Что обеспечивает избирательную проницаемость клетки

Что обеспечивает избирательную проницаемость клетки

Установите соответствие между функциями клеточных структур и структурами, изображёнными на рисунке: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

А) осуществляет активный транспорт веществ

Б) изолирует клетку от окружающей среды

В) обеспечивает избирательную проницаемость веществ

Г) образует секреторные пузырьки

Д) распределяет вещества клетки по органеллам

Е) участвует в образовании лизосом

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

КЛЕТОЧНАЯ (ПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ) МЕМБРАНА:

1) двойной слой фосфолипидов с плавающими в них молекулами белков;

2) обязательная структура всех клеток;

3) обладает свойством избирательной проницаемости.

Функции клеточной (плазматической) мембраны:

1) разделительная (барьерная): отделяет содержимое клетки от наружной среды;

2) транспортная (пассивный транспорт (по градиенту концентрации веществ, без затраты энергии), активный транспорт (против градиента концентрации веществ, с затратой энергии), эндоцитоз (поглощение твердых частиц (фагоцитоз) и жидкости (пиноцитоз), экзоцитоз (выведение веществ из клетки);

3) рецепторная (восприятие сигналов);

4) контактная (образование межклеточных контактов);

5) образовательная (участвует в образование, ресничек, жгутиков, ложноножек у простейших).

АППАРАТ (КОМПЛЕКС) ГОЛЬДЖИ:

1) одномембранный органоид эукариотической клетки;

2) состоит из уплощенных замкнутых мембранных цистерн с полостями, собранных в стопку, и мельчайших пузырьков;

3) связан с эндоплазматической сетью (органические вещества, синтезируемые в ЭПС, затем поступают в транспортных пузырьках в аппарат Гольджи).

Функции аппарата (комплекса) Гольджи:

1) модификация и упаковка веществ;

2) накапливает органические вещества, синтезированные в клетке;

3) транспорт (вынос) веществ из клетки, образуя секреторные пузырьки;

4) образование первичных лизосом (и пероксисом – в школьном курсе биологии).

(А) осуществляет активный транспорт веществ — клеточная мембрана;

(Б) изолирует клетку от окружающей среды — клеточная мембрана;

(В) обеспечивает избирательную проницаемость веществ — клеточная мембрана;

(Г) образует секреторные пузырьки — комплекс Гольджи;

(Д) распределяет вещества клетки по органеллам — комплекс Гольджи;

(Е) участвует в образовании лизосом — комплекс Гольджи.

Источник

Что обеспечивает избирательную проницаемость клетки

Установите соответствие между процессами и органоидом, в котором они происходят.

СТРУКТУРНЫЙ КОМПОНЕНТ

А) избирательная проницаемость

Б) активный транспорт

В) поддержание формы клетки

Г) придаёт жёсткость клетке

Д) способность к фагоцитозу

1) клеточная мембрана

2) клеточная стенка

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

КЛЕТОЧНАЯ (ПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ) МЕМБРАНА:

1) двойной слой фосфолипидов с плавающими в них молекулами белков;

2) обязательная структура всех клеток;

3) обладает свойством избирательной проницаемости.

Функции клеточной (плазматической) мембраны:

1) разделительная (барьерная): отделяет содержимое клетки от наружной среды;

2) транспортная (пассивный транспорт (по градиенту концентрации веществ, без затраты энергии), активный транспорт (против градиента концентрации веществ, с затратой энергии), эндоцитоз (поглощение твердых частиц (фагоцитоз) и жидкости (пиноцитоз), экзоцитоз (выведение веществ из клетки);

3) рецепторная (восприятие сигналов);

4) контактная (образование межклеточных контактов);

5) образовательная (участвует в образование, ресничек, жгутиков, ложноножек у простейших).

1) надмембранная структура, состоящая преимущественно из полисахаридов;

3) имеет поры, через которые происходит транспорт воды и веществ.

Функции клеточной стенки: поддерживает форму клеток благодаря жесткой структуре.

(А) избирательная проницаемость — клеточная мембрана;

(Б) активный транспорт — клеточная мембрана;

(В) поддержание формы клетки — клеточная стенка;

(Г) придаёт жёсткость клетке — клеточная стенка;

(Д) способность к фагоцитозу — клеточная мембрана.

