Транспорт веществ через плазматическую мембрану таблица 10 класс способ транспорта

Подробное решение параграф §12 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Теремов А.В., Петросова Р.А. Углубленный уровень 2017

Рассмотрите первый форзац учебник. Из каких частей состоят растительная и животные клетки? В чем их сходство и отличие?

Как растительная, так и животная клетка состоят из оболочки, ядра, цитоплазмы и находящихся в ней органоидов. Отличаются же животная и растительная клетки именно этими органоидами: в растительной клетке есть пластиды, есть большая центральная вакуоль, есть клеточная стенка. В животной вышеперечисленных органоидов нет, зато вакуоли делятся по функциям – пищеварительные (лизосомы), сократительные, митохондрии и т.п.

1. Объясните, как образуется липидный бислой.

Наружная клеточная мембрана состоит из липидного бислоя, заключённого между двумя слоями белков. Известно, что молекулы фосфолипида обладают

гидрофильно — гидрофобными свойствами. При попадании в воду они располагаются так, что их гидрофобные части вступают в тесный контакт друг с другом, а гидрофильные части – с водой. Такие молекулы способны

спонтанно образовывать двухслойные структуры в виде маленьких замкнутых пузырьков.

2. Как располагаются белки в плазматической мембране? Какими участками гидрофильными или гидрофобными, они погружены внутрь плазматической мембраны? Какую функцию выполняют мембранные белки?

Белки не образуют сплошного слоя, а встречаются на отдельных участках в виде вкраплений, погружённых в липидный бислой. Они погружены гидрофобными участками внутрь плазматической мембраны. С наружной стороны с белками и липидами соединены углеводы. Они образуют гликолипидные и гликопротеидные комплексы.

3. Какие структуры плазматической мембраны обеспечивают: а) избирательную проницаемость; б) распознавание соседних клеток; в) взаимное сцепление клеток друг «с другом в одной ткани?»

Избирательную проницательность обеспечивают белки — переносчики. Для каждого вещества существует свой специфический белок — переносчик (или канал),

Распознавание соседних клеток обеспечивают белки — рецепторы, которые могут распознавать не только соседние клетки, но и разные вещества (например – гормоны). Взаимное сцепление клеток обеспечивают межклеточные соединения, которые, в зависимости от органа или в зависимости от того, кому они принадлежат (растения, животные или люди) имеют разное строение и название. Для растений характерны десмосомы и плазмодесмы, а для людей, например, вставочные диски миокарда. Также клетки соединяются между собой при помощи микротрубочек и микрофиламентов.

4. Из каких органических веществ построена оболочка клетки? Для каких организмов характерна эта клеточная структура? Чем оболочка клетки отличается от плазматической мембраны?

Основу клеточной оболочки составляет плазматическая мембрана (наружная клеточная мембрана, плазмолемма) – биологическая мембрана, ограничивающая внутренние содержимое клетки от внешней среды.

Все биологические мембраны представляют собой двойной слой липидов, гидрофобные концы которых обращены внутрь, а гидрофильные головки – наружу. Кроме липидов в состав мембраны входят белки. Это клеточная структура характерна для животных и человека. У растений мембраны клеток покрыты клеточной стенкой из целлюлозы.

5. Какие способы поступления веществ через плазматическую мембрану вам известны? Приведите примеры веществ, поступающих в клетку тем или иным способом.

Существует несколько механизмов транспорта веществ через плазматическую мембрану: диффузия, осмос, активный транспорт, эндоцитоз и экзоцитозю.

Малые незаряженные молекулы и жирорастворимые вещества поступают в клетку диффузно. Так, молекулы кислорода (02), углекислого газа (С02), этилового спирта (С2НбОН) легко диффундируют через липидный бислой.

Осмос: Например, если поместить клетку в гипертонический раствор с более высокой концентрацией солей, то вода из клетки станет поступать в межклеточное пространство.

6. Какие два вида эндоцитоза вам известны? Назовите известные вам специализированные клетки и одноклеточные организмы, способные к эндоцитозу.

Амеба, инфузория туфелька

7. В извитых канальцах почки при образовании вторичной мочи происходит обратное всасывание глюкозы и ионов натрия в кровь. Какой вид транспорта веществ имеет место в этом процессе? Ответ поясните.

