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BIOFÍSICA 
Exercícios – Bioeletrogênese 
 
Questão 1 
 
Íon Concentração 
Extracelular (mM) 
Concentração 
Intracelular (mM) 
K+ 20 400 
Cl- 560 21 
Ca2+ 10 0,4 
Na+ 440 50 
 
Resposta: use a equação de Nernst. Tem somente um íon permeável, então será o Cl- 
 
 
Questão 2 
A fertilização de oócito de rã pelo espermatozóide produz uma corrente iônica na membrana celular semelhante àquelas 
observadas nos neurônios e inicia os eventos que resultarão em divisão celular e desenvolvimento do embrião. No 
laboratório, oócitos podem ser estimulados a se dividir sem fertilização pela adição de K+ (até um valor final de 80 mM) 
ao meio externo (a concentração normal é de 9 mM). O valor de [K+]intracelular = 120 mM. Considere a temperatura 
igual a 20°C. 
 
a. Partindo do pressuposto que a membrana do oócito seja permeável somente ao K+, qual é o potencial 
do repouso quando [K+]extracelular = 9 mM? Resposta: use a equação de Nernst. 
b. Qual seria o potencial do repouso para [K+]extracelular = 80 mM? Resposta: use a equação de 
Nernst. 
c. Explique o que acontece para mudar o potencial da membrana de um valor para o outro. Trace uma 
curva (contra tempo na abscissa) para mostra isto. Faça anotações para indicar os eventos (adição de K+, 
movimento de K+ através da membrana). Desenhe diagramas para mostrar as mudanças nos valores 
relativas da forças-motrizes que estão atuando no K+. Resposta: Será um modelo similar ao slide 22 da 
aula de Bioeletrogênese 
 
d. Este experimento somente leva a divisão se tiver íons cálcio presentes no meio extracelular – quando 
o experimento foi repetido na ausência de íons cálcio, a elevação de [K+]extracelular não teve efeito. Qual 
evento provavelmente é responsável pela indução da divisão celular? Resposta: É um evento que 
depende de Ca++. E deve ser ativado canais voltagem dependentes que despolarizam o sistema. Vcs 
devem ter visto esse fenômeno nas aulas de Biologia Celular. 
 
Questão 3 
Se tivesse uma bomba ATPase Na+ K+ com estequiometria de 1:1 (1 Na+ bombeado para fora para cada K+ bombeado 
para dentro), esta bomba não poderia contribuir para a formação de uma diferença de potencial elétrico através da 
membrana. Verdadeira ou falsa? Explique seu raciocínio. 
A resposta irá depender da permeabilidade de cada íon. 
 
 
Questão 4 
Suponha que um resíduo de glutamato está presente na região de um canal de sódio voltagem dependente. Um canal 
mutante é encontrado onde o Glu foi trocado por valina. 
a. Compare a condutância do sódio no canal normal e mutante. 
Resposta: Canal mutante terá menor condutância 
b. Compare a permeabilidade do sódio nos dois canais em função do pH. 
Resposta: No canal mutante não terá influência, porém no normal sim. O efeito será pela protonação e 
desprotonação do Glutamato. 
c. Compare a magnitude do potencial de ação em nervos contendo o canal mutante e contendo canal 
normal. 
Resposta: No canal normal a magnitude é maior e no canal mutante será menor. 
 
Questão 5 
Suponha que tenha uma membrana pós-sináptico, inicialmente em repouso, que separa soluções que tenham as 
concentrações de íons tabuladas abaixo. Na ausência de transmissores, a membrana tem as permeabilidades também 
tabuladas abaixo. Em um dado instante, esta membrana recebe vários neurotransmissores diferentes que influenciam as 
permeabilidades (veja a última coluna da tabela). A temperatura fica em 37°C 
 
O músculo adutor de uma ostra gigante, que vive a 65°C 
nas proximidades de fontes hidro-termais submarinas, tem 
um potencial de membrana de –95 mV. Dadas as 
concentrações iônicas da tabela e supondo que a membrana 
do músculo adutor seja permeável somente a um destes 
íons, qual seria “o íon permeável”? 
Íon Concentração 
Intracelular (mM) 
Concentração 
Extracelular (mM) 
Permeabilidade relativa 
antes da chegada dos 
neurotransmissores 
Permeabilidade relativa 
depois da chegada dos 
neurotransmissores 
K+ 140 4 1 1 
Na+ 10 142 0,05 0,2 
Cl- 4 103 0,005 0,2 
 
Se o potencial limiar dos canais de Na+ voltagem dependentes é 20 mV mais positivo do que o potencial de repouso, 
determine se estes canais vão abrir depois da chegada dos neurotransmissores. 
 
Aplicar a equação de Goldman usando a as permeabilidades antes da chegada e após a chegada dos 
neurotransmisores. Ser for 20mV acima do repouso os canais de sódio voltagem dependentes irão se 
abrir. 
 
 
Questão 6 
Uma estudante pretendia determinar a permeabilidade relativa de uma membrana celular ao sódio e ao potássio. Para 
responder a esta questão fez dois experimentos. No primeiro, ela aumentou a concentração de potássio externa e 
observou o efeito no potencial de membrana. No segundo ela diminuiu a concentração de sódio interna e também 
observou a alteração de potencial de membrana. Os resultados foram os seguintes: 
 
 Dentro célula (mmol/L) Fora célula (mmol/L) Diferença de Potencial 
(mV) 
 
 [K+ ]= 50 [K+ ]= 71 -95 Concentração normal 
(controle) 
 [K+ ]= 50 [K+ ]= 460 -94 1o experimento 
 
 [Na+ ]= 525 [Na+ ]= 10 -95 Concentração normal 
(controle) 
[Na+]= 45 [Na+ ]= 10 -52 2o experimento 
A membrana desta célula é mais permeável ao íon Na+ ou K+ ? Explique sua resposta. 
 
Resposta: Ao aplicar a equação de Nersnt e comparar as diferenças do que seria previsto se o íon fosse 
permeável. Pode se observar que o efeito é para a saída de carga positiva do meio intracelular. Fica claro que a 
adição de K+ não influencia no Potencial de membrana e o Na+ sim, portanto o Na+ é o íon mais permeável. 
 
 
 
Questão 7 
Quando uma membrana neuronal é tratada com batracotoxina (BTX), os canais sódio são abertos persistentemente se a 
membrana for estimulada (despolarizada). Os canais são fechados quando a membrana é repolarizada. Faça um 
esquema das transições do canal sódio mostrando qual transição é afetada pela BTX? 
 
Resposta: A batracotoxina promove a abertura de canais de Na+ voltagem-dependentes, ligando-se de forma 
alostérica e irreversível no interior do canal, induzindo a despolarização do potencial de membrana e, assim, 
produzindo um efeito fatal na excitabilidade do tecido nervoso, muscular e cardíaco. 
 
 
 
Questão 8 
Faça um gráfico mostrando um potencial de ação típico. Dê os eventos responsáveis pela fase de inversão do potencial 
e pela fase de volta ao potencial de repouso. Especifique em cada caso se o fluxo de íons ocorre a favor ou contra os 
gradientes de concentração, elétrico ou ambos. 
Resposta: rever os slides de 38-44 da aula de Bioeletrogênese. 
Desenhar os modelos de forças-motrizes no íon de Na+ e K+ (gradiente de concentração e potencial elétrico)