Источник

Избирательная проницаемость

Кле́точная мембра́на (или цитолемма, или плазмолемма, или плазматическая мембрана) отделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая ее целостность; регулируют обмен между клеткой и средой; внутриклеточные мембраны разделяют клетку на специализированные замкнутые отсеки — компартменты или органеллы, в которых поддерживаются определенные условия внутриклеточной среды.

Содержание

Основные сведения

Клеточная стенка, если таковая у клетки имеется (обычно есть у растительных клеток), покрывает клеточную мембрану.

Клеточная мембрана представляет собой двойной слой (бислой) молекул класса липидов, большинство из которых представляет собой так называемые сложные липиды — фосфолипиды. Молекулы липидов имеют гидрофильную («головка») и гидрофобную («хвост») часть. При образовании мембран гидрофобные участки молекул оказываются обращены внутрь, а гидрофильные — наружу. Мембраны — структуры инвариабельные, весьма сходные у разных организмов. Некоторое исключение составляют, пожалуй, археи, у которых мембраны образованы глицерином и терпеноидными спиртами. Толщина мембраны составляет 7-8 нм.

Биологическая мембрана включает и различные белки: интегральные (пронизывающие мембрану насквозь), полуинтегральные (погруженные одним концом во внешний или внутренний липидный слой), поверхностные (расположенные на внешней или прилегающие к внутренней сторонам мембраны). Некоторые белки являются точками контакта клеточной мембраны с цитоскелетом внутри клетки, и клеточной стенкой (если она есть) снаружи. Некоторые из интегральных белков выполняют функцию ионных каналов, различных транспортеров и рецепторов.

Функции биомембран

Частицы, по какой-либо причине не способные пересечь фосфолипидный бислой (например, из-за гидрофильных свойств, так как мембрана внутри гидрофобна и не пропускает гидрофильные вещества, или из-за крупных размеров), но необходимые для клетки, могут проникнуть сквозь мембрану через специальные белки-переносчики (транспортеры) и белки-каналы или путем эндоцитоза.

При пассивном транспорте вещества пересекают липидный бислой без затрат энергии, путем диффузии. Вариантом этого механизма является облегчённая диффузия, при которой веществу помогает пройти через мембрану какая-либо специфическая молекула. У этой молекулы может быть канал, пропускающий вещества только одного типа.

Активный транспорт требует затрат энергии, так как происходит против градиента концентрации. На мембране существуют специальные белки-насосы, в том числе АТФаза, которая активно вкачивают в клетку ионы калия (K+) и выкачивают из неё ионы натрия (Na+).

Например, гормоны, циркулирующие в крови, действуют только на такие клетки-мишени, у которых есть соответствующие этим гормонам рецепторы. Нейромедиаторы (химические вещества, обеспечивающие проведение нервных импульсов) тоже связываются с особыми рецепторными белками клеток-мишеней.

С помощью мембраны в клетке поддерживается постоянная концентрация ионов: концентрация иона К+ внутри клетки значительно выше, чем снаружи, а концентрация Na+ значительно ниже, что очень важно, так как это обеспечивает поддержание разности потенциалов на мембране и генерацию нервного импульса.

Структура и состав биомембран

Мембраны состоят из липидов трёх классов: фосфолипиды, гликолипиды и холестерол. Фосфолипиды и гликолипиды (липиды с присоединёнными к ним углеводами) состоят из двух длинных гидрофобных углеводородных «хвостов», которые связаны с заряженной гидрофильной «головой». Холестерол придаёт мембране жёсткость, занимая свободное пространство между гидрофобными хвостами липидов и не позволяя им изгибаться. Поэтому мембраны с малым содержанием холестерола более гибкие, а с большим — более жёсткие и хрупкие. Также холестерол служит «стопором», препятствующим перемещению полярных молекул из клетки и в клетку. Важную часть мембраны составляют белки, пронизывающие её и отвечающие за разнообразные свойства мембран. Их состав и ориентация в разных мембранах различаются.

Клеточные мембраны часто асимметричны, то есть слои отличаются по составу липидов, переход отдельной молекулы из одного слоя в другой (так называемый флип-флоп) затруднён.

Мембранные органеллы

Это замкнутые одиночные или связанные друг с другом участки цитоплазмы, отделённые от гиалоплазмы мембранами. К одномембранным органеллам относятся эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли, пероксисомы; к двумембранным — ядро, митохондрии, пластиды. Снаружи клетка ограничена так называемой плазматической мембраной. Строение мембран различных органелл отличается по составу липидов и мембранных белков.

