Характеристика клетки. Клеточная мембрана
Вопрос 1. Каковы функции наружной мембраны клетки?
Наружная клеточная мембрана состоит из двойного липидного слоя и молекул белков, часть которых расположена на поверхности, а некоторые пронизывают оба слоя липидов насквозь. Функции плазматической мембраны:
1. Отграничивающая. Плазматические мембраны образуют замкнутые системы, нигде не прерываясь, т.е. они ни имеют свободных концов, таким образом, они отделяют внутреннее содержимое от окружающей среды. Например, оболочка клетки защищает содержимое цитоплазмы от физических и химических повреждений.
2. Транспортная – одна из важнейших функций связана со способностью мембраны пропускать в клетку или из нее различные вещества, это необходимо для поддержания постоянства ее состава, т.е. гомеостаза (греч. homos – подобный и stasis – состояние).
3. Контактная. В составе тканей и органов между клетками образуются сложные специальные структуры – межклеточные контакты.
4. Плазматическая мембрана многих клеток может образовывать специальные структуры (микроворсинки, реснички, жгутики).
5. На плазматической мембране создается разность электрических потенциалов. Например, гликопротеины эритроцитов млекопитающих создают отрицательный заряд на их поверхности, это препятствует их агглютинации (склеиванию).
6. Рецепторная. Обеспечивается молекулами интегральных белков, имеющих снаружи полисахаридные концы. В мембранах имеется большое число рецепторов — специальных белков, роль которых заключается в передаче сигналов извне внутрь клетки. Гликопротеины участвуют в распознавании отдельных факторов внешней среды и в ответной реакции клеток на эти факторы. Например, яйцеклетка и сперматозоид узнают друг друга по гликопротеинам, которые подходят друг к другу как отдельные элементы цельной структуры (стереохимическая связь по типу «ключ к замку») – это этап, предшествующий оплодотворению.
7. Плазматическая мембрана может участвовать в синтезе и катализе. Мембрана является основой для точного размещения ферментов. В слое гликокаликса могут осаждаться гидролитические ферменты, которые расщепляют различные биополимеры и органические молекулы, осуществляя примембранное или внеклеточное расщепление. Так идет внеклеточное расщепление у гетеротрофных бактерий и грибов. У млекопитающих, например, в кишечном эпителии, в зоне щеточной каемки всасывающего эпителия, обнаруживается большое количество разнообразных ферментов (амилаза, липаза, различные протеиназы, экзогидролазы и др.), т.е. осуществляется пристеночное пищеварение.
Вопрос 2. Какими способами различные вещества могут проникать внутрь клетки?
Сквозь наружную клеточную мембрану вещества могут проникать несколькими способами. Во-первых, через тончайшие каналы, Образованные молекулами белков, могут проходить внутрь клетки ионы веществ, имеющие небольшие размеры, например ионы натрия, калия, кальция. Это так называемый Пассивный транспорт идет без затрат энергии путем диффузии, осмоса и облегченной диффузии. Во-вторых, в клетку могут попасть вещества путем фагоцитоза или пиноцитоза. Крупные молекулы биополимеров поступают через мембрану благодаря фагоцитозу, явлению, впервые описанному И.И. Мечниковым. Процесс захвата и поглощения капелек жидкости происходит путем пиноцитоза. Путем фагоцитоза и пиноцитоза обычно в клетку проникают пищевые частицы.
Вопрос 3. Чем пиноцитоз отличается от фагоцитоза?
Фагоцитоз (греч. рhagos – пожирать, cytos – вместилище) – это захват и поглощение клеткой крупных частиц (иногда целых клеток и их частиц). При этом плазматическая мембрана образует выросты, окружает частицы и в виде вакуолей перемещает их внутрь клетки. Этот процесс связан с затратами мембраны и энергии АТФ.
Пиноцитоз (греч. pino – пить) – поглощение капелек жидкости с растворенными в ней веществами. Осуществляется за счет образования впячиваний на мембране и формирования пузырьков, окруженных мембраной, и перемещения их внутрь. Этот процесс также связан с затратами мембраны и энергии АТФ. Всасывающая функция эпителия кишечника обеспечивается путем пиноцитоза.
Таким образом, при фагоцитозе клетка поглощает твёрдые частички пищи, а при пиноцитозе – капельки жидкости. Если клетка перестает синтезировать АТФ, то процессы пино- и фагоцитоза полностью прекращаются.
Вопрос 4. Почему у растительных клеток нет фагоцитоза?
При фагоцитозе в том месте, где пищевая частица прикасается к наружной мембране клетки, образуется впячивание, и частица попадает внутрь клетки, окруженная мембраной. У растительной клетки поверх клеточной мембраны имеется плотная непластичная оболочка из клетчатки, что препятствует фагоцитозу.
Источник
Какими способами различные вещества могут попадать внутрь клетки
Подробное решение Праграф § 14 по биологии для учащихся 9 класса, авторов В.В. Пасечник, А.А. Каменский, Е.А. Криксунов
1. Чем различаются оболочки животной и растительной клеток?
Растительная клетка кроме клеточной мембраны покрыта еще клеточной стенкой из клетчатки, что придает ей прочность.
2. Чем покрыта клетка гриба?
Клетки грибов кроме клеточной мембраны покрыты твёрдой оболочкой — клеточной стенкой, которая состоит из полисахаридов на 80-90% (у большинства это хитин).
Вопросы
1. Каковы функции наружной мембраны клетки?
Клеточная мембрана отделяет внутреннее содержание клетки от внешней среды. Она защищает цитоплазму и ядро от повреждений, обеспечивает связь клеток между собой, избирательно пропускает внутрь клетки необходимые вещества и выводит из клетки продукты обмена.
2. Какими способами различные вещества могут проникать внутрь клетки?
Специальные белки образуют тончайшие каналы, по которым внутрь клетки или из неё могут проходить ионы калия, натрия, кальция и некоторые другие ионы, имеющие маленький диаметр. Однако более крупные частицы через мембранные каналы пройти не могут. Молекулы пищевых веществ — белки, углеводы, липиды — попадают в клетку при помощи фагоцитоза или пиноцитоза.
3. Чем пиноцитоз отличается от фагоцитоза?
Пиноцитоз отличается от фагоцитоза лишь тем, что в этом случае впячивание наружной мембраны захватывает не твёрдые частицы, а капельки жидкости с растворёнными в ней веществами.
4. Почему у растительных клеток нет фагоцитоза?
Так как клетки растений поверх наружной клеточной мембраны покрыты плотным слоем клетчатки, они не могут захватывать вещества при помощи фагоцитоза.
Задания
1. Составьте план параграфа.
1. Общее представление о строении клетки.
2. Функции клеточной мембраны.
3. Строение клеточной мембраны.
4. Способы транспортировки веществ через клеточную мембрану.
2. Проанализировав текст параграфа и рисунки 22 и 23, установите взаимосвязь между строением и функциями клеточной мембраны.
Основу плазмалеммы составляет слой липидов, имеющий два ряда молекул. Динамические свойства мембраны обусловлены подвижностью ее молекулярной организации. Белки и липиды взаимосвязаны в мембране непостоянно и образуют подвижную, гибкую, временно связанную в единое целое структуру, способную к структурным перестройкам. При этом легко изменяются, например, взаиморасположение компонентов мембраны. Благодаря этому мембраны могут изменять свою конфигурацию, т. е. обладают текучестью. Это обеспечивает возможность фаго- и пиноцитоза.
Липиды нерастворимы в воде, поэтому в клетке они создают барьер, препятствующий движению воды и водорастворимых веществ из одного компартмента в другой.
Молекулы белка, однако, делают мембрану проницаемой для разных веществ с помощью специализированных структур, называемых порами.
Источник
Каким образом питательные вещества попадают в клетку
Отказ от ответсвенности
Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.
Организм взрослого человека состоит из порядка 30 триллионов клеток. Их питание – процесс обеспечения набором веществ. Цель — продуцирование новых и поддержание деятельности старых клеточных единиц, защита от повреждений и обеспечение необходимой энергией.
Природа создала механизмы, регулирующие обмен веществами, происходящий между цитоплазмой и внешней средой. Рассмотрим и расскажем, как он происходит.
Роль мембраны
Мембрана — так называется пленка-барьер толщиной 5-10 миллионных мм, отделяющий содержимое биологических клеток от внешней среды. У нее двусторонняя, избирательная и неравномерная проницаемость. Эти свойства связаны со сложной структурой и химическим составом пленки.
Мембраны состоят из липидов и белков. К некоторым из них на внешних поверхностях присоединены также углеводы. На долю последних приходится 2–10 % от общего числа молекул.
