Клетка – элементарная структурная и функциональная единица живого организма

Скачать 83.26 Kb.

Название	Клетка – элементарная структурная и функциональная единица живого организма
Дата	03.04.2013
Размер	83.26 Kb.
Тип	Лекция

Содержание

Оболочка клетки – это комплекс из клеточной стенки и плазматической мембраны, отделяющий клетку от окружающей среды.
Плазматическая мембрана (плазмалемма).
Она образует барьер
Осуществляет распознавание
Строение мембраны
Транспорт веществ.
Активный транспорт
Фагоцитоз (эндоцитоз)
Пассивный транспорт
Активный транспорт
Фагоцитоз (эндоцитоз)

Приложение 3.

Лекция

Клетка – элементарная структурная и функциональная единица живого организма.

Изучением живой клетки занимаются такие науки, как: физика, биофизика, химия, цитология, кибернетика.

Со времени создания клеточной теории (1839) представления о строении клетки и ее органоидов, их химическом составе сильно изменились.

Современные методы исследования клетки невозможны без светового и электронного микроскопа. Для разделения органоидов клетки используют центрифугирование, для разделения биологических молекул используют хроматографию и электрофорез. С помощью радиоактивных изотопов можно изучать скорость прохождения химических реакций в живой клетке.

Все клетки состоят из трех частей: оболочки, цитоплазмы и ядра

^ Оболочка клетки – это комплекс из клеточной стенки и плазматической мембраны, отделяющий клетку от окружающей среды.

Клеточная стенка Клетки животных, растений и грибов различаются по строению наружного слоя оболочки. У растений и грибов на поверхности клеток расположена клеточная стенка. У растений она состоит из полисахарида - целлюлозы, у грибов - из хитина. Клеточная стенка представляет собой защитную оболочку, обеспечивает тургор клеток, через клеточную стенку проходит вода, соли, молекулы органических веществ.

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

^ Плазматическая мембрана (плазмалемма). Под клеточной стенкой расположена плазматическая мембрана (мембрана - кожица, пленка), граничащая непосредственно с цитоплазмой. Толщина плазматической мембраны около 10 нм. В состав плазматической мембраны входят углеводы, белки и липиды. Они упорядоченно расположены и соединены друг с другом химическими взаимодействиями. (Рис. 2)

Клетки, образующие у многоклеточных животных разнообразные ткани (эпителиальную, мышечную и др.), соединяются друг с другом. В местах соединения двух клеток мембрана каждой из них может образовывать складки или выросты, которые придают соединениям особую прочность. Соединение клеток растений обеспечивается путем образования тонких каналов, которые заполнены цитоплазмой и ограничены плазматической мембраной. По таким каналам, проходящим через клеточные оболочки, из одной клетки в другую поступают питательные вещества, ионы, углеводы и другие соединения.

На поверхности многих клеток животных могут находиться мелкие тонкие выросты цитоплазмы, покрытые плазматической мембраной, – микроворсинки.

Плазматическая мембрана выполняет важные функции.

1. ^ Она образует барьер, отделяющий внутреннее содержимое клетки от внешней среды.

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

Транспорт через мемрану может проходить различными путями. Транспорт вещества в сторону меньшей концентрации носит название диффузии. Перенос веществ часто происходит с помощью транспортных белковых молекул-переносчиков, встроенных в мембрану. Водорастворимые вещества проходят через поры.

3. ^ Осуществляет распознавание внешних стимулов (раздражителей) благодаря наличию рецепторных участков.

Функциональные особенности мембраны определяются ее химическим составом и структурой.

^ Строение мембраны

В настоящее время общепринята жидкостно–мозаичная модель строения мембраны. Молекулы липидов в плазматической мембране расположены в два ряда и образуют сплошной слой. Больше всего в мембранах фосфолипидов, в них содержится остаток фосфорной кислоты. Молекулы фосфолипидов в бислое расположены таким образом, что гидрофильные «хвосты» (глицерин) обращены внутрь, а гидрофобные «головки» (жирные кислоты) - наружу, к водной среде. Поэтому мембрана отделяет внутреннее содержимое клетки от окружающей среды.

