Плазматические мембраны: Все клетки имеют внешнюю мембрану, что обеспечивает постоянст­во

Плазматическая мембрана

Плазматические мембраны: Все клетки имеют внешнюю мембрану, что обеспечивает постоянст­во

Плазматическая мембрана, или плазмалемма, представляет собой поверхностный структурированный слой клетки, образованный жизнедеятельной цитоплазмой. Эта периферическая структура обусловливает связь клетки с окружающей средой, ее регуляцию и защиту. Поверхность ее обычно имеет выросты и складки, что способствует соединению клеток между собой.

Живая часть клетки — это ограниченная мембраной, упорядоченная, структурированная система биополимеров и внутренних мембранных структур, участвующих в совокупности метаболических и энергетических процессов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в целом.

Важной особенностью является то, что в клетке нет открытых мембран со свободными концами. Клеточные мембраны всегда ограничивают полости или участки, закрывая их со всех сторон, несмотря на размеры и сложную форму мембранных структур. В состав мембран входят белки (до 60 %), липиды (около 40 %) и некоторое количество углеводов.

По биологической роли мембранные белки можно разделить на три группы: ферменты, рецепторные белки и структурные белки. Разные типы мембран обычно имеют свой набор ферментных белков.

Рецепторные белки, как правило, содержатся в поверхностных мембранах для рецепции гормонов, узнавания поверхности соседних клеток, вирусов и т. п. Структурные белки осуществляют стабилизацию мембран, принимают участие в формировании полиферментных комплексов.

Значительная часть белковых молекул взаимодействует с другими компонентами мембран — молекулами липидов — с помощью ионных и гидрофобных связей.

Состав липидов, входящих в мембраны клетки, разнообразен и представлен глицеролипидами, сфинголипидами, холестерином и др. Основным признаком мембранных липидов является их амфипатичность, т. е. наличие двух разнокачественных групп в их составе.

Неполярная (гидрофобная) часть представлена остатками высших жирных кислот. Роль полярной гидрофильной группировки играют остатки фосфорной кислоты (фосфолипиды), серной кислоты (сульфолипиды), галактозы (галактолипиды).

Наиболее часто в мембранах клетки присутствует фосфатидилхолин (лецитин).

Немаловажная роль принадлежит фосфолипидам как компонентам, определяющим электрические, осмотические или катионообменные свойства мембран. Помимо структурной, фосфолипиды выполняют и специфические функции — участвуют в переносе электронов, определяют полупроницаемость мембран, способствуют стабилизации активной конформации молекул ферментов путем создания гидрофобной

Разделение молекул липидов на две функционально различные части неполярную, не несущую зарядов (хвосты из жирных кислот), и заряженную полярную головку — предопределяет их специфические свойства и взаимную ориентацию.

Мембраны некоторых типов клеток имеют асимметричную структуру и неравноценные функциональные свойства. Так, некоторые токсические вещества оказывают большое влияние на внешнюю сторону мембраны; на внешней половине билицидного слоя эритроцитов содержится больше холинсодержащих липидов. Асимметрия проявляется также в разной толщине внутреннего и внешнего мембранных слоев.

Важным свойством мембранных структур клетки является их способность к самосборке после разрушающего воздействия определенной интенсивности. Способность к репарации имеет большое значение в адаптивных реакциях клеток живых организмов.

В соответствии с классической моделью строения мембран молекулы белков расположены на внутренней и внешней сторонах липидной прослойки, которая в свою очередь состоит из двух ориентированных слоев. По новым данным в построении гидрофобного слоя кроме молекул липидов участвуют также боковые гидрофобные цепи белковых молекул. Белки не только покрывают липидный слой, но и входят в его состав,

часто образуя глобулярные структуры — мозаичный тип мембран-, характеризующийся определенной динамичностью структуры (рис. 49).

Микроанатомическая картина мембран некоторых типов характеризуется наличием белковых перетяжек между внешними белковыми обкладками липидной прослойки либо липидных мицелл на всю толщину мембраны (рис. 49, д, з). Толщина мембран колеблется от 6 до 10 нм и ее можно наблюдать только в электронном микроскопе.

Химический состав плазматической мембраны, покрывающей растительные и животные клетки, практически одинаков.

Ее структурная организация и упорядоченность обусловливают такую жизненно важную функцию мембран, как пол у проницаемость — способность избирательного пропускания в клетку и выход из нее разных молекул и ионов.

Благодаря этому в клетке создается и поддерживается соответствующая концентрация ионов иосуществляются осмотические явления. Создаются также условия для нормального функционирования клеток в среде, которая может отличаться по концентрации от клеточного содержимого.

Мембраны как основные структурные элементы клетки обусловливают свойства практически всех известных ее органелл: они окружают ядро, формируют структуру хлоропластов, митохондрий и аппарата Гольджи, пронизывают массу цитоплазмы, образуя эндоплазматическую сеть, по которой осуществляется транспорт веществ. В них содержатся важные ферменты и системы активного переноса веществ в клетку и удаления их из клетки. Клеточная мембрана, как и отдельные органеллы клетки, представляет собой определенные молекулярные комплексы, выполняющие различные функции.

Благодаря своим физико-химическим, биологическим и структурным особенностям мембраны выполняют главную функцию защитного молекулярного барьера — осуществляют регуляцию процессов перемещения веществ в разных направлениях. Очень важна роль мембран в энергетических процессах, передаче нервных импульсов, фотосинтетических реакциях и т. д.