Это активный транспорт, так как он идёт против градиента концентрации соответствующих веществ (оттуда, где меньше туда, где больше). Для этого требуется тратить энергию.

8. Цианистый водород и угарный газ – яды, легко проникающие через плазматическую мембрану. Почему ни одна из клеток не выработала приспособлений, препятствующих поступлению этих веществ внутрь клетки?

И тот и другой газы вещества низкомолекулярные, причём оба – слабополярные (практически неполярные). Поэтому они легко растворяются в фосфолипидном бислое мембраны и свободно диффундируют по градиенту концентрации внутрь клетки. Чтобы создать препятствия их проникновению, пришлось бы принципиально менять структуру мембраны

9. Перечертите в тетрадь и заполните таблицу.

Транспорт веществ через плазматическую мембрану

Источник

Урок по биологии в 10 классе по теме«Строение плазматической мембраны клетки. Транспорт веществ через мембрану»

Урок в 10 классе Тема: « Эукариотическая клетка. Наружная цитоплазматическая мембрана»

Учитель : Всё живое состоит из клеток, поэтому необходимо представлять себе строение клетки.

Актуализация знаний : Объясните выражение одного ученого-биолога:

«Лишь после того как появились мембраны. из супа, варившегося в морях, могли сформироваться первые живые организмы»

На уроке мы должны с вами это выражение доказать.

Учитель: Рассмотрите рисунок клетки растений и животных . Укажите общие черты строения эукариотической клетки.

( Общий план их внутреннего строения – ядро, цитоплазма, поверхностный аппарат (наружная мембрана))

В чем различия? ( клетки различаются по форме, размерам).

Оболочка клетки – это комплекс структур, отделяющий клетку от окружающей среды. Она состоит из наружного слоя – клеточной стенки и расположенной под ним плазматической мембраны.

Клетки животных и растений различаются по строению их наружного слоя. У растений и грибов на поверхности клеток расположена плотная оболочка — клеточная стенка . У большинства растений она состоит из целлюлозы , у грибов — из хитина . Клеточная стенка представляет собой защитную оболочку, обеспечивает форму растительных клеток, через клеточную стенку проходит вода, соли, молекулы многих органических веществ.

У животной клетки клеточной стенки нет. К цитоплазме примыкает плазматическая мембрана

Под клеточной стенкой расположена плазматическая мембрана — плазмалемма (мембрана — кожица, пленка), граничащая непосредственно с цитоплазмой. Толщина плазматической мембраны около 10 нм.

Учитель : Сегодня на уроке мы познакомимся со строением и функциями плазматической мембраны.

Строение плазматической мембраны

Учитель: Рассмотрите рисунок и скажите , Какое строение имеет плазматическая мембрана?

В состав плазматической мембраны входят углеводы, белки и липиды. Они упорядочено расположены и соединены друг с другом химическими взаимодействиями.

Вспомните функции белков и свойства липидов.

Ответ: Липиды – это водонерастворимые органические молекулы, они гидрофобны.

Учитель : Как вы думаете, чем объясняется их участие в образовании плазматической мембраны?

Учитель : значит , т.к. липиды – это водонерстваримые органические молекулы, имеющие полярные «головки» и длинные неполярные «хвосты», представленные цепями жирных кислот.

Эти молекулы удерживаются с помощью гидрофильно-гидрофобных взаимодействий. Молекулы фосфолипидов расположены в два ряда — гидрофобными концами внутрь, гидрофильными головками к внутренней и внешней водной среде. В отдельных местах бислой фосфолипидов пронизан белковыми молекулами, образуя поры, через которые проходят водорастворимые вещества. Другие белковые молекулы пронизывают бислой липидов наполовину с одной или другой стороны. На поверхности мембран эукариотических клеток имеются периферические белки.

Молекулы белков и липидов подвижны, способны перемещаться, главным образом в плоскости мембраны.

Молекулы белков не образуют сплошного слоя.

периферические белки — расположенные на наружной или внутренней поверхности мембраны, могут преобразовывать сигналы из внешней и внутренней среды,

полуинтегральные белки – погружены в бислой на различную глубину, поддерживают структуру мембраны,

трансмембранные белки – пронизывают мембрану насквозь, контактируя при этом с наружной и внутренней средой клетки, катализируют реакции обмена веществ обеспечивают транспорт катионов и анионов, образуют поры.

