Какие функции выполняет в клетке плазматическая мембрана
Yourfight.ru

Спортивный портал

Какие функции выполняет в клетке плазматическая мембрана

Оболочка

Оболочки клеток всех организмов содержат плазматическую мембрану. Мембрана клетки (а так же всех мембранных органоидов) состоит из белков и (фосфо)липидов.

У животных клеток наружный слой мембраны, состоящий из углеводов, присоединенных к белкам и липидам мембраны, называется гликокаликс.

У всех, кроме животных, снаружи от мембраны имеется твердая клеточная стенка. У растений она состоит из целлюлозы (клетчатки), у грибов из хитина, у бактерий из муреина. Клеточная стенка обеспечивает защиту клетки, опору и тургор (вода за счет осмоса надувает клетку изнутри, клеточная стенка напрягается, клетка становится упругой).

Функции плазматической мембраны

1) Избирательная проницаемость: мембрана регулирует обмен веществ между клеткой и окружающей средой. Регуляцию осуществляют мембранные белки:

  • каждый из них переносит только одно определенное вещество (специфичность),
  • при изменении условий белок может изменить (прекратить) свою работу (денатурация).

2) Сигнальная функция: в мембрану встроены белки, которые при изменении условий снаружи клетки или при присоединении какого-либо сигнального вещества обратимо денатурируют и передают сигнал в клетку.

3) Фагоцитоз: захват и поглощение животной клеткой крупных частиц (открыл И.И.Мечников): в том месте, где поверхность клетки соприкасается с частицей, образуется углубление, мембрана окружает частицу со всех сторон. Затем часть мембраны отделяется и внутри цитоплазмы оказывается фагоцитозный пузырек с веществом внутри. Например: амеба поглощает пищу, фагоцит поглощает чужеродную частицу. (Пиноцитоз – захват и поглощение капель жидкости.)

Транспорт веществ через мембрану

1) Активный транспорт (идёт с затратой энергии АТФ). Например, белок-канал натрий-калиевая АТФ-аза выкачивает из клетки ионы натрия и закачивает ионы калия.

2) Пассивный транспорт (идет без затрат энергии). Например, газы воздуха и вода могут проходить непосредственно между фосфолипидами.

К пассивному транспорту относится осмос, когда вода движется через мембрану в область большей концентрации веществ. Из-за осмоса эритроцит в пресной воде лопается (в него заходит слишком много воды), а в пересолёной воде – сморщивается (вода выходит).

Еще можно почитать

Тесты и задания

Выберите один, наиболее правильный вариант. В процессе обмена веществ в клетке энергия АТФ может использоваться
1) для выделения углекислого газа из клетки
2) для образования воды на кислородном этапе энергетического обмена
3) при расщеплении биополимеров
4) на поступление веществ в клетку через плазматическую мембрану

Выберите один, наиболее правильный вариант. Активный транспорт веществ в клетку и из клетки из области с низкой концентрацией в область с высокой концентрацией происходит
1) без затраты энергии
2) путем фагоцитоза
3) путем осмоса
4) с затратами энергии

Выберите один, наиболее правильный вариант. Эритроциты, помещенные в физиологический раствор
1) набухают и лопаются
2) остаются без внешних изменений
3) сморщиваются
4) слипаются друг с другом

Выберите один, наиболее правильный вариант. Поступление воды в растительную клетку происходит в процессе
1) осмоса
2) фагоцитоза
3) пиноцитоза
4) активного транспорта

Выберите один, наиболее правильный вариант. Мембраны хлоропластов образованы молекулами
1) целлюлозы
2) хитина
3) гликогена
4) белков и липидов

Выберите один, наиболее правильный вариант. Плазматическая мембрана животной клетки в отличие от клеточной стенки растений
1) состоит из клетчатки
2) состоит из белков и липидов
3) прочная, неэластичная
4) проницаема для всех веществ

Выберите один, наиболее правильный вариант. Поступление питательных веществ путем фагоцитоза происходит в клетках
1) прокариот
2) животных
3) грибов
4) растений

Выберите один, наиболее правильный вариант. Гликокаликс в клетке образован
1) липидами и нуклеотидами
2) жирами и АТФ
3) углеводами и белками
4) нуклеиновыми кислотами

Выберите один, наиболее правильный вариант. Избирательное поступление в клетку веществ через плазматическую мембрану связано с
1) наличием целлюлозной оболочки
2) постоянством концентрации веществ в цитоплазме
3) особенностями строения билипидного слоя
4) наличием гликокаликса

МЕМБРАНА КРОМЕ
Все приведенные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания строения и свойств цитоплазматической мембраны эукариотической клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.

1) участвует в процессе энергетического обмена
2) на ней происходит фотолиз воды
3) у животной клетки имеется гликокаликс
4) образована билипидным слоем и белками
5) обладает полупроницаемостью

МЕМБРАНА СТРОЕНИЕ
1. Какие вещества входят в состав клеточной мембраны?

1) липиды
2) хлорофилл
3) РНК
4) углеводы
5) белки
6) ДНК

2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Плазматическая мембрана животной клетки состоит из
1) митохондрий
2) рибосом
3) двух слоев липидов
4) молекул белков
5) двух слоев углеводов
6) углеводов, образующих гликокаликс

МЕМБРАНА ФУНКЦИИ
1. Выберите три варианта. Какие функции выполняет в клетке плазматическая мембрана?