Вследствие макромолекулярной организации клетки процессы катаболизма и анаболизма в ней разобщены. Так, окисление аминокислот, липидов и углеводов протекает в митохондриях, тогда как биосинтетические процессы — в различных структурных образованиях цитоплазмы (хлоропласты, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи).

Мембраны, независимо от их химической и морфологической природы, — эффективное средство локализации процессов в клетке. Именно они разделяют протопласт на отдельные объемные зоны, т. е.

дают возможность осуществляться в одной клетке разным реакциям и предупреждают смешивание образующихся веществ.

Это свойство клетки быть как бы разделенной на отдельные участки с разной метаболической деятельностью называется компартментацией.

В связи с тем что липиды нерастворимы в воде, мембраны с их содержимым формируются там, где необходимо создать границу раздела с водной средой, например на поверхности клетки, на поверхности вакуоли или эндоплазматической сети.

Не исключено, что формирование липидных слоев в мембранах биологически целесообразно также в случае неблагоприятных электрических условий в клетке, для создания изолирующих (диэлектрических) прослоек на пути движения электронов.

Проникновение веществ через мембрану осуществляется благодаря эндоцитозу, в основе которого лежит способность клетки активно поглощать или всасывать из окружающей среды питательные вещества в виде мелких пузырьков жидкости (пиноцитоз) или твердых частичек (фагоцитоз).

Субмикроскопическое строение мембраны обусловливает образование или удерживание на определенном уровне разности электрических потенциалов между внешней и внутренней ее сторонами. Имеется много доказательств участия этих потенциалов в процессах проникновения веществ через плазматическую мембрану.

Наиболее легко происходит пассивный транспорт веществ через мембраны; в основе которого лежит явление диффузии по градиенту концентраций или электрохимических потенциалов.

Он осуществляется через поры мембран, т. е.

те белоксодержащие участки или зоны с преобладанием липидов, которые проницаемы для определенных молекул и являются своеобразными молекулярными ситами (селективными каналами).

Однако большинство веществ проникает через мембраны с помощью специальных транспортных систем, так называемых переносчиков (транслокаторов).

Они представляют собой специфические мембранные белки или функциональные комплексы липопротеидов, обладающих способностью временно связываться с необходимыми молекулами на одной стороне мембраны, переносить и освобождать их уже на другой стороне.

Такая облегченная опосредованная диффузия с помощью носителей обеспечивает перенос веществ через мембрану в направлении градиента концентраций. Если один и тот же переносчик облегчает перенос в одном направлении, а затем другое вещество переносит в противоположном/такой процесс носит название обменной диффузии.

Трансмембранный перенос ионов эффективно осуществляют и некоторые антибиотики — валиномицин, грамицидин, нигерицин и другие ионофоры.

Широко распространен активный транспорт веществ через мембраны. Характерная его особенность — возможность переноса веществ против градиента концентрации, что неминуемо требует энергетических затрат.

Обычно для осуществления этого типа трансмембранного переноса используется энергия АТФ.

Практически во всех типах мембран имеются специальные транспортные белки, обладающие АТФазной активностью, как например, К+-Ма+-АТФаза.

Гликокаликс. У многих клеток снаружи от плазматической мембраны обнаруживается слой, который называется гликокаликс. Он включает в себя ветвящиеся молекулы полисахаридов, связанных с мембранными белками (гликопротейды), а также липидами (гликолипиды) (рис. 50). Этот слой выполняет множество функций, дополняющих функции мембран.

Гликокаликс, или надмембранный комплекс, находясь в непосредственном контакте с внешней средой, играет важную роль в рецепторной функции поверхностного аппарата клеток (фагоцитоз пищевых комочков).

Он же может выполнять специальные функции (гликопротеин эритроцитов млекопитающих создает отрицательный заряд на их поверхности, что препятствует их агглютинации).

Сильно развит гликокаликс солевых клеток и клеток реабсорбционных отделов эпителиальных осморегулирующих их и выделительных канальцев.

Углеводные компоненты гликокаликса благодаря чрезвычайному разнообразию химических связей и поверхностному расположению являются маркерами, придающими специфичность «рисунку» поверхности каждой клетки, индивидуализирующими ее, и тем самым обеспечивают «узнавание» клетками друг друга. Считается, что рецепторы тканевой совместимости сосредоточены также в гликокаликсе.

Установлено, что в гликокаликсе микроворсинок клеток кишечного эпителия адсорбируются гидролитические ферменты.

Такое фиксированное положение биокатализаторов создает базу для качественно иного типа пищеварения — так называемого пристеночного пищеварения: Характерной особенностью гликокаликса является высокая скорость обновления поверхностных молекулярных структур, чем обусловливается большая функциональная и филогенетическая пластичность клеток, возможность генетического контроля адаптации к условиям среды.

Модификации плазматической мембраны. Плазматическая мембрана многих клеток часто имеет разнообразные и специализированные поверхностные структуры. При этом образуются сложно организованные участки клетки: а) различные типы межклеточных контактов (взаимодействий); б) микроворсинки; в) реснички; г) жгутики, д) отростки чувствительных клеток и т. п.

Межклеточные соединения (контакты) образуются с помощью ультрамикроскопических образований в виде выростов и выпячиваний, зон слипаниями других структур механической связи между клетками, особенно выраженных в покровных пограничных тканях. Они обеспечили образование и развитие тканей и органов многоклеточных организмов.