На поверхности мембраны образуется наружный рецепторный слой углеводов – гликокаликс. Образование гликокаликса, так же как и клеточных стенок растений, происходит благодаря жизнедеятельности самих клеток. Гликолипиды, гликопротеиды, липопротеиды распознают вещества, которые находятся вокруг клетки.

Помимо липидов в состав мембраны входят белки (до 60 %). Они определяют специфические функции мембраны. Молекулы белков и липидов подвижны, способны перемещаться, главным образом в плоскости мембраны. Молекулы белков не образуют сплошного слоя.

Различают:

а) периферические белки - расположенные на наружной или внутренней поверхности мембраны,

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

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

^ Транспорт веществ. Существуют различные механизмы транспорта веществ через мембрану.

Пассивный транспорт идет без затраты энергии – это диффузия и осмос.

Вещества перемещаются из области высокой концентрации в область более низкой, т. е. по градиенту концентрации. Скорость транспорта зависит от величины градиента. Через бислой легко проникают молекулы жирорастворимых веществ. Молекулы воды, которая является растворителем веществ, могут проникать через бислой, т. к. они очень малы и нейтральны (осмос). Через поры проходят молекулы сахаров, аминокислот, нуклеотидов и другие полярные молекулы. (Рис. 4)

^ Активный транспорт идет против электро - химического градиента.

Осуществляют его молекулы – переносчики, работа которых требует затрат энергии АТФ. Наиболее изученная система - это калий – натриевый насос (Рис. 4). Концентрация ионов К⁺ внутри клетки выше, чем снаружи, а концентрация ионов Na⁺ в клетке меньше, чем снаружи. Клетка активно перекачивает К⁺ внутрь клетки, а Na⁺ наружу. На это уходит почти треть энергии клетки. Благодаря этому механизму поддерживается в рабочем состоянии мембрана (создается напряжение) и через нее возможен транспорт других веществ. В нервных клетках так проводится нервный импульс.

^ Фагоцитоз (эндоцитоз)

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

Таким же образом клетка поглощает крупные капли воды. Этот процесс называется – пиноцитоз. Явление фагоцитоза было открыто русским ученым, лауреатом Нобелевской премии, И. И. Мечниковым.

Выводы.

1). Оболочка клетки имеет жидкостно-мозаичное строение. Функциональные особенности ее определяются ее химическим составом и структурой.

2) Через мембраны живой клетки вещества могут проникать как пассивно, так и активно, если:

они способны растворить липиды мембраны,
они растворены в воде и имеют достаточно малые размеры молекул,
в клетке концентрация этих веществ меньше, чем в окружающей среде,
есть специальные молекулы – переносчики веществ, запрограммированные на перенос этих веществ.

3). Не все вещества, окружающие клетку, способны проникнуть через мембрану. Следовательно, мембрана - полупроницаема.

4). Мембрана транспортирует в клетку те вещества, которые необходимы для собственного обмена веществ, т. е. транспорт – избирателен.

Словарь терминов

Клетка – элементарная структурная и функциональная единица живого организма
Оболочка клетки – это комплекс структур, отделяющий клетку от окружающей среды.
Клеточная стенка - представляет собой защитную оболочку, обеспечивает тургор клеток, через клеточную стенку проходит вода, соли, молекулы многих органических веществ.
Плазматическая мембрана (мембрана - кожица, пленка) – часть оболочки клетки, граничащая непосредственно с цитоплазмой.
Перенос веществ часто происходит с помощью транспортных белковых молекул-переносчиков, встроенных в мембрану.
На поверхности мембраны образуется наружный рецепторный слой углеводов – гликокаликс.
Периферические белки - расположенные на наружной или внутренней поверхности мембраны.
Полуинтегральные белки – погружены в бислой на различную глубину, поддерживают структуру мембраны,
Трансмембранные белки – пронизывают мембрану насквозь.
Пассивный транспорт идет без затраты энергии – это диффузия и осмос. Вещества перемещаются из области высокой концентрации в область более низкой, т. е. по градиенту концентрации.
Активный транспорт идет против электро - химического градиента. Осуществляют его молекулы – переносчики, работа которых требует затрат энергии АТФ.
Эндоцитоз – процесс, при котором из внешней среды в клетку поступает вода, разнообразные соли в форме отдельных ионов, неорганические и органические молекулы,
Экзоцитоз – процесс, при котором из клетки выводятся продукты обмена, а также вещества, синтезированные в клетке,
Фагоцитоз – активный захват участком мембраны крупных пищевых частиц из окружающей среды.
Пиноцитоз - активный захват участком мембраны крупных частиц воды из окружающей среды.