1) придает клетке жесткую форму
2) отграничивает цитоплазму от окружающей среды
3) служит матрицей для синтеза иРНК
4) обеспечивает поступление в клетку ионов и мелких молекул
5) обеспечивает передвижение веществ в клетке
6) участвует в поглощении веществ клеткой

2. Выберите три правильных варианта. Какие из перечисленных функций выполняет плазматическая мембрана клетки?
1) участвует в синтезе липидов
2) осуществляет активный транспорт веществ
3) участвует в процессе фагоцитоза
4) участвует в процессе пиноцитоза
5) является местом синтеза мембранных белков
6) координирует процесс деления клетки

МЕМБРАНА – СТЕНКА
Установите соответствие между функциями и структурами клетки: 1) клеточная мембрана, 2) клеточная стенка. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.

А) избирательная проницаемость
Б) активный транспорт
В) поддержание формы клетки
Г) придает жесткость клетки
Д) способность к фагоцитозу


МЕМБРАНА – АГ
Установите соответствие между функциями клеточных структур и структурами, изображёнными на рисунке. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.

А) осуществляет активный транспорт веществ
Б) изолирует клетку от окружающей среды
В) обладает избирательной проницаемостью
Г) образует секреторные пузырьки
Д) распределяет вещества клетки по органеллам
Е) участвует в образовании лизосом

ФАГОЦИТОЗ
Установите соответствие между клетками и способностью к фагоцитозу: 1) способны 2) не способны. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.

А) амёба
Б) лейкоциты
В) хлорелла
Г) мукор
Д) инфузория
Е) хламидомонада

Установите последовательность процессов, происходящих в клетке амёбы при питании. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) слияние фагоцитозного пузырька с лизосомой
2) впячивание плазматической мембраны с частицами пищи
3) отделение мембранного пузырька с частицей пищи внутрь клетки
4) замыкание плазматической мембраны с образованием фагоцитозного пузырька
5) расщепление биополимеров пищи до мономеров


Все перечисленные ниже термины, кроме двух, используют для описания процесса, изображённого на рисунке. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) фотосинтез
2) гликолиз
3) мембранный транспорт
4) эндоцитоз
5) фагоцитоз

ТРАНСПОРТ
Все приведенные ниже примеры, кроме двух, характеризуют перенос веществ без затрат энергии. Определите два примера, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.

1) перенос углекислого газа
2) перенос глюкозы в почках
3) путем диффузии
4) калий-натриевый насос
5) перенос кислорода


1. Перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания строения, функций изображенной клеточной структуры. Определите два признака, «выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) придает клетке жесткую форму
2) отграничивает клетку от окружающей среды
3) обеспечивает фагоцитоз
4) служит матрицей для синтеза РНК
5) обладает избирательной полупроницаемостью


2. Все приведенные ниже признаки, кроме двух, используются для описания функций изображенного на рисунке органоидa эукариотической клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) образование вакуолей
2) разделительная
3) рецепторная
4) хранение и передача наследственной информации
5) электрическая


3. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображенной на рисунке структуры клетки. Определите два признака, выпадающих из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) состоит из двух слоев белков и липидов между ними
2) в состав входят фосфолипиды
3) холестерин придает прочность
4) липиды осуществляют транспортную функцию
5) не пропускает крупные и заряженные молекулы


4. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображённой на рисунке структуры клетки. Определите два признака, «выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) обладает избирательной проницаемостью
2) состоит из гликогена и белков
3) встроенные белки выполняют разнообразные функции
4) имеет гидрофобные и гидрофильные участки
5) отсутствует у всех прокариотических клеток

Какую функцию выполняет клеточная мембрана — её свойства и функции

Клеточная мембрана — молекулярная структура, которая состоит из липидов и белков. Главные её свойства и функции:

  • отделение содержимого любой клетки от внешней среды, гарантируя её целостность;
  • управление и налаживание обменом между средой и клеткой;
  • внутриклеточные мембраны разбивают клетку на специальные отсеки: органеллы или компартменты.

Слово «мембрана» на латыни означает «пленка». Если говорить о клеточной мембране, то это совокупность двух пленок, которые обладают различными свойствами.

Биологическая мембрана включает в себя три вида белков:

  1. Периферические – расположены на поверхности пленки;
  2. Интегральные – целиком пронизывают мембрану;
  3. Полуинтегральные – одним концом проникают внутрь билипидного слоя.

Какие функции выполняет клеточная мембрана

1. Клеточная стенка — прочная оболочка клетки, которая находится снаружи от цитоплазматической мембраны. Она выполняет защитные, транспортные и структурные функции. Присутствует у многих растений, бактерий, грибов и архей.

Читать еще:  Дисциркуляторная энцефалопатия код по мкб 10

2. Обеспечивает барьерную функцию, то есть избирательный, регулируемый, активный и пассивный обмен веществ с внешней средой.

3. Способна передавать и сохранять информации, а также принимает участие в процессе размножения.