Избирательная проницаемость

Клеточные мембраны обладают избирательной проницаемостью: через них медленно диффундируют глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты, глицерол и ионы, причем сами мембраны в известной мере активно регулируют этот процесс-одни вещества пропускают, а другие нет. существует четыре основных механизма для поступления веществ в клетку или их из клеки наружу:диффузия, осмос, активный транспорт и экзо- или эндоцитоз. Два первых процесса носят пассивный характер, т.е. не требуют затрат энергии; два последних-активные процессы, связанные с потреблением энерги.

Избирательная проницаемость мембраны при пассивном транспорте обусловлена специальными каналами — интегральными белками. Они пронизывают мембрану насквозь, образовывая своего рода проход. Для элементов K, Na и Cl есть свои каналы. Относительно градиента концентрации молекулы этих элементов движутся в клетку и из неё. При раздражении каналы натриевых ионов раскрываются, и происходит резкое поступление в клетку ионов натрия. При этом происходит дисбаланс мембранного потенциала. После чего мембранный потенциал восстанавливается. Каналы калия всегда открыты, через них в клетку медленно попадают ионы калия.

Источник

Селективная проницаемость – определение и функция

Определение избирательной проницаемости

Селективная проницаемость является свойством клеточных мембран, которое позволяет только определенным молекулам входить или выходить из клетка, Это важно для клетки, чтобы поддерживать свой внутренний порядок независимо от изменений в окружающей среде. Например, вода, ионы, глюкоза и диоксид углерода могут потребоваться импортировать или экспортировать из клетки в зависимости от ее метаболической активности. Точно так же, сигнальные молекулы могут нуждаться в проникновении в клетку, а белки, возможно, должны высвобождаться в внеклеточный матрикс, Наличие избирательно проницаемой мембраны позволяет клетке осуществлять контроль за количеством, временем и скоростью движения этих молекул.

Движение через избирательно проницаемую мембрану может происходить активно или пассивно. Например, молекулы воды могут пассивно перемещаться через небольшие поры на мембране. Точно так же углекислый газ, выпущенный как побочный продукт дыхания, быстро диффундирует из клетки. Некоторые молекулы активно транспортируются. Например, клетки почки расходуют энергию, чтобы поглотить всю глюкозу, аминокислоты и витамины из клубочкового фильтрата даже против градиент концентрации, Отказ этого процесса приводит к наличию глюкозы или побочных продуктов белкового обмена в моче; Сказочный признак диабета.

Структура селективно проницаемых мембран

Клеточные мембраны нелегко визуализировать с помощью световых микроскопов. Таким образом, гипотезы об их существовании возникли только в конце 19 века, спустя почти двести лет после того, как были обнаружены первые клетки. В разных точках разные модели пытались объяснить, как структура мембраны поддерживает ее функцию. Первоначально мембрана должна была представлять собой простой липидный слой, определяющий цитозоль из внеклеточной области. Впоследствии модели включали полупроницаемые гелеобразные области в липидном море, чтобы объяснить движение воды, но не заряженных частиц. После этого было предложено наличие пор, позволяющих небольшим молекулам свободно перемещаться.

В настоящее время клеточная мембрана Говорят, что он сделан из избирательно проницаемого фосфолипид бислой, чьи гидрофильные домены обращены к водной среде внутри и снаружи клетки, и гидрофобный домены сталкиваются друг с другом, образуя бислой. Эта липидный бислой акцентируется молекулами холестерина, гликолипидами и белками, которые либо закрепляются, либо пересекают всю мембрану. Эти белки образуют каналы, поры или затворы для поддержания селективной проницаемости ионов, сигнальных молекул и макромолекул в зависимости от требований клетки.

Функция селективной проницаемости

Селективная проницаемость имеет решающее значение для создания совершенно другой среды внутри клетки по сравнению с внеклеточным матриксом. Это одинаково важно для поддержания целостности различных органелл внутри клетки. каждый органеллы представляет собой небольшое отделение со специализированной функцией, требующей оптимальной концентрации белков, малых молекул и ионов. Например, клеточное дыхание внутри митохондрия требует, чтобы белки, которые способствуют этому процессу, избирательно импортировались в органеллу, и на его внутреннюю химию не влияли другие метаболические процессы организма. цитоплазма, Точно так же после того, как нейрон передает электрохимический сигнал, он должен восстановиться и вернуться к своему потенциалу покоя, чтобы включить следующий раунд возбуждающей активности. То же самое происходит в каждом сердечная мышца клетка каждый раз сердце бьет. Эти быстрые и крупномасштабные изменения электрохимических свойств этих клеток необходимы для их функционирования и требуют наличия мембраны, которая является избирательно проницаемой.