В настоящее время общепринята жидкостно – мозаичная модель мембраны: белковые молекулы плавают в жидком липидном слое, образуя в нём мозаику.

Функции плазматической мембраны

Образует барьер, отделяющий внутреннее содержимое клетки от внешней среды.

Транспорт веществ . Между клетками и внешней средой постоянно происходит обмен веществ. Из внешней среды в клетку поступают вода, соли в форме отдельных ионов, неорганические и органические молекулы ( эндоцитоз ). Они проникают в клетку через очень тонкие каналы плазматической мембраны. Во внешнюю среду выводятся продукты, образованные в клетке. Благодаря избирательной проницаемости (полупроницаемости) плазматической мембраны из клетки выводятся продукты обмена, а также вещества, синтезированные в клетке ( экзоцитоз ).

Учитель: Представьте, что веществам надо проникнуть в клетку. Для этого необходимо преодолеть плазматическую мембрану. Какие известные способы проникновения веществ вы можете вспомнить?

Механизмы поступления веществ в клетку.

Существуют различные механизмы транспорта веществ через

Пассивный транспорт идет без затраты энергии – это диффузия. Вещества перемещаются из области высокой концентрации в область более низкой, т. е. по градиенту концентрации. Скорость транспорта зависит от величины градиента. Через бислой липидов проникают молекулы жирорастворимых веществ. Молекулы воды могут проникать через бислой, т. к. они очень малы и нейтральны ( осмос) . Через поры проходят молекулы сахаров, аминокислот, нуклеотидов и другие полярные молекулы.

Активный транспорт идет против электро — химического градиента. Осуществляют его молекулы – переносчики, работа которых требует затрат энергии АТФ.

Типы проникновения веществ в клетку через мембраны

Молекулы проходят через мембраны благодаря трём различным процессам:

Наиболее изученная транспортная система —

это калий – натриевый насос . Концентрация ионов К внутри клетки выше, чем снаружи, а концентрация ионов Na в клетке меньше, чем снаружи. Клетка активно перекачивает К внутрь, а Na наружу. На это уходит почти треть энергии клетки. Благодаря этому механизму поддерживается в рабочем возбужденном состоянии мембрана (создается разность потенциалов) и через нее возможен транспорт других веществ. В нервных клетках таким образом проводится нервный импульс.

Транспорт через мембрану

Сравнительно мелкие частицы: вода, ионы, моносахариды, аминокислоты, липиды – перемещаются через мембраны другими способами (без эндоцитоза и экзоцитоза).

Транспорт веществ через мембраны может осуществляться

по градиенту концентрации (от большей концентрации к меньшей) и

против градиента концентрации (от меньшей концентрации к большей).

В любом растворе происходит перемещение растворенных веществ из области высокой концентрации в область более низкой. Этот поток веществ в сторону меньшей концентрации (транспорт по градиенту концентрации) существует до тех пор, пока концентрации вещества в двух участках не выровняются. Перемещение вещества движущей силой которого является градиент концентрации, называется диффузионным , а процесс — диффузией

Диффузия — это распространение вещества в результате движения их ионов или молекул, которые стремятся выровнять свою концентрацию в системе.

Вода, многие липиды, ионы магния, хлора и некоторые другие вещества свободно перемещаются через мембраны по градиенту концентрации путем простой диффузии – без участия белков–переносчиков и без затраты энергии.

Такой транспорт называется пассивным .

Вода поглощается клеткой преимущественно путем осмоса. Осмос — это диффузия воды через полупроницаемую мембрану, вызванная разностью концентраций. Удобно рассматривать осмос как одну из форм диффузии, при которой перемещаются только молекулы воды.

Осмос через полупроницаемую мембрану.

Частицы растворителя (синие) способны пересекать

мембрану, частицы растворённого вещества (зеленые) — нет.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
«Плазмолиз и деплазмолиз в клетках кожицы лука»
Цель: сформировать умение проводить опыт по получению плазмолиза , закрепить умения работать с микроскопом, проводить наблюдение и объяснять полученные результаты.