Микроворсинки представляют собой многочисленные выросты цитоплазмы, ограниченные плазматической мембраной. Очень много микроворсинок обнаружено на поверхности клеток кишечного и почечного эпителия. Они увеличивают площадь контакта с субстратом и средой.

Реснички — многочисленные поверхностные структуры плазматической мембраны с функцией перемещения клеток в пространстве и их питания (реснички на поверхности клеток инфузорий, коловраток, реснитчатый эпителий дыхательных путей и т. д.).

Жгутики — длинные и малочисленные образования, обеспечивающие возможность клеткам и организмам перемещаться в жидкой среде (свободноживущие одноклеточные жгутиковые, сперматозоиды, зародыши беспозвоночных, многие бактерии и т. п.).

В основе эволюции многих рецепторных органов чувств беспозвоночных животных лежит клетка, снабженная жгутиками, ресничками или их производными.

Так, световые, рецепторы сетчатки (колбочки и палочки) дифференцируются из структур, напоминающих реснички и содержащих многочисленные складки мембраны со светочувствительным пигментом. Другие типы рецепторных клеток (химические, слуховые и т. п.

) также образуют сложные структуры за счет цитоплазматических выростов, одетых плазматической мембраной.

Специфическим типом межклеточных связей являются плазмодесмы растительных клеток, представляющие собой субмикроскопические канальцы, пронизывающие оболочки и выстланные плазматической мембраной, которая таким образом переходит из одной клетки в другую не прерываясь.

Внутри плазмодесм часто содержатся мембранные трубчатые элементы, соединяющие цистерны эндоплазматического ретикулума соседних клеток. Образуются плазмодесмъузо время деления клетки, когда формируется первичная клеточная оболочка.

Функционально плазмодесмы интегрируют растительные клетки организма в единую взаимодействующую систему — симпласт. С их помощью обеспечивается межклеточная циркуляция растворов, со держащих органические питательные вещества, ионы, липидные капли, вирусные частицы и т. п.

По плазмодесмам идет передача также биопотенциалов и другой информации.

—Источник—

Богданова, Т.Л. Справочник по биологии/ Т.Л. Богданова [и д.р.]. – К.: Наукова думка, 1985.- 585 с.

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

Источник: https://big-archive.ru/biology/guide_to_biology/238.php

Биология в лицее

Плазматические мембраны: Все клетки имеют внешнюю мембрану, что обеспечивает постоянст­во

Согласно данным, полученным с использованием электронного микроскопа, схему строения основных частей клетки, их оболочек можно представить следующим образом.

  1. Поверхностный аппарат включает три субсистемы: плазматическую мембрану, надмембранный комплекс и субмембранную часть опорно-сократительного аппарата цитоплазмы, к которой относят цитоскелет.
  2. Цитоплазма с органоидами.
  3. Ядерный аппарат, называемый ядром.

Плазматическая (цитоплазматическая), или наружная клеточная мембрана

Термин «мембрана» (лат. membrana — кожица, оболочка) был предложен более 100 лет назад для обозначения границ клетки. Однако в дальнейшем с развитием электронной микроскопии было обнаружено, что клеточные мембраны входят в состав многих структурных элементов клетки — митохондрий, пластид, ЭПС, лизосом и др.

Первая гипотеза строения мембраны была выдвинута еще в 1935 году.

А в 1959 году Вильям Робертсон сформулировал гипотезу элементарной мембраны; в ней постулировалось, что все клеточные мембраны построены по единому принципу.

К началу 70-х годов XX века накопилось много новых данных, на основании которых в 1972 году была предложена новая жидкостно-мозаичная модель строения мембраны, которая в настоящее время является общепризнанной.

Строение биологической мембраны: жидкостно-мозаичная модель

Основой любой мембраны является двойной слой фосфолипидов; в нем гидрофобные остатки жирных кислот обращены внутрь, а гидрофильные головки, включающие глицерин и остаток фосфорной кислоты, — наружу.

С липидным бислоем связаны молекулы белков, которые могут пронизывать его насквозь (интегральные, или трансмембранные, белки), погружаться в него частично (полуинтегральные белки) или примыкать с наружной или внутренней стороны (периферические белки). Расположение этих белков жестко не фиксировано, и большинство из них свободно «плавает», образуя подвижную мозаичную структуру.

В состав мембран может входить углеводный компонент, представленный олигосахаридными или полисахаридными цепочками, связанными с молекулами белков (гликопротеиды) или липидов (гликолипиды). Углеводы располагаются обычно на наружной поверхности мембраны и выполняют рецепторные функции.

В животных клетках гликопротеины образуют надмембранный комплекс — гликокаликс (гpеч. glykys — сладкий и calyx — чашечка), который способствует адгезии клеток и несет рецепторные образования.

Общие функции наружной клеточной мембраны

Функция Пояснение
БарьернаяМембрана отделяет клеточное содержимое от внешней среды, предохраняет клетку от попадания в нее чужеродных веществ и обеспечивает поддержание постоянства внутриклеточной среды
ТранспортнаяПрохождение веществ через мембрану без затраты энергии (пассивный транспорт: диффузия и облегченная диффузия) и с затратой энергии (активный транспорт, например, натрий-калиевый насос, эндоцитоз, экзоцитоз)
РецепторнаяНа наружной поверхности мембраны расположены рецепторные участки, где происходит связывание гормонов и других регуляторных молекул

Пассивный транспорт — процесс прохождения веществ через мембрану, идущий без затрат энергии. При этом вещество движется из области с высокой концентрацией в сторону низкой концентрации, то есть по градиенту концентрации этого вещества.

Различают следующие виды пассивного транспорта:

  • простая диффузия характерна для небольших нейтральных молекул (H2O, CO2, O2), а также гидрофобных низкомолекулярных органических веществ, легко проникающих через мембранные фосфолипиды. Эти молекулы могут проходить через мембрану до тех пор, пока будет сохраняться градиент концентрации;
  • облегченная диффузия характерна для гидрофильных молекул, которые переносятся через мембрану также по градиенту концентрации, но с помощью специальных белков — переносчиков, образующих ионные каналы в мембране.

Активный транспорт — это перенос веществ через мембрану против градиента концентрации. Такой перенос требует затраты энергии клеткой. Источником энергии обычно является АТФ.

Выделяют следующие виды активного транспорта:

  • с участием мембранных белков-переносчиков, например натрий-калиевый насос;
  • эндоцитоз — процесс захвата клеткой твердых частиц (фагоцитоз) или капелек жидкости (пиноцитоз);
  • экзоцитоз — выделение клеткой различных частиц в окружающую среду — процесс, обратный эндоцитозу.

Эндоцитоз (греч. endon — внутрь, внутри и kytos, cytos — сосуд, вместилище, клетка) — процесс захвата внешнего материала клеткой, осуществляемый путем образования мембранных пузырьков. Термин был предложен в 1963 году бельгийским цитологом Кристианом де Дювом при изучении поглощения веществ клетками млекопитающих.

Различают фагоцитоз (процесс захвата клеткой твердых частиц или живых клеток) и пиноцитоз (процесс захвата капелек жидкости).

Фагоцитоз (греч. phagos — пожиратель и kytos (cytos) — сосуд, вместилище, клетка) — захват и поглощение микроскопических живых объектов и твердых частиц одноклеточными организмами и способными к фагоцитозу клетками (фагоцитами).

Открытие фагоцитоза принадлежит российскому физиологу И. И. Мечникову, который выявил этот процесс, проделывая опыты с морскими звездами и дафниями, вводя в их организмы инородные тела. И. И.

Мечников поместил в тело дафнии спору гриба и заметил, что на нее нападают особые подвижные клетки. Когда он ввел слишком много спор, эти подвижные клетки не успели переварить все споры, и животное погибло.

Клетки, защищающие организм от бактерий, вирусов, спор грибов и проч., Мечников назвал фагоцитами.

Способность захватывать и переваривать частицы лежит в основе питания многих одноклеточных гетеротрофных организмов.

Поглощение бактерии амебой: 1 — адгезия (прилипание) бактерии к клеточной мембране; 2 — поглощение; 3 — отшнуровавшийся пузырек с бактериальной клеткой внутри

Процесс фагоцитоза происходит в несколько этапов:

  • прикрепление поглощаемой частицы к мембране;
  • окружение поглощаемой частицы мембраной и формирование мембранного пузырька — фагосомы;
  • отшнуровывание фагосомы внутрь клетки;
  • слияние фагосомы с лизосомами и переваривание поглощенной частицы.

Переваривание может быть полным или неполным. В случае неполного переваривания либо формируется остаточное тельце, которое находится в клетке неопределенное время, либо непереваренные остатки эвакуируются из клетки путем экзоцитоза.

В процессе эволюции способность к фагоцитозу постепенно перешла к отдельным специализированным клеткам, вначале пищеварительным (как, например, у губок и кишечнополостных), а затем — к особым клеткам. У человека и млекопитающих к фагоцитозу способны, например, лимфоциты и лейкоциты крови.

Фагоцитоз требует затрат энергии и связан с активностью наружной клеточной мембраны и лизосом, содержащих пищеварительные ферменты.

Пиноцитоз (греч. píno — пью, впитываю и kýtos (cytos) — сосуд, вместилище, клетка) — захват клеточной поверхностью жидкости с содержащимися в ней веществами.

Явление пиноцитоза открыто американским ученым У. Льюисом в 1931 году.

Пиноцитоз — основной механизм проникновения в клетку высокомолекулярных соединений, в частности растворимых белков и гликопротеидов. Пиноцитозная активность зависит от физиологического состояния клетки и состава окружающей среды. Наиболее активный пиноцитоз наблюдается у амеб, в эпителиальных клетках кишечника, почечных канальцев и сосудов, в растущих ооцитах.

Два изображения процессов пиноцитоза, осуществляемых лейкоцитами человека: впячивания плазматической мембраны отшнуровываются и отрываются в виде пузырьков

Пиноцитоз требует затрат энергии в форме АТФ и связан с активностью наружной клеточной мембраны.

Этапы процесса пиноцитоза:

  • появление на наружной клеточной мембране тонких выростов, окружающих капельку жидкости;
  • впячивание этого участка мембраны внутрь клетки;
  • отшнуровывание мембранного пузырька;
  • перемещение пузырька в цитоплазме, возможно слияние его с другими пузырьками или мембранными органоидами.

Экзоцитоз (греч. exo — внешний и kytos (cytos) — сосуд, вместилище, клетка) — выделение клеткой различных частиц в окружающую среду — процесс, обратный эндоцитозу.

В процессе экзоцитоза клетка выделяет внутриклеточные пузырьки на внешнюю клеточную мембрану. При этом содержимое пузырьков выделяется наружу, а их мембрана сливается с наружной клеточной мембраной. Практически все макромолекулярные соединения выделяются из клетки этим способом.

