🗊 Транспорт веществ через плазматическую мембрану Цель урока: Изучить особенности транспорта веществ через плазматическую мем

Транспорт веществ через плазматическую мембрану Цель урока: Изучить особенности транспорта веществ через плазматическую мембрану.

Содержание урока Актуализация знаний Свойства и функции мембраны Эндо- и экзоцитоз Типы проникновения веществ Простая диффузия Осмос Лабораторная работа Облегченная диффузия Активный транспорт Тест Выводы

На основе знаний о строении клеток определите структуры изображенные на микрофотографиях

На основе знаний о строении клеток определите структуры изображенные на микрофотографиях

Проверь свои ответы: Комплекс Гольджи Хлоропласт Хлоропласт Шероховатая эндоплазматическая сеть Митохондрия Ядро Центриоли Жгутики (реснички)

Свойства и функции мембраны Основным свойством биологических мембран является их избирательная проницаемость. Благодаря избирательной проницаемости плазмалемма может выполнять две основные функции: барьерную и транспортную. Барьерная функция заключается в том, что плазмалемма отграничивает содержимое клетки от окружающей среды. В то же время плазмалемма обеспечивает избирательный транспорт веществ из клетки наружу и из внешней среды в клетку.

Транспорт веществ через мембраны

Эндоцитоз и экзоцитоз Эндоцитозом называется поглощение клеткой крупных частиц и капель раствора. Эндоцитозу предшествует фиксация молекул и частиц на внешней поверхности мембраны с помощью специфических и неспецифических рецепторов. В результате эндоцитоза образуются различные пузырьки – эндосомы. Транспорт частиц и капель раствора из клетки наружу называется экзоцитоз. Экзоцитозу предшествует упаковка выводимых веществ в экзоцитозные пузырьки из внутриклеточных мембран. В связи с постоянными процессами эндоцитоза и экзоцитоза происходит постоянное обновление структурных компонентов мембран.

Параллелизм процессов эндоцитоза и экзоцитоза

Эндоцитоз При эндоцитозе плазматическая мембрана образует впячивания или выросты, которые затем, отшнуровываясь, превращаются в пузырьки или вакуоли. Различают два типа эндоцитоза: Фагоцитоз - поглощение твёрдых частиц. Специализированные клетки, осуществляющие фагоцитоз, называются фагоцитами. Пиноцитоз - поглощение жидкого материала (раствор, коллоидный раствор, суспензия ). Часто при этом образуются очень мелкие пузырьки (микропиноцитоз)

Фагоцитоз и пиноцитоз

Экзоцитоз Экзоцитоз - процесс, обратный эндоцитозу. Таким способом выводятся гормоны, полисахариды, белки, жировые капли и другие продукты клетки. Они заключаются в пузырьки, ограниченные мембраной, и подходят к плазмалемме. Обе мембраны сливаются, и содержимое пузырька выводится в среду, окружающее клетку.

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).

Типы проникновения веществ в клетку через мембраны Молекулы проходят через мембраны благодаря трём различным процессам: простой диффузии, облегчённой диффузии, активному транспорту.

Диффузия 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

Простая диффузия 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.

ОСМОС 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. Если мембраной разделить растворы сахара с концентрацией 5 и 10% соответственно, то через нее в обоих направлениях будут проходить только молекулы воды. В результате в более разбавленном растворе концентрация сахара повысится, а в более концентрированном, наоборот, понизится. Когда концентрация сахара в обоих растворах станет одинаковой, наступит равновесие. Растворы, достигшие равновесия, называются изотоническими.

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. Ход работы: 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.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. С какими свойствами цитоплазмы и вакуоли связаны осмотические явления клетки? 2. Что такое тургор, плазмолиз, деплазмолиз? 3. Может ли происходить плазмолиз в мертвой клетке? 4. Как можно вызвать плазмолиз в клетках чешуи лука?

Проверь свои ответы: Изотонический Гипертонический Гипотонический

Облегчённая диффузия Углеводы, некоторые аминокислоты, некоторые липиды и некоторые ионы перемещаются по градиенту концентрации путем облегчённой диффузии с участием белков–переносчиков. К ним относятся ферменты транслоказы и пермиазы. Они связывают своим активным центром вещество с одной стороны мембраны и переносят его сквозь гидрофобный слой мембраны на ее другую поверхность. Еще один вариант такой диффузии: после присоединения транспортируемого вещества меняется конформация белка-переносчика и в мембране открывается специальный канал, по которому и проникает вещество.

Активный транспорт веществ через мембрану Ионы водорода, калия, натрия, кальция и некоторые органические вещества перемещаются через мембраны против градиента концентрации – с участием белков–переносчиков и с непосредственной затратой энергии. Такой транспорт веществ называется активным.

Схема натрий-калиевого насоса Одной из важнейших и наиболее изученных систем активного транспорта в клетках животных является Na-K насос. Большинство клеток животных поддерживают разные градиенты концентрации ионов натрия и калия по разные стороны плазматической мембраны: внутри клетки сохраняется низкая концентрация ионов натрия и высокая концентрация ионов калия. Энергия, необходимая для работы Na-K насоса, поставляется молекулами АТФ, образующимися при дыхании. О значении этой системы для всего организма свидетельствует тот факт, что у находящегося в покое животного более трети АТФ затрачивается на обеспечение работы этого насоса.

Котранспорт Некоторые транспортные белки переносят одно растворённое вещество через мембрану (унипорт). Другие функционируют как котранспортные системы, в которых перенос одного растворённого вещества зависит от одновременного или последовательного переноса второго вещества. Второе вещество может транспортироваться в том же направлении (симпорт) либо в противоположном (антипорт). Котранспорт возможен как при облегченной диффузии, так и в процессе активного транспорта.

ВЫВОДЫ 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).