Svolgi con attenzione i seguenti 24 esercizi sulla struttura della membrana plasmatica e sui meccanismi di trasporto. Per ogni esercizio, leggi bene la domanda, ragiona sui concetti studiati e, dove richiesto, motiva la tua risposta con riferimenti precisi alla composizione del doppio strato fosfolipidico, al ruolo delle proteine di membrana e alle differenze tra trasporto passivo e attivo.
- Quale modello descrive attualmente la struttura della membrana plasmatica, evidenziando la natura dinamica dei lipidi e delle proteine che la compongono?
- A) Modello a sandwich di Davson-Danielli
- B) Modello a mosaico fluido di Singer e Nicolson
- C) Modello a doppio strato rigido di Gorter e Grendel
- D) Modello a maglia proteica continua
- Le code idrofobiche dei fosfolipidi di membrana sono rivolte verso l'esterno della cellula e verso il citoplasma, mentre le teste idrofile si fronteggiano all'interno del doppio strato.
- Vero / Falso
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Il trasporto di sostanze attraverso la membrana che avviene secondo gradiente di concentrazione e senza consumo di ATP viene definito trasporto ___.
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Associa ciascun componente della membrana alla sua funzione principale. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Colesterolo | Riconoscimento cellulare e marcatori di identità | | Glicoproteine | Permettono il passaggio di ioni specifici | | Proteine canale | Trasporto attivo contro gradiente con uso di ATP | | Pompa sodio-potassio | Regola la fluidità del doppio strato lipidico |
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Spiega in poche righe perché la membrana plasmatica viene definita semipermeabile o, più correttamente, selettivamente permeabile.
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Una cellula vegetale viene immersa in una soluzione fortemente ipertonica rispetto al suo citoplasma. Quale fenomeno si osserva?
- A) Turgore e possibile citolisi
- B) Plasmolisi con distacco della membrana dalla parete
- C) Nessuna variazione di volume
- D) Aumento del trasporto attivo di soluti
- La diffusione facilitata utilizza proteine di trasporto specifiche ma non richiede consumo diretto di energia metabolica sotto forma di ATP.
- Vero / Falso
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Il movimento netto dell'acqua attraverso una membrana semipermeabile, da una soluzione meno concentrata a una più concentrata di soluti, prende il nome di ___.
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Quale tra le seguenti molecole attraversa il doppio strato fosfolipidico più facilmente per semplice diffusione, senza bisogno di proteine di trasporto?
- A) Ione sodio Na+
- B) Glucosio
- C) Anidride carbonica
- D) Amminoacidi
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Descrivi in modo articolato il funzionamento della pompa sodio-potassio, indicando il numero di ioni trasportati, la direzione del trasporto e l'importanza fisiologica di questo meccanismo per la cellula.
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Associa ciascun tipo di trasporto al suo esempio corretto. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Diffusione semplice | Ingresso del glucosio negli eritrociti tramite GLUT | | Diffusione facilitata | Pompa sodio-potassio con consumo di ATP | | Trasporto attivo primario | Inglobamento di una particella tramite vescicola | | Endocitosi | Passaggio di ossigeno attraverso la membrana alveolare |
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Il colesterolo presente nella membrana cellulare delle cellule animali ha la funzione di renderla completamente impermeabile a qualsiasi tipo di soluto polare.
- Vero / Falso
- Nel processo di fagocitosi, la cellula introduce al proprio interno particelle solide di grandi dimensioni. Quale meccanismo viene utilizzato?
- A) Diffusione semplice
- B) Trasporto attivo secondario
- C) Endocitosi mediata da estroflessioni della membrana
- D) Osmosi inversa
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Le proteine di membrana che attraversano completamente il doppio strato fosfolipidico, presentando porzioni esposte su entrambi i versanti, sono dette proteine ___.
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Quale differenza fondamentale esiste tra trasporto attivo primario e trasporto attivo secondario? Spiega facendo riferimento alla fonte di energia utilizzata.
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Un globulo rosso umano, il cui citoplasma ha una concentrazione salina equivalente allo 0,9% di NaCl, viene immerso in una soluzione di NaCl allo 0,2%. Prevedi cosa accadrà alla cellula, spiegando il fenomeno osservato.
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Quale tra i seguenti meccanismi richiede consumo di ATP da parte della cellula?
- A) Diffusione semplice dell'ossigeno
- B) Osmosi attraverso un'acquaporina
- C) Trasporto del glucosio mediato da GLUT
- D) Esocitosi di vescicole secretorie
- Le acquaporine sono proteine canale specifiche che facilitano il passaggio rapido delle molecole d'acqua attraverso la membrana plasmatica.
- Vero / Falso
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Quando due soluzioni separate da una membrana semipermeabile hanno la stessa concentrazione di soluti, si dicono ___ tra loro.
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Associa ogni condizione osmotica della soluzione esterna al comportamento di una cellula animale immersa in essa. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Soluzione ipotonica | La cellula mantiene il proprio volume invariato | | Soluzione isotonica | La cellula perde acqua e si raggrinzisce | | Soluzione ipertonica | Massimo ingresso di acqua per osmosi | | Acqua distillata pura | La cellula si gonfia e può scoppiare per citolisi |
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Quale caratteristica strutturale rende i fosfolipidi le molecole ideali per costituire il doppio strato della membrana?
- A) Sono interamente idrofobici
- B) Sono interamente idrofili
- C) Sono molecole anfipatiche, con testa polare e code apolari
- D) Sono molecole rigide e impermeabili
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Confronta endocitosi ed esocitosi, descrivendone il meccanismo, la direzione del trasporto rispetto alla cellula e portando per ciascuno almeno un esempio biologico concreto.
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Considerando la struttura del doppio strato fosfolipidico, perché molecole liposolubili come gli ormoni steroidei (ad esempio il testosterone o il cortisolo) riescono ad attraversare facilmente la membrana plasmatica, mentre molecole idrosolubili necessitano di proteine specifiche?
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In un esperimento, si misura la concentrazione di ioni K+ all'interno di una cellula nervosa: risulta circa 140 mM, mentre all'esterno è di soli 5 mM. Nonostante la differenza, gli ioni K+ tendono comunque a entrare attivamente nella cellula tramite la pompa sodio-potassio. Spiega perché questo trasporto è considerato attivo e quale energia viene utilizzata.