Ответы на контрольные вопросы.

Что такое – оболочка клетка, из каких частей она состоит?

Оболочка клетки – это комплекс из клеточной стенки и плазматической мембраны, отделяющий клетку от окружающей среды.

Какие вещества входят в состав плазматической мембраны?

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

Из каких слоев образована оболочка растительной клетки?

У растительной клетки есть клеточная стенка. К цитоплазме примыкает плазматическая мембрана.

Из каких слоев образована оболочка животной клетки?

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

Благодаря каким свойствам липиды способны образовывать мембраны?

Молекулы фосфолипидов в бислое расположены таким образом, что гидрофильные «хвосты» (глицерин) обращены внутрь, а гидрофобные «головки» (жирные кислоты) - наружу, к водной среде. Поэтому мембрана отделяет внутреннее содержимое клетки от окружающей среды.

Благодаря каким функциям белки способны участвовать в транспорте веществ через мембрану?

катализируют реакции обмена веществ, обеспечивают транспорт катионов и анионов, образуют поры.

Перечислите функции плазматической мембраны?

Она образует барьер, транспорт веществ, осуществляет распознавание внешних стимулов (раздражителей).

Как происходит пассивный транспорт через мембрану?

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

Как происходит активный транспорт через мембрану?

^ Активный транспорт идет против электро - химического градиента.

Осуществляют его молекулы – переносчики, работа которых требует затрат энергии АТФ.

Какова функция калий-натриевого насоса?

Наиболее изученная система - это калий – натриевый насос (Рис. 4). Концентрация ионов К⁺ внутри клетки выше, чем снаружи, а концентрация ионов Na⁺ в клетке меньше, чем снаружи. Клетка активно перекачивает К⁺ внутрь клетки, а Na⁺ наружу. На это уходит почти треть энергии клетки. Благодаря этому механизму поддерживается в рабочем состоянии мембрана (создается напряжение) и через нее возможен транспорт других веществ. В нервных клетках так проводится нервный импульс.

Что такое фагоцитоз, пиноцитоз?

^ Фагоцитоз (эндоцитоз)

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

плохо

не очень плохо

средне

хорошо

отлично

Ваша оценка этого документа будет первой.

Ваша оценка:

	«Цитология. Формы организации живого. Регенерация. Теория дифферонного строения тканей. Клетка. Ткань.		Это область медицины, которая изучает законы взаимодействия живого организма и яда
	Лекция №1. 13 11. «Введение в предмет. Научное определение жизни, свойства живого и уровни организации		Питание для любого живого организма это источник энергии, продуктов, участвующих в обмене веществ,
	Морфофиз-ая хар-ка: по строению отдельная клетка, по функциям целый организм. Единственная клетка		Лекция 17 тема: экология человека Человек составляет часть природы и живет, подчиняясь ее законам. В биологическом и физиологическом...
	Кровь – функциональная система организма, состоящая из костного мозга, периферической крови, селезенки,		Единица
	Единица измерения		Определение и распространение болезней пищеварительной системы В функционировании органов пищеварения большое значение имеют принципы единства организма и внешней...

Клетка – элементарная структурная и функциональная единица живого организма

Похожие: