Biologia-01-Moderna-Plus-(com-respostas)-148-150

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CONHECIMENTOS
Por que a célula vegetal não estoura devido à osmose?
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Uma célula vegetal colocada em solução hipotônica 
absorve água por osmose, mas, ao contrário da célula 
animal, não corre o risco de estourar. Isso porque, à 
medida que a célula incha, a parede celulósica exerce 
pressões cada vez maiores sobre o citoplasma, forçando 
a água a sair e equilibrando a pressão de entrada de 
água pela osmose.
Pode-se comparar a célula vegetal mergulhada em 
solução hipotônica a uma bola de futebol que vai sendo 
inflada de ar. A bola contém uma câmara de borracha 
altamente elástica revestida por um envoltório de couro 
com menos elasticidade. Quando a bola está vazia, é fá-
cil introduzir o ar em seu interior para enchê-la. A partir 
de certo ponto, porém, a câmara de borracha encosta no 
envoltório de couro e este passa a exercer pressão, difi-
cultando a entrada de mais ar. A câmara de borracha da 
bola é comparável à membrana plasmática, e o envol-
tório de couro é comparável à parede celulósica. A água 
entra livremente na célula por osmose até a pressão 
da parede celular igualar-se à pressão de difusão das 
moléculas de água, isto é, à pressão osmótica. A partir 
daí, toda água que entra por osmose é forçada a sair 
devido à pressão exercida pela parede celulósica.
Um modelo físico pode ajudar-nos a entender o 
comportamento da célula vegetal com relação à osmose. 
Imagine um tubo de vidro com uma das extremidades 
fechada por uma membrana semipermeável (cor-
respondente à membrana plasmática), parcialmente 
preenchido com uma solução concentrada de açúcar; 
esta será a solução hipertônica em nosso modelo, corres-
pondendo ao conteúdo (citoplasma e vacúolo) da célula 
vegetal. A extremidade do tubo tapada pela membrana 
é mergulhada em um recipiente com água pura, uma 
solução hipotônica, até que os níveis dos líquidos dentro 
e fora fiquem na mesma altura. Logo, porém, o nível de 
líquido no interior do tubo tenderá a subir porque há 
maior passagem de água da solução hipotônica para a 
hipertônica, devido ao fenômeno da osmose.
As células de nosso corpo são banhadas por uma solução isotônica proveniente do sangue, 
na qual a concentração total de solutos equivale à concentração interna dos solutos citoplas-
máticos. Por isso, nossas células não ganham nem perdem água por osmose. Por outro lado, 
seres como protozoários de água doce têm o citoplasma hipertônico em relação ao meio externo, 
de modo que a água tende a entrar continuamente em sua célula por osmose. Esses seres não 
estouram porque dispõem de um mecanismo para compensar a entrada excessiva de água: 
eles têm bolsas citoplasmáticas, chamadas de vacúolos pulsáteis, que acumulam água e a 
eliminam periodicamente da célula. Protozoários marinhos não enfrentam problemas osmóticos, 
pois a água do mar é praticamente isotônica em relação ao seu citoplasma. (Fig. 5.5)
As plantas aproveitam o potencial da osmose para absorver água e nutrientes. Graças a suas 
paredes celulósicas altamente resistentes, as células vegetais não correm o risco de estourar 
devido à osmose, como veremos no quadro Amplie seus conhecimentos, a seguir.
Imagine agora que adaptemos um pistão ao tubo, 
exercendo pressão contrária à subida da coluna líquida 
e evitando que o nível da solução dentro do tubo suba. 
Esse pistão e a força que ele exerce correspondem, em 
nosso modelo, à pressão que a parede celular exerce, 
impedindo que a célula inche até estourar. Nessa con-
dição, os líquidos nos dois compartimentos continuarão 
no mesmo nível. A força aplicada pelo pistão contraba-
lança a pressão osmótica gerada pela maior tendência 
de difusão de solvente para dentro do tubo. (Fig. 5.6)
A célula vegetal em diferentes soluções
O modelo anterior ajudará a compreender o 
comportamento osmótico da célula vegetal quando 
colocada em soluções de diferentes concentrações. 
Acompanhe as explicações com a análise da Figura 5.7. 
Em A está representada uma célula vegetal colocada 
em água pura; o volume celular aumenta até que a 
pressão da parede celulósica se torna equivalente à 
pressão osmótica; nessas condições, fala-se em célula 
túrgida. Em B, uma célula é colocada em uma solução 
de concentração idêntica à do conteúdo celular, ou 
seja, isotônica; nesse caso, as pressões de entrada e de 
saída de água por osmose são equivalentes e o volume 
celular não se modifica. Em C, a célula vegetal é colo-
cada em uma solução hipertônica em relação ao seu 
conteúdo interno; ocorre perda de água por osmose, 
o conteúdo celular diminui e se retrai. Em continuação, 
a grande diminuição do volume celular pode levar ao 
descolamento da membrana plasmática da parede 
celulósica; a solução externa invade o espaço entre 
esses envoltórios, uma vez que a parede celulósica é 
totalmente permeável ao soluto e ao solvente. Nessas 
condições, fala-se em célula plasmolisada.
Uma célula plasmolisada colocada em meio isotônico 
ou hipotônico absorverá água e retornará à situação nor-
mal, no primeiro caso, ou se tornará túrgida, no segundo. 
Nesses casos falamos em deplasmólise. (Fig. 5.7)
AMPLIE SEUS 
CONHECIMENTOS
Por que a célula vegetal não estoura devido à osmose?
A B C
Solução de sacarose
(solução hipertônica)
Água (solução
hipotônica)
Membrana
semipermeável
Subida do
nível no tubo
Pressão contrária à
pressão osmótica
Pistão
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Figura 5.6 Representação esquemática de um sistema físico para demonstrar a osmose 
na célula vegetal; as setas azuis indicam o fluxo de água. A. Um tubo, tendo na base uma 
membrana semipermeável, é preenchido parcialmente com uma solução concentrada 
de sacarose e mergulhado em um recipiente com água pura, até que os níveis dos dois 
líquidos fiquem na mesma altura. B. A água entra por osmose, elevando o nível do líquido 
no tubo. C. Um pistão é colocado no tubo e forçado para baixo até que o nível do líquido 
retorne à posição inicial. A pressão aplicada ao pistão equivale à pressão osmótica da 
solução contida no tubo. (Representação sem escala, cores-fantasia.)
Figura 5.7 Representação esquemática de células vegetais colocadas em soluções de diferentes 
concentrações. Em A, solução hipotônica. Em B, solução isotônica. Em C, solução hipertônica. 
(Representação sem escala, cores-fantasia.)
A B C
Figura 5.5 Micrografia de um 
protozoário vivo ao microscópio óptico; 
veem-se o vacúolo pulsátil e os canais 
coletores de água (aumento  2903).
Vacúolo 
pulsátil
Canais coletores 
de água
Moléculas que
serão transportadas
Proteína transportadora
MEIO EXTERNO
CITOPLASMA
Transporte para o
interior da célula
Captura da molécula
Reinício do
transporte
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Difusão facilitada
As células de nosso corpo são banhadas 
por um líquido isotônico proveniente do san-
gue, que contém água, gás oxigênio, glicídios 
(principalmente glicose), aminoácidos, íons 
e diversas outras substâncias. Poucos tipos 
de molécula e praticamente nenhum tipo de 
íon conseguem atravessar, em quantidades 
apreciáveis, a camada dupla de lipídios que 
constitui as membranas plasmáticas. Assim, 
o transporte da maioria das moléculas e dos 
íons para dentro e para fora da célula necessi-
ta da participação de proteínas componentes 
da membrana plasmática.
Algumas proteínas da membrana plasmáti-
ca formam canais, através dos quais molécu-
las de água, certos tipos deíons e pequenas 
moléculas hidrofílicas se deslocam de acordo 
com seu gradiente de concentração, ou seja, 
da região onde a concentração é maior para a 
região onde a concentração é menor. Outras 
proteínas da membrana transportam molécu-
las específicas, capturando-as fora ou dentro 
da célula e liberando-as na face oposta. Elas 
são denominadas proteínas transportadoras, 
proteínas carregadoras, proteínas carreado-
ras ou permeases.
O transporte realizado por essas proteínas 
transportadoras segue as regras da difusão: 
se as substâncias transportadas estão em 
maior concentração no meio externo, sua 
tendência natural é entrar na célula, onde 
estão menos concentradas. As proteínas 
transportadoras facilitam essa entrada 
e a célula não gasta energia com isso. O 
transporte facilitado por essas proteínas da 
membrana plasmática é denominado difusão 
facilitada e também é um tipo de transporte 
passivo. (Fig. 5.8)
Figura 5.8 Representação esquemática da difusão 
facilitada por proteínas transportadoras. 
