	Com a lâmina do procedimento anterior, foi retirada do microscópio e levada para a bancada de realização das práticas. Em seguida, foi retirada a lamínula da lâmina do procedimento B, e foi absorvido o excesso da solução salina com o papel de filtro. Posteriormente, pingou-se sobre a folha de Elodea, duas gotas de água destilada com o auxílio de uma pipeta, cobrindo-a com a lamínula. Esperou-se alguns minutos para que a água destilada agisse sobre a amostra, levando-a ao microscópio.
	Já no microscópio, ajustando-o corretamente com foco, foi observado a lâmina, dessa vez preparada com solução hipertônica, nos aumentos das objetivas de 4x, 10x e 40x
4. Resultados
No desenvolvimento desta prática, foi possível observar a parede celular da célula vegetal e seu pigmento verde devido a presença de clorofila nos cloroplastos, não sendo necessário a utilização de corante. Foi notório as diferenças e consequências dos meios de concentração da célula vegetal. A célula em seu primeiro momento se encontrava em uma solução hipotônica, sendo a concentração natural da célula, foi possível observar o processo de ciclose, que se refere à movimentação dos cloroplastos na periferia da célula, isso ocorre devido aos filamentos de actina que apresentam no citoesqueleto da parede celular. 
Em um segundo momento, a célula vegetal foi colocada em solução salina 5%, sendo a solução hipertônica, nesta solução foi evidente observar a célula plasmolisada, em que os cloroplastos perdiam um pouco do seu movimento, ficando mais aglomerados na região central, e sua membrana plasmática retraída, devido à saída de água do vacúolo da célula, por efeito à solução hipertônica.
No terceiro procedimento ocorreu a desplamólise da célula, colocando-a em um meio hipotônico novamente, afim de observar os cloroplastos voltados na periferia da célula, tornando a célula turgida. 
5. Conclusão e discussões
- Discussões (perguntas)
I. Qual a direção do movimento da água quando as células de Elodeas sp. foram submetidas à solução salina 5%?
A célula submetida à solução salina de 5%, sendo em meio hipertônico, que consiste no meio extracelular ser mais concentrado do que o interior da célula, portanto, já que na osmose a água vai do meio menos concentrado para o meio mais concentrado, a água se movimentará para o exterior da célula, logo, a célula perderá água, deixando-a plasmolisada.
II. Qual a direção do movimento da água quando as células de Elodea sp. foram submetidas à água destilada?
A célula em meio hipotônico corresponde o meio intracelular ser mais concentrado em relação ao meio extracelular. A osmose vai a favor do gradiente de concentração, portanto, a água se movimentará para o lado intracelular, ganhando água, tornando-a túrgida.
III. Explique essas observações usando a definição de osmose e os termos adequados. 
Osmose é a passagem do solvente, no caso a água, a favor do gradiente de concentração, portanto, a água sai do meio menos concentrado em direção ao meio mais concentrado. Dito isso, a célula quando colocada em uma solução hipotônica, que consiste em uma solução que tem mais solvente do que soluto, e que o meio intracelular é mais concentrado que o extracelular, a célula irá ganhar água por osmose, indo em direção ao interior da célula, tornando-a túrgida. E consequentemente, o vacúolo celular ganhará mais água, aumentando o conteúdo celular, à vista disso, os cloroplastos irão se movimentar nas periferias da célula fazendo o processo de ciclose. Os cloroplastos irão realizar a ciclose devido aos filamentos de actina que compõem o citoesqueleto da parede celular, e já que os cloroplastos precisam de luz, a periferia celular é o local mais favorável para essa absorção de luz, e também porque os vacúolos, com a entrada de água no interior da célula, ocupam cerca de 90% da célula, eles empurram os cloroplastos para as periferias. 
Quando a célula é colocada em uma solução hipertônica, sendo uma solução com mais soluto do que solvente, e seu meio extracelular é mais concentrado que o intracelular, a célula perderá água, já que o solvente irá para o exterior da célula, deixando-a plasmolisada. Por conseguinte, o vacúolo celular perderá água, e diminuirá seu conteúdo celular, deixando oscloroplastos mais aglomerados na região central da célula, e sua parede celular por ser resistente, não deixará a célula morrer, e nem romperá a membrana plasmática, porém ficará retraída. 