4. Выполняет транспортную функцию, которая может через мембрану транспортировать вещества в клетку и из клетки.

5. Клеточная мембрана имеет одностороннюю проводимость. Благодаря этому, молекулы воды могут без задержек проходить через клеточную мембрану, а молекулы прочих веществ проникают выборочно.

6. С помощью клеточной мембраны происходит получение воды, кислорода и питательных веществ, а через неё удаляются продукты клеточного обмена.

7. Выполняет клеточный обмен через мембраны, и может исполнять их с помощью 3 главных типов реакций: пиноцитоз, фагоцитоз, экзоцитоз.

8. Мембрана обеспечивает специфику межклеточных контактов.

9. В мембране присутствуют многочисленные рецепторы, которые способны воспринимать химические сигналы — медиаторы, гормоны и множество других биологических активных веществ. Так она в силах изменить метаболическую активность клетки.

10. Основные свойства и функции клеточной мембраны:

  • Матричная
  • Барьерная
  • Транспортная
  • Энергетическая
  • Механическая
  • Ферментативная
  • Рецепторная
  • Защитная
  • Маркировочная
  • Биопотенциальная

Какую функцию выполняет в клетке плазматическая мембрана?

  1. Отграничивает содержимое клетки;
  2. Осуществляет поступление веществ в клетку;
  3. Обеспечивает удаление ряда веществ из клетки.

Структура мембраны клетки

Клеточные мембраны включают липиды 3 классов:

В основном мембрана клетки состоит из белков и липидов, и имеет толщину не более 11 нм. От 40 до 90% всех липидов составляют фосфолипиды. Также важно отметить гликолипиды, которые являются одним из основных компонентов мембраны.

Структура клеточной мембраны трехслойна. В центре располагается однородный жидкий билипидный слой, а белки закрывают его с двух сторон (как мозаику), отчасти проникая в толщу. Также белки необходимы для мембраны, чтобы пропускать внутрь клеток и транспортировать из них наружу особые вещества, которые не могут проникнуть через жировой слой. Например, ионы натрия и калия.

Строение клетки — видео

Плазматическая мембрана: характеристики, строение и функции

Клеточная мембрана, которую также называют плазмалемма, цитолемма или же плазматическая мембрана — является молекулярной структурой, эластичной по своей природе, которая состоит из различных белков и липидов. Она отделяет содержание любой клетки от внешней среды, тем самым регулируя ее защитные свойства, а также обеспечивает обмен между внешней средой и непосредственно внутренним содержимым клетки.

Плазматическая мембрана

Плазмалемма — это перегородка, находящаяся внутри, непосредственно за оболочкой. Она делит клетку на определенные отсеки, которые направлены на компартменты или же органеллы. В них содержатся специализированные условия среды. Клеточная стенка полностью закрывает всю клеточную мембрану. Она выглядит как двойной слой молекул.

Основные сведения

Состав плазмалеммы — это фосфолипиды или же, как их еще называют, сложные липиды. Фосфолипиды имеют несколько частей: хвост и головку. Специалисты называют гидрофобные и гидрофильные части: в зависимости от строения животной или растительной клетки. Участки, которые именуются головкой — обращены внутрь клетки, а хвосты — наружу. Плазмалеммы по структуре являются инвариабельными и очень похожи у различных организмов; чаще всего исключение могут составить археи, у которых перегородки состоят из различных спиртов и глицерина.

Толщина плазмалеммы приблизительно 10 нм.

В малом содержании в состав биологической мембраны входят некоторые виды белков. Например, белки которые пронизывают всю мембрану насквозь, их называют интегральными. Мембраны, которые входят в состав и внешнего, и во внутреннего слоя (слой чаще всего бывает липидным), называются полуинтегральными.

Существуют перегородки, которые находятся на внешней стороне или же снаружи части, вплотную прилегающей к мембране — их называют поверхностными. Некоторые виды белка могут быть своеобразными контактными точками для клеточной мембраны и оболочки. Внутри клетки находится цитоскелет и наружная стенка. Определенные виды интегрального белка могут быть использованы как каналы в ионных транспортных рецепторах (параллельно с нервными окончаниями).

Если использовать электронный микроскоп, то можно получить данные, на основе которых можно построить схему строения всех частей клетки, а также основных составляющих и оболочек. Верхний аппарат будет состоять из трех субсистем:

  • комплексное надмембранное включение;
  • плазматическая мембрана;
  • опорно-сократительный аппарат цитоплазмы, который будет иметь субмембранную часть.

К данному аппарату можно отнести цитоскелет клетки. Цитоплазма с органоидами и ядром называется — ядерный аппарат. Цитоплазматическая или, по-другому, плазматическая клеточная мембрана, находится под клеточной оболочкой.

Слово «мембрана» произошло от латинского слова membrum, которое можно перевести как «кожа» или «оболочка». Термин предложили более 200 лет назад и им чаще называли края клетки, но в период, когда началось использование различного электронного оборудования, установили, что плазматические цитолеммы составляют множество различных элементов оболочки.

Элементы чаще всего структурные, такие как:

Одна из первых гипотез относительно молекулярного состава плазмалеммы была выдвинута в 1940 году научным институтом Великобритании. Уже в 1960 году Уильям Робертс предложил миру гипотезу «Об элементарной мембране». Она предполагала, что все плазмалеммы клетки состоят из определенных частей, по сути, являются сформированными по общему принципу для всех царств организмов.