Избирательная проницаемость мембран особенно важна для транспорта через ядерную мембрану в эукариотических клетках. Белки, нуклеиновые кислоты и нуклеотиды, участвующие в транскрипция должны избирательно и эффективно транспортироваться в ядро, а продукты транскрипции должны своевременно экспортироваться. Ядро имеет отличную микроокружение по сравнению с цитоплазмой и активный транспорт работают механизмы для поддержания этого различия.

Селективная проницаемость обеспечивается специальными белками, которые проходят через клеточную мембрану. Они участвуют в движении ионов и малых молекул, а также крупных полимеров, таких как РНК и белки. Это движение может быть пассивным или активным – с расходом энергии или без нее.

Например, ионы транспортируются через избирательно проницаемые мембраны через каналы и насосы. Пока каналы для пассивный транспорт Ионные насосы опосредуют первичные активный транспорт против градиента концентрации, с гидролизом высокоэнергетической фосфатной связи.

Активный транспорт также может быть связан с движением другой молекулы. Это может быть либо через белок-симпортер – где две молекулы транспортируются в одном направлении – либо антипортерный белок – где молекулы шунтируются в противоположных направлениях. Принцип в обоих случаях один и тот же – потенциальная энергия, запасенная в электрохимическом градиенте, используется для управления переносом другой молекулы.

Активный и пассивный транспорт через избирательно проницаемые мембраны

Пассивный транспорт бывает двух видов – бесплатный диффузия или облегченная диффузия – и движение всегда вдоль градиента концентрации. Свободная диффузия чаще всего наблюдается при движении незаряженных молекул, таких как диоксид углерода или этанол, через клеточную мембрану без участия каких-либо других молекул.

Трансмембранный транспорт также может осуществляться активно, с затратами энергии. Активный транспорт включает в себя гидролиз терминала фосфатная группа в АТФ или ГТП для питания движения молекул против градиента их концентрации. Например, в большинстве клеток имеется большой избыток ионов натрия во внеклеточной среде вместе с избытком ионов калия внутри клетки. Это достигается с помощью трансмембранного фермента, называемого Na + / K + ATPase, который катализирует движение трех ионов Na + за пределы клетки вместе с импортом двух ионов K +. Для каждого такого транспортного цикла фермент использует энергию, выделяемую при превращении одной молекулы АТФ в АДФ. Это называется первичным активным транспортом, где движение напрямую связано с гидролизом высокоэнергетической фосфатной связи. Подобный процесс используется для накачки протонов против градиента их концентрации, и это является важной частью обоих фотосинтез и клеточное дыхание.

Градиенты ионов H +, Na + и K + используются для управления другими процессами посредством вторичного активного транспорта, где дифференциальные электрохимические концентрации обеспечивают движущую силу для других энергоемких процессов, таких как транспорт аминокислот или глюкозы. Например, поглощение глюкозы в кишечнике связано с транспортом ионов Na +. Это пример симпорта, когда ионы натрия и молекулы глюкозы импортируются в клетку. Ионы натрия также участвуют в движении другой заряженной молекулы – Ca2 +. Натриево-кальциевый обменник использует движение Na + вдоль своего градиента для управления встречным переносом Ca2 +. Это особенно важно при движении ионов кальция в больших количествах, таких как нейроны, сердечные клетки, и для поддержания низкой концентрации кальция в митохондрии.

викторина

1. Какой из этих белков участвует в транспорте ядер?A. ImportinB. ExportinC. RanGTPD. Все вышеперечисленное

Ответ на вопрос № 1

D верно. Importins опосредуют движение в ядро, exportins помогают движению молекул из ядра. RanGTP участвует в обоих этих процессах.

2. Какая из этих молекул свободно диффундирует через небольшие поры на клеточной мембране?A. глюкозаB. ATPC. водаD. Ни один из вышеперечисленных

Ответ на вопрос № 2

С верно. Поры состоят из трансмембранных белков, называемых аквапоринами. Глюкоза транспортируется либо посредством облегченной диффузии, либо посредством активного транспорта против ее градиента концентрации. АТФ представляет собой заряженную молекулу и поэтому не может свободно диффундировать через липидный бислой.