	- Conclusão 
As células eucariontes vegetais são diferentes das células eucariontes animais por possuírem parede celular de celulose, cloroplastos e vacúolos. Os cloroplastos foram muito importantes para o desenvolvimento desta prática, por possuírem a clorofila, um pigmento de coloração verde, que permite a absorção de luz, afim de realizar fotossíntese. A parede celular de celulose é um revestimento externo à biomembranas, sendo rígida, não permitindo o rompimento da membrana plasmática. E os vacúolos, são grandes “bolsas” da célula que ocupam cerca de 90%, e seu tamanho varia de acordo com os meios de concentração que a célula se encontra, tem como função armazenar substancia e água. As células vegetais se encontram em meio hipotônico, diferentemente das células animais, que se encontram em meio isotônico.
A osmose é um tipo de transporte passivo, portanto não gasta energia para fazer o transporte do solvente a favor do gradiente de concentração. 
Com os diferentes meios de concentração da célula, foi possível observar suas consequências de acordo com o meio que se encontravam. A célula na solução hipotônica, em que o meio intracelular é mais concentrado que o extracelular, a água irá em direção ao interior da célula. Com a lâmina preparada nesta solução, foi possível observar os cloroplastos se movimentando na periferia da célula, este processo é chamado de “ciclose”, e ocorre devido aos filamentos de actina que compõe o citoesqueleto da parede celular, e acontece na periferia da célula por dois fatores: o vacúolo por estar em um meio hipotônico, recebe água por osmose, aumentando seu volume celular, empurrando os cloroplastos para a periferia, e também, porque os cloroplastos necessitam absorver luz, e a periferia da célula é favorável para este processo. E pôde-se observar a membrana plasmática expandida.
Já no segundo processo da pratica, a célula foi colocada em meio hipertônico, com características de possuírem mais soluto do que solvente, e seu meio extracelular ser mais concentrado que seu interior, portanto a água irá para o exterior da célula, e consequentemente, ocorrerá a perda de água no vacúolo, diminuindo seu volume celular. Com este processo, foi possível observar os cloroplastos na região central da célula perdendo um pouco do seu movimento de ciclose. A membrana plasmática ficou retraída, devido à diminuição do vacúolo, tornando a célula de Elodea sp plasmolisada.
A célula no terceiro procedimento, é colocada novamente na solução hipotônica, realizando o processo de desplamólise. É possível visualizar, os cloroplastos retornando nas periferias da célula, e sua membrana plasmática expandida, já que o vacúolo ganhou água por osmose novamente, aumentando seu volume celular.
Anexos - desenhos:
Anexo ІІ: Célula vegetal da Elodea sp. com objetiva de 10x. Aumento final de 100x. Célula vegetal em solução salina 5% - hipertônica – com membrana plasmática retraída.
 
Anexo І: Célula vegetal da Elodea sp. com objetiva de 40x. Aumento final de 400x. Célula vegetal em solução hipotônica, com cloroplastos na periferia e membrana plasmática expandida.
Anexo ІV: Célula vegetal da Elodea sp. com objetiva de 10x. Aumento final de 100x. Célula vegetal em processo de desplamólise, com sua membrana plasmática expandindo.
Anexo ІІІ: Célula vegetal da Elodea sp. com objetiva de 40x. Aumento final de 400x. Célula vegetal em solução salina 5% - hipertônica - com cloroplastos na região central da célula, e membrana plasmática retraída. 
	Anexo V: Célula vegetal da Elodea sp. com objetiva de 40x. Aumento final de 400x. Célula vegetal em processo desplamólise com cloroplastos voltando para a região central e sua membrana plasmática expandindo.
Anexos:
Anexo І: Célula vegetal da Elodea sp. com objetiva de 40x. Aumento final de 400x. Célula vegetal em solução hipotônica, com cloroplastos na periferia e membrana plasmática expandida.
Anexo ІІ: Célula vegetal da Elodea sp. com objetiva de 10x. Aumento final de 100x. Célula vegetal em solução salina 5% - hipertônica – com membrana plasmática retraída.
	
Anexo ІІІ: Célula vegetal da Elodea sp. com objetiva de 40x. Aumento final de 400x. Célula vegetal em solução salina 5% - hipertônica - com cloroplastos na região central da célula, e membrana plasmática retraída. 
Anexo ІV: Célula vegetal da Elodea sp. com objetiva de 10x. Aumento final de 100x. Célula vegetal em processo de desplamólise, com sua membrana plasmática expandindo.
Anexo V: Célula vegetal da Elodea sp. com objetiva de 40x. Aumento final de 400x. Célula vegetal em processo desplamólise com cloroplastos voltando para a região central e sua membrana plasmática expandindo.
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