В начале семидесятых годов XX века было открыто множество данных, на основании которых в 1972 году ученые из Австралии предложили новую мозаично-жидкостную модель строения клеток.

Строение плазматической мембраны

Модель 1972-го года является общепризнанной и по сей день. То есть в современной науке, различные ученые, работающие с оболочкой, опираются на теоретический труд «Строение биологической мембраны жидкостно-мозаичной модели».

Молекулы белков связаны с липидным бислоем и пронизывают всю мембрану полностью — интегральные белки (одно из общепринятых названий — это трансмембранные белки).

Оболочка в составе имеет различные углеводные компоненты, которые будут выглядеть как полисахаридная или сахаридная цепь. Цепь, в свою очередь, будет соединена липидами и белком. Соединенные молекулами белка цепи называются гликопротеинами, а молекулами липидов — гликозидами. Углеводы находятся на внешней стороне мембраны и выполняют функции рецепторов в клетках животного происхождения.

Гликопротеин — представляют собой комплекс надмембранных функций. Его еще называют гликокаликс (от греческих слов глик и каликс, что в переводе означает “сладкий” и “чашка”). Комплекс способствует адгезии клеток.

Функции плазматической мембраны

Барьерная

Помогает отделить внутренние составляющие клеточной массы от тех веществ, которые находятся извне. Предохраняет организм от попадания различных веществ, которые будут являться для него чужеродными, и помогает поддерживать внутриклеточный баланс.

Транспортная

Клетка имеет свой «пассивный транспорт» и использует его для уменьшения расхода энергии. Транспортная функция работает в следующих процессах:

  • эндоцитоз;
  • экзоцитоз;
  • натриевый и калиевый обмен.

На внешней стороне мембраны находится рецептор, на участке которого происходит смешивание гормонов и различных регуляторных молекул.

Пассивный транспорт — процесс, при котором вещество проходит через мембрану, при этом энергия не затрачивается. Иными словами, вещество доставляется из области клетки с высокой концентрацией, в ту сторону, где концентрация будет более низкая.

Существует два вида:

  • Простая диффузия — присуща маленьким нейтральным молекулам H2O, CO2 и О2 и некоторыми гидрофобным органическим веществам с низкой молекулярной массой и соответственно без проблем проходят через фосфолипиды мембраны. Эти молекулы могут проникать через мембрану вплоть до того времени, пока градиент концентрации будет стабилен и неизменен.
  • Облегченная диффузия — характерна для различных молекул гидрофильного типа. Они также могут проходить через мембрану согласно градиенту концентрации. Однако, процесс будет осуществляться с помощью различных белков, которые будут образовывать специфические каналы ионных соединений в мембране.

Активный транспорт — это перемещение различных составляющих через стенку мембраны в противовес градиенту. Такое перенесение требует значительных затрат энергетических ресурсов в клетке. Чаще всего именно активный транспорт является основным источником потребления энергии.

Выделяют несколько разновидностей активного транспорта при участии белков-переносчиков:

  • Натриево-калиевый насос. Получение клеткой необходимых минералов и микроэлементов.
  • Эндоцитоз — процесс, при котором происходит захват клеткой твердых частиц (фагоцитоз) или же различных капель любой жидкости (пиноцитоз).
  • Экзоцитоз — процесс, при котором происходит выделение из клетки определенных частиц во внешнюю окружающую среду. Процесс является противовесом эндоцитоза.

Термин “эндоцитоз” произошел от греческих слов “энда” (изнутри) и “кетоз” (чаша, вместилище). Процесс характеризует захват внешнего состава клеткой и осуществляется при производстве мембранных пузырьков. Этот термин был предложен в 1965 году профессором цитологии из Бельгии Кристианом Бэйлсом, он изучал поглощение различных веществ клетками млекопитающих, а также фагоцитоз и пиноцитоз.

Фагоцитоз

Происходит при захвате клеткой определенных твердых частиц или же живых клеток. А пиноцитоз — это процесс, при котором капли жидкости захватываются клеткой. Фагоцитоз (от греческих слов “пожиратель” и “вместилище”) — процесс при котором очень маленькие объекты живой природы захватываются и поглощаются, так же как и твердые части различных одноклеточных организмов.

Открытие процесса принадлежит физиологу из России — Вячеславу Ивановичу Мечникову, который определил непосредственно процесс, при этом он проводил различные испытания с морскими звездами и крошечными дафниями.

В основе питания одноклеточных гетеротрофных организмов лежит их способность переваривать, а также захватывать различные частицы.

Мечников описал алгоритм поглощения бактерии амебой и общий принцип фагоцитоза:

  • адгезия — прилипание бактерий к мембране клетки;
  • поглощение;
  • образование пузырька с бактериальной клеткой;
  • откупоривание пузырька.