3. Выберите молекулу, которая НЕ нуждается в активном транспорте для перемещения через клеточную мембрану.A. Ионы натрияB. Углекислый газC. АминокислотыD. Ионы калия

Ответ на вопрос № 3

В верно. Он может даже диффундировать через каналы аквапоринов. Все остальные три являются заряженными частицами и не могут диффундировать через клеточную мембрану.

Источник

Клеточная мембрана

Кле́точная мембра́на (или цитолемма, или плазмалемма, или плазматическая мембрана) отделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая её целостность; регулируют обмен между клеткой и средой; внутриклеточные мембраны разделяют клетку на специализированные замкнутые отсеки — компартменты или органеллы, в которых поддерживаются определённые условия среды.

Содержание

Основные сведения

Клеточная стенка, если таковая у клетки имеется (обычно есть у растительных клеток), покрывает клеточную мембрану.

Клеточная мембрана представляет собой двойной слой (бислой) молекул класса липидов, большинство из которых представляет собой так называемые сложные липиды — фосфолипиды. Молекулы липидов имеют гидрофильную («головка») и гидрофобную («хвост») часть. При образовании мембран гидрофобные участки молекул оказываются обращены внутрь, а гидрофильные — наружу. Мембраны — структуры инвариабельные, весьма сходные у разных организмов. Некоторое исключение составляют, пожалуй, археи, у которых мембраны образованы глицерином и терпеноидными спиртами. Толщина мембраны составляет 7—8 нм.

Биологическая мембрана включает и различные белки: интегральные (пронизывающие мембрану насквозь), полуинтегральные (погруженные одним концом во внешний или внутренний липидный слой), поверхностные (расположенные на внешней или прилегающие к внутренней сторонам мембраны). Некоторые белки являются точками контакта клеточной мембраны с цитоскелетом внутри клетки, и клеточной стенкой (если она есть) снаружи. Некоторые из интегральных белков выполняют функцию ионных каналов, различных транспортеров и рецепторов.

Функции

Структура и состав биомембран

Мембраны состоят из липидов трёх классов: фосфолипиды, гликолипиды и холестерол. Фосфолипиды и гликолипиды (липиды с присоединёнными к ним углеводами) состоят из двух длинных гидрофобных углеводородных «хвостов», которые связаны с заряженной гидрофильной «головой». Холестерол придаёт мембране жёсткость, занимая свободное пространство между гидрофобными хвостами липидов и не позволяя им изгибаться. Поэтому мембраны с малым содержанием холестерола более гибкие, а с большим — более жёсткие и хрупкие. Также холестерол служит «стопором», препятствующим перемещению полярных молекул из клетки и в клетку. Важную часть мембраны составляют белки, пронизывающие её и отвечающие за разнообразные свойства мембран. Их состав и ориентация в разных мембранах различаются.

Клеточные мембраны часто асимметричны, то есть слои отличаются по составу липидов, переход отдельной молекулы из одного слоя в другой (так называемый флип-флоп) затруднён.

Мембранные органеллы

Это замкнутые одиночные или связанные друг с другом участки цитоплазмы, отделённые от гиалоплазмы мембранами. К одномембранным органеллам относятся эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли, пероксисомы; к двумембранным — ядро, митохондрии, пластиды. Строение мембран различных органелл отличается по составу липидов и мембранных белков.

Избирательная проницаемость

Клеточные мембраны обладают избирательной проницаемостью: через них медленно диффундируют глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты, глицерол и ионы, причем сами мембраны в известной мере активно регулируют этот процесс — одни вещества пропускают, а другие нет. Существует четыре основных механизма для поступления веществ в клетку или вывода их из клетки наружу: диффузия, осмос, активный транспорт и экзо- или эндоцитоз. Два первых процесса носят пассивный характер, то есть не требуют затрат энергии; два последних — активные процессы, связанные с потреблением энергии.

Избирательная проницаемость мембраны при пассивном транспорте обусловлена специальными каналами — интегральными белками. Они пронизывают мембрану насквозь, образовывая своего рода проход. Для элементов K, Na и Cl есть свои каналы. Относительно градиента концентрации молекулы этих элементов движутся в клетку и из неё. При раздражении каналы натриевых ионов раскрываются, и происходит резкое поступление в клетку ионов натрия. При этом происходит дисбаланс мембранного потенциала. После чего мембранный потенциал восстанавливается. Каналы калия всегда открыты, через них в клетку медленно попадают ионы калия.

Источник