Липиды составляют бислой, а протеины/белки отвечают за:
- транспорт веществ;
- перенос электронов;
- преобразование энергии;
- активность ферментов и рецепторов.
- активный перенос (эндоцитоз) наблюдается, если силы, благодаря которым он происходит, находятся вне биологической клетки;
- пассивный (экзоцитоз) — осуществляется за счет энергии, вырабатываемой в самой клетке.
Благодаря экзоцитозу выводятся гормоны, протеины, полисахариды, жировые капли и пр. продукты жизнедеятельности клетки.
Взаимодействие между биологической клеткой и окружающей ее средой обеспечивает:
- поддержание в конкретных пределах концентраций веществ, входящих в ее состав;
- выполнение функций некоторых клеток, например, нервных.
Фагоцитоз и пиноцитоз
При запуске процессов эндоцитоза:
- клеточная мембрана образует «кармашки» (впячивания);
- они втягивают внутрь биологической клетки «капельку» внешней среды;
- «кармашки» отшнуровываются;
- «капелька» начинает дрейфовать по цитоплазме.
«Капелька», оказавшаяся в клетке в результате эндоцитоза, остается окруженной ее мембраной. Затем происходит просачивание ее содержимого через эту пленку тем или иным способом. Такое поглощение твердых частичек называется фагоцитозом и осуществляется посредством клеток-фагоцитов. Если речь идет о жидком материале, то наблюдается пиноцитоз.
Способы «просачивания» через мембрану
Молекулы проникают и в одну и в другую сторону в результате 3-х процессов: активному транспорту, облегченной или простой диффузии.
Направление простой диффузии определяется градиентом концентрации вещества с обеих сторон мембраны. Этим способом в клетку проникает вода, другие мелкие незаряженные молекулы и липидорастворимые вещества.
Большинство питательных веществ попадает в клетки посредством транспортных белков. Они образуют непрерывный протеиновый канал через мембрану.
Существует 2 формы транспортировки:
- Активный транспорт — перенос веществ, растворенных в воде, в направлении обратном градиенту концентрации либо электрохимическому градиенту.
- Облегченная диффузия связана с движением молекул в направлении градиента концентрации. В случае заряженных молекул перенос происходит несколько иначе. На него влияет также мембранный потенциал.
Транспортные протеины бывают:
- переносящими через мембрану лишь одно вещество;
- транспортирующими одно вещество в паре с другим или после переноса другого в том же либо в противоположном направлении.
Процессы, описанные выше, играют важнейшую роль и без них невозможна жизнь биологических организмов. Их изучение продолжается, так как не все механизмы до конца известны.
Отказ от ответсвенности
Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.
Источник
§ 14. Общие сведения о клетках. Клеточная мембрана (окончание)
В том месте, где пищевая частица прикасается к наружной мембране клетки, образуется впячивание, и частица попадает внутрь клетки, окружённая мембраной. Этот процесс называется фагоцитозом (рис. 23, А). Внутрь образовавшегося пузырька проникают пищеварительные ферменты, и возникает пищеварительная вакуоль. Путём фагоцитоза питаются простейшие. У многоклеточных организмов некоторые лейкоциты крови — довольно крупные амёбовидные клетки, передвигаясь в крови и лимфе, также способны активно захватывать и переваривать чужеродные бактерии. Их называют фагоцитами.
Так как клетки растений поверх наружной клеточной мембраны покрыты плотным слоем клетчатки, они не могут захватывать вещества при помощи фагоцитоза.
Пиноцитоз отличается от фагоцитоза лишь тем, что в этом случае впячивание наружной мембраны захватывает не твёрдые частицы, а капельки жидкости с растворёнными в ней веществами (рис. 23, Б). Это один из основных механизмов проникновения веществ в клетку.
Цитоплазма. Ядро. Органоиды. Мембрана. Фагоцитоз. Пиноцитоз
Ответьте на вопросы
1. Каковы функции наружной мембраны клетки?
2. Какими способами различные вещества могут проникать внутрь клетки?
3. Чем пиноцитоз отличается от фагоцитоза?
4. Почему у растительных клеток нет фагоцитоза?
1. Составьте план параграфа.
2. Проанализировав текст параграфа и рисунки 22 и 23, установите взаимосвязь между строением и функциями клеточной мембраны.
Источник