Исходя из этого, процесс фагоцитоза состоит из таких этапов:

  1. Поглощаемая частица крепится к мембране.
  2. Окружение поглощаемой частицы мембраной.
  3. Образование мембранного пузырька (фагосома).
  4. Открепление мембранного пузырька (фагосомы) во внутреннюю часть клетки.
  5. Объединение фагосомы и лизосомы (переваривание), а также внутреннее перемещение частиц.
Читать еще:  Как бороться с выпадением волос в домашних условиях

Можно наблюдать полное или частичное переваривание.

В случае частичного переваривания чаще всего образуется остаточное тельце, которое будет находиться внутри клетки некоторое время. Те остатки, которые будут непереварены, изымаются (эвакуируются) из клетки путем экзоцитоза. В процессе эволюции эта функция предрасположенности к фагоцитозу постепенно отделилась и перешла от различных одноклеточных к специализированным клеткам (таким как пищеварительная у кишечнополостных и губок), а после к особым клеткам у млекопитающих и человека.

К фагоцитозу предрасположены лимфоциты и лейкоциты в крови. Сам процесс фагоцитоза нуждается в больших затратах энергии и напрямую объединен с активностью внешней клеточной мембраны и лизосомы, при которых находятся пищеварительные ферменты.

Пиноцитоз

Пиноцитоз — это захват поверхностью клетки какой-либо жидкости, в которой находятся различные вещества. Открытие явления пиноцитоза принадлежит ученому Фицджеральду Льюису. Произошло это событие в 1932 году.

Пиноцитоз — это один из основных механизмов, при котором в клетку попадают высокомолекулярные соединения, например, различные гликопротеины или же растворимые белки. Пиноцитозная активность, в свою очередь, невозможна без физиологического состояния клетки и зависит от ее состава и состава окружающей среды. Самый активный пиноцитоз мы можем наблюдать у амебы.

У человека пиноцитоз наблюдается в клетках кишечника, в сосудах, почечных канальцах, а также в растущих ооцитах. Для того чтобы изобразить процесс пиноцитоза, которой будет осуществляться с помощью лейкоцитов человека, можно сделать выпячивание плазматической мембраны. При этом части будут отшнуровываться и отделяться. Процесс пиноцитоза нуждается в затрате энергии.

Этапы процесса пиноцитоза:

  1. На наружной клеточной плазмалемме появляются тонкие наросты, которые окружают капли жидкости.
  2. Этот участок внешней оболочки становится тоньше.
  3. Образование мембранного пузырька.
  4. Стенка прорывается (проваливается).
  5. Пузырек перемещается в цитоплазме и может слиться с различными пузырьками и органоидами.

Экзоцитоз

Термин произошел от греческих слов “экзо” — наружный, внешний и “цитоз” — сосуд, чаша. Процесс заключается в выделении клеточной частью определенных частиц во внешнюю среду. Процесс экзоцитоза является противоположным пиноцитозу.

В процессе экоцитоза из клетки выходят пузырьки внутриклеточной жидкости и переходят на внешнюю мембрану клетки. Содержимое внутри пузырьков может выделяться наружу, а мембрана клетки сливается с оболочкой пузырьков. Таким образом, большинство макромолекулярных соединений будет происходить именно этим способом.

Экзоцитоз выполняет ряд задач:

  • доставка молекул на внешнюю клеточную мембрану;
  • транспортировка по всей клетке веществ, которые будут нужны для роста и увеличения площади мембраны, например, определенных белков или же фосфолипидов;
  • освобождение или соединение различных частей;
  • выведение вредных и токсических продуктов, которые появляются при метаболизме, например, соляной кислоты секретируемой клетками слизистой оболочки желудка;
  • транспортировка пепсиногена, а также сигнальных молекул, гормонов или нейромедиаторов.

Специфические функции биологических мембран:

  • генерация импульса, происходящего на нервном уровне, внутри мембраны нейрона;
  • синтез полипептидов, а также липидов и углеводов шероховатой и гладкой сети эндоплазматической сетки;
  • изменение световой энергии и ее преобразование в энергию химическую.

Видео

Из нашего видео вы узнаете много интересного и полезного о строении клетки.

Оболочка

Оболочки клеток всех организмов содержат плазматическую мембрану. Мембрана клетки (а так же всех мембранных органоидов) состоит из белков и (фосфо)липидов.

У животных клеток наружный слой мембраны, состоящий из углеводов, присоединенных к белкам и липидам мембраны, называется гликокаликс.

У всех, кроме животных, снаружи от мембраны имеется твердая клеточная стенка. У растений она состоит из целлюлозы (клетчатки), у грибов из хитина, у бактерий из муреина. Клеточная стенка обеспечивает защиту клетки, опору и тургор (вода за счет осмоса надувает клетку изнутри, клеточная стенка напрягается, клетка становится упругой).

Функции плазматической мембраны

1) Избирательная проницаемость: мембрана регулирует обмен веществ между клеткой и окружающей средой. Регуляцию осуществляют мембранные белки:

  • каждый из них переносит только одно определенное вещество (специфичность),
  • при изменении условий белок может изменить (прекратить) свою работу (денатурация).

2) Сигнальная функция: в мембрану встроены белки, которые при изменении условий снаружи клетки или при присоединении какого-либо сигнального вещества обратимо денатурируют и передают сигнал в клетку.