A. Proteína transportadora incrustada na membrana 
e moléculas a serem transportadas. B. Ao tocarem 
na proteína transportadora, as moléculas são 
capturadas. C. A proteína transportadora muda 
de forma e movimenta-se na camada de lipídios, 
carregando as moléculas capturadas para a 
face interna da membrana. D. As moléculas 
transportadas são liberadas dentro da célula e a 
proteína transportadora readquire sua configuração 
original, voltando a se expor na face externa 
da membrana, à espera de novas moléculas 
“passageiras”. (Representação sem escala, 
cores-fantasia.) (Baseado em Lodish, H. e cols., 2004.) 
Transporte ativo
Bomba de sódio-potássio
As células vivas mantêm a concentração interna de moléculas e íons bem diferente das con-
centrações dessas substâncias no meio externo. Por exemplo, as células humanas mantêm a 
concentração interna de íons de potássio (K1) cerca de 20 a 40 vezes maior que no meio extrace-
lular. O íon K1 é essencial a diversos processos celulares, participando, por exemplo, da síntese de 
proteínas e da respiração celular. Por outro lado, a concentração de íons de sódio (Na1) no interior 
de nossas células mantém-se cerca de 8 a 12 vezes menor que a do exterior; uma das principais 
razões para isso é a necessidade de compensar a grande concentração interna de íons K1.
Para manter as diferenças entre as concentrações interna e externa desses íons, a célula 
despende energia, o que caracteriza o transporte ativo. Proteínas presentes na membrana 
plasmática atuam como “bombas” de íons, capturando ininterruptamente íons de sódio (Na1) no 
citoplasma e transportando-os para fora da célula. Na face externa da membrana, essas proteínas 
capturam íons de potássio (K1) do meio e os transportam para o citoplasma. Esse bombeamento 
contínuo, conhecido como bomba de sódio-potássio, compensa a incessante passagem desses 
íons por difusão simples.
A
B
C
D
CITOPLASMA
K+
K+
K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+ Na+
Na+
P
P
P
P
ATP
ADP
1. Três íons de sódio (Na+) do
citoplasma unem-se ao complexo
proteico da membrana
3. Os íons de
sódio (Na+)
são lançados
para o meio
extracelular
5. O fosfato, já
sem energia,
libera-se
do complexo
proteico
6. Os íons de
potássio (K+)
são lançados
no citoplasma
4. Dois íons de potássio
(K+) do meio extracelular
unem-se ao complexo proteico
2. Ocorre
transferência
de um fosfato
energético para
o complexo
proteico
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O bombeamento de íons consome energia da célula, fornecida às proteínas transportadoras pelo 
trifosfato de adenosina, substância mais conhecida pela sigla de seu nome em inglês ATP (adenosine 
triphosphate). As moléculas de ATP, como veremos nos capítulos seguintes, são as fornecedoras 
de energia para todas as atividades celulares. Ao liberar energia, a molécula de ATP decompõe-se 
em uma molécula de adenosina difosfato (ADP) e em um grupo fosfato (P). (Fig. 5.9)
A manutenção das diferenças de concentração dos íons K1 e Na1 (e de outros íons) dentro 
e fora da célula é fundamental para o funcionamento celular. A diferença na distribuição iônica, 
entre outros fatores, faz com que a superfície externa da membrana plasmática apresente ex-
cesso de cargas positivas em relação à superfície interna. Isso gera uma diferença de potencial 
elétrico da ordem de 70 mV (milivolts).
Grande parte dos processos celulares baseia-se justamente nessa propriedade da membra-
na em atuar como um capacitor elétrico: sendo constituídas por moléculas não condutoras de 
eletricidade (lipídios), as membranas biológicas podem armazenar cargas elétricas positivas 
de um lado e negativas do outro. Como a célula pode controlar a passagem de íons pela mem-
brana, por meio da abertura e fechamento de poros, ela consegue provocar alterações desse 
potencial elétrico, gerando trabalho.
Você está conseguindo ver este livro porque poros de passagem de íons estão continuamente 
se abrindo e se fechando nas membranas plasmáticas de suas células nervosas, permitindo que 
elas captem estímulos do ambiente e os transmitam ao cérebro, onde são interpretados. Isso 
nos dá uma ideia da importância das membranas celulares para a nossa vida. O capítulo 16 deste 
livro traz mais detalhes sobre o transporte iônico nas células nervosas.
Figura 5.9 Representação esquemática do funcionamento da bomba de sódio-potássio, um processo de 
transporte ativo. Um complexo proteico incrustado na membrana transporta, em cada ciclo de atividade, 
três íons de sódio (Na1) para fora da célula e dois íons de potássio (K1) para o citoplasma. A energia para o 
processo provém das moléculas altamente energéticas do ATP. (Representação sem escala, cores-fantasia.) 
(Baseado em Campbell, N. e cols., 1999.)