Оборудование: микроскопы, предметные и покровные стекла, стеклянные палочки, стаканы с водой, фильтровальная бумага, раствор поваренной соли, репчатый лук.

Приготовьте микропрепарат кожицы лука, рассмотрите клетки под микроскопом. Обратите внимание на расположение цитоплазмы относительно клеточной оболочки.

Удалите с микропрепарата воду, приложив фильтровальную бумагу к краю покровного стекла. Нанесите на предметное стекло каплю раствора поваренной соли. Наблюдайте за изменением положения цитоплазмы.

Фильтровальной бумагой удалите раствор поваренной соли. Капните на предметное стекло 2-3 капли воды. Наблюдайте за состоянием цитоплазмы.

Объясните наблюдаемое явление.

Осмотические явления в растительной клетке

Состояние внутреннего напряжения клетки, обусловленное высоким содержанием воды и развивающимся давлением содержимого клетки на ее оболочку носит название тургора

Плазмолиз в растительной клетке

Если клетка находится в гипертоническом растворе , концентрация которого больше концентрации клеточного сока, то скорость диффузии воды из клеточного сока будет превышать скорость диффузии воды в клетку из окружающего раствора. Вследствие выхода воды из клетки объем клеточного сока сокращается, тургор уменьшается. Уменьшение объема клеточной вакуоли сопровождается отделением цитоплазмы от оболочки — происходит плазмолиз.

Деплазмолиз в растительной клетке

Если плазмолизированную клетку поместить в гипотонический раствор, концентрация которого меньше концентрации клеточного сока, вода из окружающего раствора будет поступать внутрь вакуоли. В результате увеличения объема вакуоли повысится давление клеточного сока на цитоплазму, которая начинает приближаться к стенкам клетки, пока не примет первоначальное положение — произойдет деплазмолиз.

Крупные молекулы органических веществ, например белков и полисахаридов, частицы пищи, бактерии поступают в клетку путем фагоцитоза (греч. «фагео» – пожирать). В фагоцитозе непосредственное участие принимает плазматическая мембрана. В том месте, где поверхность клетки соприкасается с частицей какого-либо плотного вещества, мембрана прогибается, образует углубление и окружает частицу, которая в «мембранной упаковке» погружается внутрь клетки. Образуется пищеварительная вакуоль, в ней перевариваются поступившие в клетку органические вещества.

Таким же образом клетка поглощает крупные капли воды. Этот процесс называется – пиноцитоз

Существуют следующие механизмы транспорта веществ через мембрану:

— При эндоцитозе мембрана образует впячивания, которые затем трансформируются в пузырьки или вакуоли. Различают фагоцитоз – поглощение твёрдых частиц (например, лейкоцитами крови) и пиноцитоз – поглощение жидкостей;

— Экзоцитоз – процесс, обратный эндоцитозу; из клеток выводятся непереварившиеся остатки твёрдых частиц и жидкий секрет.

Пассивный транспорт (перенос молекул по градиенту концентрации без затраты энергии АТФ):

— простая диффузия (газы, жирорастворимые молекулы проникают прямо через плазматическую мембрану);

— осмос (диффузия воды через полунепроницаемые мембраны);

— облегчённая диффузия , когда растворимое в воде вещество проходит через мембрану по особому каналу, создаваемому какой-либо специфической молекулой-переносчиком.

Активный транспорт (перенос молекул из области с меньшей концентрацией в область с большей, например, посредством специальных транспортных белков, требует затраты энергии АТФ).

Изображен кровеносный сосуд, по которому очень быстро проносится эритроцид и замедливший у её стенки лейкоцит.

Лейкоцит катится по эндоцелю сосуда и цепляется разными рецепторами за соответствующие рецепторы эндотелиальных клеток

Видим мембрану клетки.

Мембранные белки задействованы в контакте клеток, сосредоточены на липидных рафтах.

На внутренней поверхности мембраны там, где снаружи клетки «снюхались» рецепторами сейчас собираются сигнальные молекулы, они передают сигнал о том, что лейкоцит вступил в контакт с этотелием дальше в глубь клетки.

Разные элементы цитоскелета клетки образующие внутреннюю архитектуру клетки.

В клетке собирается актиновая нить.

Объясните выражение одного ученого-биолога:

Источник