3) Фагоцитоз: захват и поглощение животной клеткой крупных частиц (открыл И.И.Мечников): в том месте, где поверхность клетки соприкасается с частицей, образуется углубление, мембрана окружает частицу со всех сторон. Затем часть мембраны отделяется и внутри цитоплазмы оказывается фагоцитозный пузырек с веществом внутри. Например: амеба поглощает пищу, фагоцит поглощает чужеродную частицу. (Пиноцитоз – захват и поглощение капель жидкости.)

Транспорт веществ через мембрану

1) Активный транспорт (идёт с затратой энергии АТФ). Например, белок-канал натрий-калиевая АТФ-аза выкачивает из клетки ионы натрия и закачивает ионы калия.

2) Пассивный транспорт (идет без затрат энергии). Например, газы воздуха и вода могут проходить непосредственно между фосфолипидами.

К пассивному транспорту относится осмос, когда вода движется через мембрану в область большей концентрации веществ. Из-за осмоса эритроцит в пресной воде лопается (в него заходит слишком много воды), а в пересолёной воде – сморщивается (вода выходит).

Еще можно почитать

Тесты и задания

Выберите один, наиболее правильный вариант. В процессе обмена веществ в клетке энергия АТФ может использоваться
1) для выделения углекислого газа из клетки
2) для образования воды на кислородном этапе энергетического обмена
3) при расщеплении биополимеров
4) на поступление веществ в клетку через плазматическую мембрану

Выберите один, наиболее правильный вариант. Активный транспорт веществ в клетку и из клетки из области с низкой концентрацией в область с высокой концентрацией происходит
1) без затраты энергии
2) путем фагоцитоза
3) путем осмоса
4) с затратами энергии

Выберите один, наиболее правильный вариант. Эритроциты, помещенные в физиологический раствор
1) набухают и лопаются
2) остаются без внешних изменений
3) сморщиваются
4) слипаются друг с другом

Выберите один, наиболее правильный вариант. Поступление воды в растительную клетку происходит в процессе
1) осмоса
2) фагоцитоза
3) пиноцитоза
4) активного транспорта

Выберите один, наиболее правильный вариант. Мембраны хлоропластов образованы молекулами
1) целлюлозы
2) хитина
3) гликогена
4) белков и липидов

Выберите один, наиболее правильный вариант. Плазматическая мембрана животной клетки в отличие от клеточной стенки растений
1) состоит из клетчатки
2) состоит из белков и липидов
3) прочная, неэластичная
4) проницаема для всех веществ

Выберите один, наиболее правильный вариант. Поступление питательных веществ путем фагоцитоза происходит в клетках
1) прокариот
2) животных
3) грибов
4) растений

Выберите один, наиболее правильный вариант. Гликокаликс в клетке образован
1) липидами и нуклеотидами
2) жирами и АТФ
3) углеводами и белками
4) нуклеиновыми кислотами

Выберите один, наиболее правильный вариант. Избирательное поступление в клетку веществ через плазматическую мембрану связано с
1) наличием целлюлозной оболочки
2) постоянством концентрации веществ в цитоплазме
3) особенностями строения билипидного слоя
4) наличием гликокаликса

МЕМБРАНА КРОМЕ
Все приведенные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания строения и свойств цитоплазматической мембраны эукариотической клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.

1) участвует в процессе энергетического обмена
2) на ней происходит фотолиз воды
3) у животной клетки имеется гликокаликс
4) образована билипидным слоем и белками
5) обладает полупроницаемостью

МЕМБРАНА СТРОЕНИЕ
1. Какие вещества входят в состав клеточной мембраны?

1) липиды
2) хлорофилл
3) РНК
4) углеводы
5) белки
6) ДНК

2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Плазматическая мембрана животной клетки состоит из
1) митохондрий
2) рибосом
3) двух слоев липидов
4) молекул белков
5) двух слоев углеводов
6) углеводов, образующих гликокаликс

МЕМБРАНА ФУНКЦИИ
1. Выберите три варианта. Какие функции выполняет в клетке плазматическая мембрана?

1) придает клетке жесткую форму
2) отграничивает цитоплазму от окружающей среды
3) служит матрицей для синтеза иРНК
4) обеспечивает поступление в клетку ионов и мелких молекул
5) обеспечивает передвижение веществ в клетке
6) участвует в поглощении веществ клеткой

2. Выберите три правильных варианта. Какие из перечисленных функций выполняет плазматическая мембрана клетки?
1) участвует в синтезе липидов
2) осуществляет активный транспорт веществ
3) участвует в процессе фагоцитоза
4) участвует в процессе пиноцитоза
5) является местом синтеза мембранных белков
6) координирует процесс деления клетки

МЕМБРАНА – СТЕНКА
Установите соответствие между функциями и структурами клетки: 1) клеточная мембрана, 2) клеточная стенка. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.

А) избирательная проницаемость
Б) активный транспорт
В) поддержание формы клетки
Г) придает жесткость клетки
Д) способность к фагоцитозу


МЕМБРАНА – АГ
Установите соответствие между функциями клеточных структур и структурами, изображёнными на рисунке. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.