Экзоцитоз выполняет следующие задачи:

  • доставка на наружную клеточную мембрану молекул, необходимых для роста клетки и увеличения площади мембраны, например мембранных белков и фосфолипидов;
  • высвобождение различных соединений из клетки, например токсичных продуктов метаболизма, секретируемых веществ (пепсиногена и соляной кислоты клетками слизистой оболочки желудка), сигнальных молекул (гормонов или нейромедиаторов).

Специфические функции биологических мембран

Функция Примеры
Генерация нервного импульсаМембраны нервных клеток
Синтез полипептидов, углеводов и липидовМембраны шероховатой и гладкой эндоплазматической сети
Преобразование световой энергии в химическую энергию АТФВнутренняя мембрана хлоропластов
Преобразование энергии биологического окисления в химическую энергию АТФВнутренняя мембрана митохондрий
Антигенные свойстваМембраны лимфоцитов, эритроцитов и многих других клеток

Источник: http://biolicey2vrn.ru/index/plazmaticheskaja_membrana/0-783

Биологические мембраны. Цитоплазматическая мембрана: строение, свойства, функции

Плазматические мембраны: Все клетки имеют внешнюю мембрану, что обеспечивает постоянст­во

Для клеток характерен мембранный принцип строения.

Биологическая мембрана – тонкая пленка, белково-липидная структура, толщиной 7 – 10 нм, расположенная на поверхности клеток (клеточная мембрана), образующая стенки большинства органоидов и оболочку ядра.

В 1972 г. С. Сингером и Г. Николсом была предложена жидкостно-мозаичная модель строения клеточной мембраны. Позднее она была практически подтверждена. При рассмотрении в электронном микроскопе можно увидеть три слоя. Средний, светлый, составляет основу мембраны – билипидный слой, образованный жидкими фосфолипидами («липидное море»).

Молекулы мембранных липидов (фосфолипиды, гликолипиды, холестерол и др.) имеют гидрофильные головки и гидрофобные хвосты, поэтому упорядоченно ориентированы в бислое.

Два темных слоя – это белки, располагающиеся относительно бислоя липидов по-разному: периферические (прилегающие)- большинство белков, находятся на обеих поверхностях липидного слоя; полуинтегральные (полупогруженные) – пронизывают только один слой липидов; интегральные (погруженные) – проходят через оба слоя. У белков имеются гидрофобные участки, взаимодействующие с липидами, и гидрофильные – на поверхности мембраны в контакте с водным содержимым клетки, или тканевой жидкостью.

Функции биологических мембран:

1) отграничивает содержимое клетки от внешней среды и содержимое органоидов, ядра от цитоплазмы;

2) обеспечивают транспорт веществ в клетку и из нее, в цитоплазму из органоидов и наоборот;

3) участвуют в получении и преобразовании сигналов из окружающей среды, узнавании веществ клеток и т.д.;

4) обеспечивают примембранные процессы;

5) участвуют в преобразовании энергии.

Цитоплазматическая мембрана (плазмалемма, клеточная мембрана, плазматическая мембрана) – биологическая мембрана, окружающая клетку; основная, универсальная для всех клеток составная часть поверхностного аппарата. Толщина ее около 10 нм. Имеет характерное для биологических мембран строение.

В цитоплазматической мембране гидрофильные головки липидов обращены к наружной и внутренней сторонам мембраны, а гидрофробные хвосты – внутрь мембраны. Периферические белки связаны с полярными головками липидных молекул гидростатическими взаимодействиями. Они не образуют сплошного слоя.

Периферические белки связывают плазмалемму с над- или субмембранными структурами поверхностного аппарата. Некоторые молекулы липидов и белков плазмалемма животных клеток имеют ковалентные связи с молекулами олиго- иполисахаридов, которые расположены на наружной поверхности мембраны.

Сильно разветвленные молекулы образуют с липидами и белками гликолипиды и гликопротеиды соответственно. Сахаридный слой – гликокаликс(лат. гликис – сладкий и калюм – толстая кожа) покрывает всю поверхность клетки и представляет собой надмембранный комплекс животной клетки.

Олигосахаридные и полисахаридные цепи (антенны) выполняют ряд функций: распознавания внешних сигналов; сцепления клеток, их правильной ориентации при образовании тканей; иммунного ответа, где гликопротеиды играют роль иммунного ответа.

Рис. Строение плазмалеммы

Химический состав плазмолеммы: 55% – белки, 35-40% – липиды, 2-10% – углеводы.

Наружная клеточная мембрана образует подвижную поверхность клетки, которая может иметь выросты и выпячивания, совершает волнообразные колебательные движения, в ней постоянно перемещаются макромолекулы.

Клеточная поверхность неоднородна: структура ее в разных участках неодинакова, неодинаковы и физиологические свойства этих участков. В плазмалемме локализованы некоторые ферменты (около 200), поэтому действие факторов внешней среды на клетку опосредуется ее цитоплазматической мембраной.

Поверхность клетки обладает высокой прочностью и эластичностью, легко и быстро восстанавливается после небольших повреждений.

Строение плазматической мембраны определяет ее свойства:

– пластичность (текучесть), позволяет мембране менять свою форму и размеры;

– способность к самозамыканию, дает возможность мембране восстанавливать целостность при разрывах;

– избирательная проницаемость, обеспечивает прохождение различных веществ через мембрану с разной скоростью.

Основные функции цитоплазматической мембраны:

· определяет и поддерживает форму клетки (формообразовательная);

· отграничивает внутренне содержимое клетки (барьерная), играя роль механического барьера; собственно барьерную функцию обеспечивает билипидный слой, не давая содержимому растекаться и препятствуя проникновению в клетку чужеродных веществ;

· защищает клетку от механических воздействий (защитная);

· регулирует обмен веществ между клеткой и окружающей средой, обеспечивая постоянство внутриклеточного состава (регуляторная);

· распознает внешние сигналы, «узнает» определенные вещества (например, гормоны) (рецепторная); некоторые белки плазмалеммы (рецепторы гормонов; рецепторы В-лимфоцитов; интегральные белки, выполняющие специфические ферментативные функции, осуществляющие процессы пристеночного пищеварения) способны узнавать определенные вещества и связываться с ними, таким образом рецепторные беки участвуют в отборе молекул, поступающих в клетку;

· в плазматическую мембрану встроены также сигнальные белки, способные в ответ на действие различных факторов окружающей среды изменять свою пространственную структуру (конформацию) и таким образом передавать сигналы внутрь клетки, т.е. плазмалемма обеспечивает раздражимость клеток, осуществляя обмен информацией между клеткой и окружающей средой;

· участвует в формировании межклеточных контактов и различного рода, специфических выпячиваний цитоплазмы (микроворсинок, ресничек, жгутиков) (структурная);

· транспортная функция связана со свойством плазмалеммы обсепечивать перенос веществ.

Предыдущая12345678Следующая

Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 4870; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/5-96359.html

Урок по теме:

Плазматические мембраны: Все клетки имеют внешнюю мембрану, что обеспечивает постоянст­во

Цель: в ходе изучения расширить знания о особенностях строения и функции плазматической мембраны

Задачи урока:

Образовательная: Расширить и углубить знания о структурно – функциональной организации клетки эукариот , охарактеризовать мембрану , как органоид поддерживающий процессы метаболизма в клетке.

Развивающая: Продолжить совершенство умений и навыков по работе с различными источниками информации: рисунок, учебник, фотографии, анимации, видеофрагменты; формировать умения самостоятельно проводить опыт , отработать умения работы с микроскопом до автоматизма.

Развивать общебиологические понятия о взаимосвязи строения и функции, мыслительные способности и речь, обобщение материала , формулирование выводов

Воспитательная: Формировать взгляд о материальном единстве живой природы, целеустремленность в достижении поставленной цели , повышение самооценки, через ситуацию успеха

Предмет : биология

УМК : Учебник : Общая биология 10 класс. .К.Беляев, Г.М.Дымшиц – М. Просвещение 2015г.

Класс : 10

Тема урока: « Плазматическая мембрана. Органоиды клетки»

Форма работы: индивидуальная, , в парах, фронтальная.

Планируемые результаты: Учащиеся получают полное представление о мембранном принципе строения клетки, осознают , что познание мира бесконечно

Оборудование: Компьютер, мультимедийный проектор, экран, электронный учебник (ЭУ) «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия 10 класс» , традиционный учебник , микроскоп. .

План урока:

Этап урока

Приемы и методы

Время(мин.)

1

Организационный момент , настрой на урок

1

2

Постановка целей и задач

Диалог

2

3

Работа с новой информацией по плану:

План решения проблемного вопроса 1. 1.Плазматическая мембрана

2.Строение плазматической мембраны

3.Функции плазматической мембраны

4.Пути поступления веществ в клетку

5.Гликокаликс

6.Клеточная оболочка

7.Выводы

Диалог

Работа с текстом учебника, иллюстрациями

фотографиями

анимациями

видеофрагментами

программированный контроль знаний

15

4

Физкультминутка

3

5

Закрепление

Работа с ЭУ

15

6

Рефлексия

Выполнение лабораторной работы:

«Плазмолиз и деплазмолиз» с.290

5-6

7

Домашнее задание

Работа с учебником п.8 с.34-35, конспект

3

Ход урока:

Деятельность учителя

Деятельность ученика

1. Вводное слово учителя : на прошлом уроке мы начали рассматривать , клетку как структурно- функциональную единицу живого организма. Что же такое клетка?

С чем связана история развития клетки?

Что явилось результатом изучения и накопления знаний о клетке?

Сравнительная характеристика клеток на

с 30 .

Клетки растений , животных, грибов и бактерий имеют плазматическую мембрану, образованную белками и липидами. Помимо мембраны у клеток растений, грибов и некоторых бактерий имеется клеточная оболочка, исполняющая роль наружного скелета.

Погружаются в тему урока

2.Постановка темы и целей урока Изучив материал этого урока , вы сможете получить ответы на вопросы: – Как вещества поступают в клетку и удаляются из клетки? Почему у растений имеется ниточная оболочка , а у животных нет?

– Как клетки соединяются между собой образуя ткани?

Запишите тему урока и сформулируйте цель урока

Какова роль плазматической мембраны в клетке?

– Перед вами план урока

определите задачи урока

  1. Строение плазматической мембраны

  2. Функции плазматической мембраны

  3. Пути поступления веществ в клетку

  4. Гликокаликс

  5. Клеточная оболочка

Формулируют цель и задачи урока

Записывают тему урока, вопрос урока

3. Работа с новой информацией

План урока

1)Работа с фотоизображением клеток Строение растительной и животной клетки

Задание: Дайте сравнительную характеристику Р и Ж клетки

Сделайте вывод

2)Работа с текстом

А) Используя технику поискового чтения, просмотрите текст следующего фрагмента и найдите в нем термины и ключевые понятия

Б) Внимательно прочитайте текст и выберите функции плазматической мембраны, которые вам хорошо известны и с которыми нам предстоит познакомиться

3) Просмотрев анимации, видеофрагменты преобразуйте текст в таблицу

4)Какую практическую значимость имеет изучение функцийплазматической мембраны?

5)Пришло время изучить и сравнить оболочки растительной и животной клеток (Слайд с изображением клеток)

Эвристическая беседа, работа с тетрадью, заполнение таблицы, записывают ключевые понятия.

В результате коллективного обсуждения формулируют выводы

Учатся слушать себя и своих одноклассников

Плазматическая мембрана

Белки, липиды

Решают поставленную задачу

Таблица

Проверка выполненной работы

Ответы учащихся

Фагоцитоз . Это явление было впервые описано И.И.Мечниковым. У человека и животных играет защитную роль. Фагоцитарная деятельность лейкоцитов и макрофагов имеет огромное значение в защите организма от попадающих в него патогенных микробов и других нежелательных частиц.

Выводы по строению и функциям плазматической мембраны

Сравнивают , коллективное обсуждение

4. Физкультминутка

Снятие напряжения. Готовность к работе

5.Закрепление

Работа с тренажёром

6.Рефлексия

Выполнение лабораторной работы:

«Плазмолиз и деплазмолиз» с.290

Самооценка

7.Домашнее задание

п8с.34-35, конспект , термины, понятия

Информация к каждому пункту плана:

1.Основные части клетки

Все организмы состоят из сходных по своему строению клеток. В клетке различают три основные части:

-ядро;

-цитоплазму;

-плазматическую мембрану.

Плазматическая мембрана– очень важная часть клетки. Она удерживает вместе все клеточные компоненты и разграничивает внутреннюю и наружную среду.

Плазматическая мембрана окружает гетерогенный материал, который называется цитоплазмой.

В цитоплазму погружено круглое или овальное ядро. В цитоплазме так же находятся и различные органоиды клетки.

2.Строение плазматической мембраны

Плазматическая мембрана(лат. «мембрана»-кожица, пленка) очень тонкая и не видна в световой микроскоп. Толщина мембраны в среднем составляет 5-10нм, толщина плазматической мембраны – 7,5 нм.

Плазматическая мембрана отделяет клетку и ее содержимое от окружающей среды. Плазматическая мембрана растительных и животных организмов образована молекулами белков и липидов, образующего бислой. Формирование бислоя является особым свойством молекул липидов и реализуется даже вне клетки. Одним из важнейших свойств бислоя является текучесть.

В 1972 году ученые предложили жидкостно- мозаическую модель мембраны. В соответствии с этой моделью, где в жидкостном липидном бислое плавают молекулы белков, образуя своеобразную мозаику.

3. Функции плазматической мембраны.

Мембрана отграничивает внутреннюю среду клетки от внешней среды и поддерживает эти различия на протяжении всей жизни клетки, то есть выполняет защитную функцию.

Специальные ферменты плазматической мембраны регулируют обмен веществ между клеткой и средой, выполняет регуляторную функцию. Обмен молекулами и ионными между клеткой и внешней средой происходит постоянно.

Хотя основные свойства плазматических мембран определяются свойствами липидного бислоя, большинство специфических функций обеспечивается мембранными белками. Белки выступают в качестве рецепторов и ферментов. С их помощью осуществляется транспорт через мембрану многих веществ. Она обеспечивает поступление веществ в клетку и выведение из нее продуктами обмена.

Важнейшее свойство мембраны- избирательная проницаемость или полупроницаемость. Благодаря этому свойству в клетку поступают и выводятся из нее лишь определенные вещества. Так клетка сохраняет свой химический состав и свойства, несмотря на изменения в окружающей ее среде.

Обмен веществ между клеткой и окружающей ее средой происходит постоянно. Механизм транспорта веществ в клетку и из нее зависят от размеров транспортируемых частиц. Малые молекулы и ионы транспортируются клеткой через мембрану в форме активного и пассивного транспорта.

4. Пассивный транспорт

Пассивный транспорт осуществляется по градиенту концентрации, т.е. от большей концентрацией веществ к меньшей, и не сопряжен с затратами энергии. Пассивный транспорт-

Это диффузия и осмос.

Мелкие молекулы воды и некоторых других веществ проникают в клетку путем диффузии, частично через поры в мембраны.

В цитоплазме, в клеточном соке вакуолей растительной клетке растворены сахара, органические кислоты, соли. В клетке их концентрация значительно выше, чем в окружающей среде. А чем выше в клетке концентрация этих веществ, тем больше она поглощает воды. Известно, что вода постоянно расходуется клеткой, благодаря чему увеличивается концентрация клеточного сока, и вода снова поступает в клетку.

5. Активный транспорт

Активный транспорт осуществляется против любого из градиентов- концентрационного, растворимости, электроосмотичности- с использованием энергии обменных процессоров накапливаемой в систем аденозинфосфорных кислот (главным образом каких то аденозинфосфорных) и других макроэргических, т.е. богатых энергией, соединениях.

Поступление крупных молекул(глюкозы, аминокислот) в клетку обеспечивают транспортные, или пронзающие белки мембраны. В этом процессе участвуют ферменты, расщепляющие АТФ.

Еще более крупные молекулы (белков, полисахаридов) проникают в клетку путем фагоцитоза, а капли жидкости- путем фагоцитоза.

6. Фагоцитоз

Процесс захватывания и поглощения твердых и крупных частиц называется фагоцитоз.

В ходе фагоцитоза различают несколько стадий. Вначале фагоцитируемая частица прикрепляется к клеточной мембране, после чего мембрана обволакивает ее, образуя фагосому (внутриклеточное тельце). Из окружающей лизосом в фагосому попадают ферменты перевивающее эту частицу.

Этот тип питания характерен для простейших, например, для амеб поедающие бактерии. Но способность к фагоцитозу свойственна и к клеткам кишечника низких животных и одному из видов лейкоцитов позвоночных фагоцитам. Однако у последних смысл этого процесса не в питании самих фагоцитов, а в разрушении ими бактерии, вирусов и других инородных тел, вредных для организма.

7. Пиноцитоз

Пиноцито з осуществляется путем впячивания мембраны и образования мембранного мешочка, обволакивающего каплю жидкости или твердую частицу. Это один из основных способов проникновения в клетку белков и углеродно – белковых комплексов.

Под влиянием некоторых белков, если они присутствуют в жидкости, окружающей клетку в мембране возникает впячивание которое затем смыкается. Таким образом, образуется пузырек- небольшая вакуоль, содержащая воду и белковые молекулы. После этого мембрана вокруг вакуоли разрывается и содержимое оказывается внутри клетки.

Пиноцитозные пузырьки способны перемещаться внутри клетки, сливаться друг с другом и с внутриклеточными мембранными структурами.

8.Органоиды клетки

В цитоплазме имеются сходные с наружной внутренние мембраны, образующие структуры различного типа.

Мы можем наблюдать их, например , при рассматривании клетки под микроскопом. Эти разнообразные структуры носят название – органоиды клетки. Каждый органоид выполняет определенные функции.

Органоиды – постоянные и обязательные компоненты большинства клеток, имеющие специфическую структуру и выполняющие жизненно важные функции.

Любое проявление жизнедеятельности клетки – это следствие согласованной работы ее взаимосвязанных компонентов, особенно органоидов.

9. Гликокаликс

Гликокаликс компонент встроенный в плазматическую мембрану животных клеток. Гликокаликс – структура контактирующая непосредственно со средой клетки. Он исполняет любые функции клетки, связанные с ее внешней активностью.

Это исполнительный аппарат в управлении взаимодей ствия клетки со средой и другими клетками. Он предназначен для восприятия, распознавания, передачи входных и выходных сигналов клетки в виде вещества, энергии , информации.

Гликокаликс образован преимущественно молекулами гликопротеидов, окружающими клетку снаружи наподобие мягкой и гибкой «шубы».

Состав полисахаридов специфичен для разных тканей. Благодаря этому клетки как бы узнают друг друга и соединяются между собой.

10. Клеточная оболочка.

У растений гликокаликс отсутствует. В клетках растений над плазматической мембраной есть прочная мертвая, пронизанная порами клеточная оболочка, состоящая преимущественно из целлюлозы.

Через эти поры из клетки в клетку тянутся нити цитоплазмы, соединяющие клетки между собой. Так осуществляется связь между клетками и осуществляется целостность организма.

Клеточная оболочка у растений играет роль прочного скелета и защищает клетку от повреждения . Она имеется у растений, большинства бактерий у всех грибов. У грибов она состоит из хитиноподобного вещества.

Функции клеточной оболочки защита и опора.

11. Выводы:

  • Плазматическую мембрану имеют все клетки

  • Функции мембраны –защитная , транспортная, регуляторная

  • Мембрана состоит из бислоя липидов и белков

  • Мембрана обладает избирательной проницаемостью

  • Вещества поступают в клетку активным и пассивным путем

  • У клеток животных имеется гликокаликс, а у клеток растений, грибов , большинства бактерий- клеточная стенка

Тест

  1. Как кислород проникает в клетки…

1)При помощи транспортных белков мембраны

2)Путем диффузии

3)Путем фагоцитоза

  1. Клеточная оболочка отличается от плазматической мембраны тем, что…

1)Состоит из белков и липидов

2)Состоит из глюкозы

3)Состоит из целлюлозы

  1. Каким важнейшим свойством мембраны обусловлен обмен веществ между клеткой и окружающей средой?

1)Полной проницаемостью

2)Непроницаемостью

3)Полупроницаемостью

  1. Какую функцию выполняет клеточная оболочка растительной клетки?

1)Защищает внутреннюю среди клетки

2)Обеспечивает поступление в клетку органических веществ

3)Обеспечивает рост клетки

  1. Клеточная оболочка в отличие от плазматической мембраны…

1)Непроницаема

2)Обладает избирательной проницаемостью

3)Полностью проницаема для воды и газов

  1. Клетки каких организмов не имеют клеточной оболочки?

1)Животных

2)Грибов

3)Растений

  1. Как называется процесс поглощения клеткой твердых и крупных веществ?

1)Диффузия

2)Пиноцетоз

3)Фагоцитоз

  1. Какими веществами образована мембрана?

1)Белками и целлюлозой

2)Белками и липидами

3)Белками и нуклеиновыми кислотами

  1. Какую функцию выполняет мембрана в клетке?

1)Регуляторную

2)Транспортную

3)Каталитическую

4)Информационную

5)Защитную

Источник: https://infourok.ru/urok-po-teme-plazmaticheskaya-membrana-1610641.html

Medic-studio
Добавить комментарий