А) осуществляет активный транспорт веществ
Б) изолирует клетку от окружающей среды
В) обладает избирательной проницаемостью
Г) образует секреторные пузырьки
Д) распределяет вещества клетки по органеллам
Е) участвует в образовании лизосом

ФАГОЦИТОЗ
Установите соответствие между клетками и способностью к фагоцитозу: 1) способны 2) не способны. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.

А) амёба
Б) лейкоциты
В) хлорелла
Г) мукор
Д) инфузория
Е) хламидомонада

Читать еще:  Лазолван раствор для приема внутрь и ингаляций

Установите последовательность процессов, происходящих в клетке амёбы при питании. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) слияние фагоцитозного пузырька с лизосомой
2) впячивание плазматической мембраны с частицами пищи
3) отделение мембранного пузырька с частицей пищи внутрь клетки
4) замыкание плазматической мембраны с образованием фагоцитозного пузырька
5) расщепление биополимеров пищи до мономеров


Все перечисленные ниже термины, кроме двух, используют для описания процесса, изображённого на рисунке. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) фотосинтез
2) гликолиз
3) мембранный транспорт
4) эндоцитоз
5) фагоцитоз

ТРАНСПОРТ
Все приведенные ниже примеры, кроме двух, характеризуют перенос веществ без затрат энергии. Определите два примера, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.

1) перенос углекислого газа
2) перенос глюкозы в почках
3) путем диффузии
4) калий-натриевый насос
5) перенос кислорода


1. Перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания строения, функций изображенной клеточной структуры. Определите два признака, «выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) придает клетке жесткую форму
2) отграничивает клетку от окружающей среды
3) обеспечивает фагоцитоз
4) служит матрицей для синтеза РНК
5) обладает избирательной полупроницаемостью


2. Все приведенные ниже признаки, кроме двух, используются для описания функций изображенного на рисунке органоидa эукариотической клетки. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) образование вакуолей
2) разделительная
3) рецепторная
4) хранение и передача наследственной информации
5) электрическая


3. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображенной на рисунке структуры клетки. Определите два признака, выпадающих из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) состоит из двух слоев белков и липидов между ними
2) в состав входят фосфолипиды
3) холестерин придает прочность
4) липиды осуществляют транспортную функцию
5) не пропускает крупные и заряженные молекулы


4. Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображённой на рисунке структуры клетки. Определите два признака, «выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) обладает избирательной проницаемостью
2) состоит из гликогена и белков
3) встроенные белки выполняют разнообразные функции
4) имеет гидрофобные и гидрофильные участки
5) отсутствует у всех прокариотических клеток

Клеточная мембрана

Клеточная мембрана также называется плазматической (или цитоплазматической) мембраной и плазмалеммой. Данная структура не только отделяет внутреннее содержимое клетки от внешней среды, но также входит с состав большинства клеточных органелл и ядра, в свою очередь отделяя их от гиалоплазмы (цитозоля) — вязко-жидкой части цитоплазмы. Договоримся называть цитоплазматической мембраной ту, которая отделяет содержимое клетки от внешней среды. Остальными терминами обозначать все мембраны.

Строение клеточной мембраны

В основе строения клеточной (биологической) мембраны лежит двойной слой липидов (жиров). Формирование такого слоя связано с особенностями их молекул. Липиды не растворяются в воде, а по-своему в ней конденсируются. Одна часть отдельно взятой молекулы липида представляет собой полярную головку (она притягивается водой, т. е. гидрофильна), а другая — пару длинных неполярных хвостов (эта часть молекулы отталкивается от воды, т. е. гидрофобна). Такое строение молекул заставляет их «прятать» хвосты от воды и поворачивать к воде свои полярные головки.

В результате образуется двойной липидный слой, в котором неполярные хвосты находятся внутри (обращены друг к другу), а полярные головки обращены наружу (к внешней среде и цитоплазме). Поверхность такой мембраны гидрофильна, а внутри она гидрофобна.

В клеточных мембранах среди липидов преобладают фосфолипиды (относятся к сложным липидам). Их головки содержат остаток фосфорной кислоты. Кроме фосфолипидов есть гликолипиды (липиды + углеводы) и холестерол (относится к стеролам). Последний придает мембране жесткость, размещаясь в ее толще между хвостами остальных липидов (холестерол полностью гидрофобный).

За счет электростатического взаимодействия, к заряженным головкам липидов присоединяются некоторые молекулы белков, которые становятся поверхностными мембранными белками. Другие белки взаимодействуют с неполярными хвостами, частично погружаются в двойной слой или пронизывают его насквозь.

Таким образом, клеточная мембрана состоит из двойного слоя липидов, поверхностных (периферических), погруженных (полуинтегральных) и пронизывающих (интегральных) белков. Кроме того, некоторые белки и липиды с внешней стороны мембраны связаны с углеводными цепями.

Это жидкостно-мозаичная модель строения мембраны была выдвинута в 70-х годах XX века. До этого предполагалась бутербродная модель строения, согласно которой липидный бислой находится внутри, а с внутренней и наружной стороны мембрана покрыта сплошными слоями поверхностных белков. Однако накопление экспериментальных данных опровергло эту гипотезу.

Толщина мембран у разных клеток составляет около 8 нм. Мембраны (даже разные стороны одной) отличаются между собой по процентному соотношению различных видов липидов, белков, ферментативной активности и др. Какие-то мембраны более жидкие и более проницаемые, другие более плотные.

Разрывы клеточной мембраны легко сливаются из-за физико-химических особенностей липидного бислоя. В плоскости мембраны липиды и белки (если только они не закреплены цитоскелетом) перемещаются.

Функции клеточной мембраны

Большинство погруженных в клеточную мембрану белков выполняют ферментативную функцию (являются ферментами). Часто (особенно в мембранах органоидов клетки) ферменты располагаются в определенной последовательности так, что продукты реакции, катализируемые одним ферментом, переходят ко второму, затем третьему и т. д. Образуется конвейер, который стабилизируют поверхностные белки, т. к. не дают ферментам плавать вдоль липидного бислоя.

Клеточная мембрана выполняет отграничивающую (барьерную) от окружающей среды и в то же время транспортную функции. Можно сказать, это ее самое главное назначение. Цитоплазматическая мембрана, обладая прочностью и избирательной проницаемостью, поддерживает постоянство внутреннего состава клетки (ее гомеостаз и целостность).

При этом транспорт веществ происходит различными способами. Транспорт по градиенту концентрации предполагает передвижение веществ из области с их большей концентрацией в область с меньшей (диффузия). Так, например, диффундируют газы (CO2, O2).

Бывает также транспорт против градиента концентрации, но с затратой энергии.

Транспорт бывает пассивным и облегченным (когда ему помогает какой-нибудь переносчик). Пассивная диффузия через клеточную мембрану возможна для жирорастворимых веществ.

Есть особые белки, делающие мембраны проницаемыми для сахаров и других водорастворимых веществ. Такие переносчики соединяются с транспортируемыми молекулами и протаскивают их через мембрану. Так переносится глюкоза внутрь эритроцитов.

Пронизывающие белки, объединяясь, могут образовывать пору для перемещения некоторых веществ через мембрану. Такие переносчики не перемещаются, а образуют в мембране канал и работают аналогично ферментам, связывая определенное вещество. Перенос осуществляется благодаря изменению конформации белка, благодаря чему в мембране образуются каналы. Пример — натрий-калиевый насос.

Транспортная функция клеточной мембраны эукариот также реализуется за счет эндоцитоза (и экзоцитоза). Благодаря этим механизмам в клетку (и из нее) попадают крупные молекулы биополимеров, даже целые клетки. Эндо- и экзоцитоз характерны не для всех клеток эукариот (у прокариот его вообще нет). Так эндоцитоз наблюдается у простейших и низших беспозвоночны; у млекопитающих лейкоциты и макрофаги поглощают вредные вещества и бактерии, т. е. эндоцитоз выполняет защитную функцию для организма.

Эндоцитоз делится на фагоцитоз (цитоплазма обволакивает крупные частицы) и пиноцитоз (захват капелек жидкости с растворенными в ней веществами). Механизм этих процессов приблизительно одинаков. Поглощаемые вещества на поверхности клеток окружаются мембраной. Образуется пузырек (фагоцитарный или пиноцитарный), который затем перемещается внутрь клетки.

Экзоцитоз — это выведение цитоплазматической мембраной веществ из клетки (гормонов, полисахаридов, белков, жиров и др.). Данные вещества заключаются в мембранные пузырьки, которые подходят к клеточной мембране. Обе мембраны сливаются и содержимое оказывается за пределами клетки.

Цитоплазматическая мембрана выполняет рецепторную функцию. Для этого на ее внешней стороне располагаются структуры, способные распознавать химический или физический раздражитель. Часть пронизывающих плазмалемму белков с наружней стороны соединены с полисахаридными цепочками (образуя гликопротеиды). Это своеобразные молекулярные рецепторы, улавливающие гормоны. Когда конкретный гормон связывается со своим рецептором, то изменяет его структуру. Это в свою очередь запускает механизм клеточного ответа. При этом могут открываться каналы, и в клетку могут начать поступать определенные вещества или выводиться из нее.

Рецепторная функция клеточных мембран хорошо изучена на основе действия гормона инсулина. При связывании инсулина с его рецептором-гликопротеидом происходит активация каталитической внутриклеточной части этого белка (фермента аденилатциклазы). Фермент синтезирует из АТФ циклическую АМФ. Уже она активирует или подавляет различные ферменты клеточного метаболизма.

Рецепторная функция цитоплазматической мембраны также включает распознавание соседних однотипных клеток. Такие клетки прикрепляются друг к другу различными межклеточными контактами.

В тканях с помощью межклеточных контактов клетки могут обмениваться между собой информацией с помощью специально синтезируемых низкомолекулярных веществ. Одним из примеров подобного взаимодействия является контактное торможение, когда клетки прекращают рост, получив информацию, что свободное пространство занято.

Межклеточные контакты бывают простыми (мембраны разных клеток прилегают друг к другу), замковыми (впячивания мембраны одной клетки в другую), десмосомы (когда мембраны соединены пучками поперечных волокон, проникающих в цитоплазму). Кроме того, есть вариант межклеточных контактов за счет медиаторов (посредников) — синапсы. В них сигнал передается не только химическим, но и электрическим способом. Синапсами передаются сигналы между нервными клетками, а также от нервных к мышечным.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector