Строение растительной клетки (лекция 1)

1.

Атабаева С.Д.
Лекция 1. Строение растительной клетки.
1. Особенности растительной клетки:
2. Строение биологических мембран.
3.Типы переноса веществ через мембраны

2.

Клетка – структурная единица как растительных,
так животных организмов.
Наука, изучающая клетки, называется
цитология.
По форме, строению и функциям клетки
чрезвычайно разнообразны, но все они имеют
общую структуру.
А вот форма, размеры, и особенности строения
клетки зависят от выполняемой органом
функции.
Впервые о существовании клеток сообщил в 1665
г. выдающийся английский физик, математик и
микроскопист Роберт Гук.

3.

Создание
микроскопа
В 1665 г. -
Роберт
Гук впервые увидел
и описал клетки, из
которых состоят
живые организмы.

4.

Невозможно точно
определить, кто
изобрел микроскоп.
Одни считают, что
голландский мастер
очков Ханс Янсен и
его сын Захарий
Янсен изобрели
первый микроскоп в
1590 г.

5.

Другие уверены, что
изобретателем
микроскопа был
Галилео Галилей.
Он разработал свой
микроскоп в 1609 г.

6.

Удивительным и
непохожим на эти
изобретения был
микроскоп Антонии
Левенгука, с
помощью которого
он в 1681 г. смог
разглядеть мир
простейших
организмов в капле
воды.

7.

После открытия Гука клетки
обнаруживали под
микроскопом у
всевозможных видов
животных и растений.
И все они имели общий
план строения.
Но в световой микроскоп
можно было увидеть лишь
цитоплазму и ядро.
Появление электронного
микроскопа позволило
ученым не только увидеть
другие, но и рассмотреть их
ультраструктуру.

8.

Клетка была открыта
Робертом Гуком (R.
Hooke) в 1665 г., он же
ввел сам термин
"клетка" ("cellula"). О
Обобщение основных
представлений о
клеточном строении
живых организмов,
известное как клеточная
теория, было
сформулировано
лишь в 1838-1839 гг. М.
Шлейденом (M.J.
Schleiden) и Т.Шванном
(T. Schwann).

9.

Атабаева С.Д.
1.
Особенности растительной клетки
Роберт Гук - 1665 г. - впервые ввел термин
«клетка» (от греч. «cytos» - клетка «сellula» полость) при описании строения пробки,
изученного с помощью усовершенствованного
им микроскопа.
М. Я. Шлейден и Т. Шванн - 1839 г. клеточная теория, получила признание
универсальность клеточного строения всего
живого.

10.

Клетка была открыта английским
микроскопистом Р. Гуком в 1665 году.
Клетка – предмет изучения
цитологии.
Величина ее от 0,2-0,5 мкм
Форма клеток также различна.
Клетка - центр хранения генетической
информации.

11.

Клетка
(cellula)
–
микроскопическое
образование,
элементарная
живая
система, основная структурная единица
организма,
способная
к
самовоспроизведению, саморегуляции и
самовозобновлению.
Проявление свойств жизни, таких, как
воспроизведение (размножение), обмен
веществ
и
др.
осуществляется
на
клеточном уровне и протекает при
непосредственном участии белков —
основных элементов клеточных структур.

12.

Современная клеточная теория
включает следующие положения:
Клетка - основная единица строения и развития всех
живых организмов, наименьшая единица живого;
Клетки разных организмов сходны (гомологичны) по
своему строению, химическому составу, основным
проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ;
Размножение клеток осуществляется только путем
деления (клетка от клетки);
В сложных многоклеточных организмах
специализированы и образуют ткани;
клетки
они тесно связаны между собой и включены в единую
систему регуляции.

13.

Атабаева С.Д.
Клетка – основная структурная и
функциональная единица жизни, ограниченная
полупроницаемой мембраной и способная к
самовоспроизведению.
Прокариоты – клетки не имеют оформленного
ядра, эукариоты обязательно содержат ядро.

14.

Функции клеток.
Атабаева С.Д.
Самовоспроизведение
Использование и превращение энергии
Синтез больших и сложных молекул
Клетка является результатом
длительной эволюции и характеризуется
внутренней упорядоченностью своей
структуры.

15.

Растительная клетка содержит
Атабаева С.Д.
Ядро с одним или несколькими ядрышками
Митохондрии
Аппарат Гольджи
Эндоплазматический ретикулум
Микротела
Рибосомы и полирибосомы
Компоненты цитоскелета — микротрубочки и
микрофиламенты.

16.

Протопласт :
Атабаева С.Д.
Ядро с ядрышком,
Цитоплазма
Мембранные
(вакуоль, пластиды,
митохондрии, аппарат Гольджи, лизосомы,
эндоплазматический ретикулум) органеллы
Немембранные (микротрубочки, рибосомы)
органелл.ы
Все органеллы погружены в матрикс
цитоплазмы - гиалоплазму или основную
плазму.

17.

18.

Атабаева С.Д.
Особенности растительной клетки:
1. Пластидная система, возникающая
в связи с автотрофным способом
питания.
2. Полисахаридная клеточная стенка,
окружающая клетку
3. Центральная вакуоль в зрелых
клетках, играющая важную роль в
поддержании тургора
4. У делящейся
клетки нет центриолей.

19.

Особенности растительной клетки:
Атабаева С.Д.
Пластидная система, возникающая
в связи с автотрофным способом
питания
Полисахаридная клеточная стенка,
окружающая клетку
Центральная вакуоль в зрелых клетках, играющая
важную роль в поддержании тургора
У делящейся клетки нет центриолей

20.

21.

22.

23.

24.

Основные части клетки – ядро, цитоплазма
с органоидами и клеточная мембрана.

25.

26.

Клеточная мембрана ограничивает
живое содержимое
окружающей среды.
Важнейшее
клеток
от
свойство
ее
избирательная проницаемость, т.
е. через нее в клетку свободно
могут попадать лишь некоторые
вещества.
За счет этого свойства мембрана
регулирует поступление веществ в
клетку и обмен с внешней средой.

27.

28.

Каждая клетка представляет собой сложную
систему, содержащую ядро и
цитоплазму с включенными в нее
органеллами.
Внутри клетки располагается ядро (nucleus),
которое хранит генетическую информацию и
участвует в синтезе белка.
Регуляторным центром клетки служит ядро.
Оно отделено от цитоплазмы двойной ядерной оболочкой.
Внутри ядро заполнено ядерным соком, в котором находятся хромосомы
Хромосомы содержат гены, определяющие
наследственность организма.

29.

В ядре так же можно увидеть одно или
несколько ядрышек. В них происходит
формирование рибосом.
Ядро регулирует все процессы жизнеде-
ятельности клетки, обеспечивает передачу и хранение наследственной информации.
Обычно ядро круглое или овоидное.

30.

Ядро
покрыто
ядерной
оболочкой,
представленной наружной и внутренней
ядерными мембранами, между которыми
находится
узкое
перинуклеарное
пространство.
Заполнено
ядро
нуклеоплазмой,
в
которой содержатся ядрышко (одно или
два) хроматин в виде плотных зернышек
или лентовидных структур.
ЯДРО - обеспечивает важнейшие
метаболические и генетические функции
клетки.
Лишенная ядра клетка быстро погибает.

31.

Ядро может быть шаровидным, овальным,
лопастным, линзовидным и т.д.
Размер, форма и структура ядер
изменяются в зависимости от
функционального состояния клеток, быстро
реагируя на изменение внешних условий.
Ядро обычно перемещается по клетке
пассивно с током окружающей его
цитоплазмы, но иногда оно способно
самостоятельно передвигаться, совершая
движения амебоидного типа.

32.

Ядро окружено цитоплазмой (cytoplasma).
Цитоплазма - жидкая плазма, состоящая в основном из
воды.
В состав цитоплазмы входят:
- гиалоплазма,
- органеллы
- включения.
Гиалоплазма – основное вещество цитоплазмы.
Это
сложное
бесструктурное
полужидкое,
полупрозрачное (от греч. hyalos — стекло) образование;
содержит полисахариды, белки, нуклеиновые кислоты.
Участвует в обменных процессах клетки.

33.

Цитоплазма – внутреннее содержимое клетки
Она пронизана
густой сетью белковых
волокон, составляющих цитоскелет, содержит
органоиды и мембраннную вакуолярную
систему.
ЦИТОЗОЛЬ - это своеобразная коллоидная
система с упорядоченной
субмикроскопической структурой.
Цитозоль содержит :
- 75 - 80% воды,
- 10 - 12% белков и аминокислот,
- 4 - 6% углеводов,
- 2 - 3% липидов и 1% неорганических и других
веществ.

34.

Все эти вещества образуют полужидкую
слизистую
бесцветную
массу,
не
смешивающуюся с водой. Она занимает
в среднем около 54% общего объема
типичной клетки .
Цитозоль
существенно неоднороден:
например, цитозоль непосредственно
окружающий аппарат Гольджи, не
идентичен цитозолю, контактирующему
с клеточным ядром.

35.

ОРГАНОИДЫ цитоплазмы являются обязательными
структурными элементами эукариотической клетки:
при их отсутствии клетка теряет способность к
дальнейшему существованию.
Цитоплазма – это жидкое содержимое клетки с
находящими в ней органоидами.
Основное вещество цитоплазмы – вода.
Цитоплазма живых клеток находится в постоянно в
движении, что обеспечивает взаимосвязь всех
органоидов и доступ к ним различных веществ.

36.

37.

38.

- Митохондрии – энергетические органы
клетки,
участвуют
в
процессах
окисления,
фосфорилирования.
Имеют овоидную форму и покрыты
двуслойной
митохондриальной
мембраной,
которая
образует
впячивания внутрь в виде гребенок.
Митохондрии
поглощают
из
цитоплазмы органические вещества и
кислород, а выделяют в цитоплазму углекислый газ - конечный продукт
распада
углеродного
"скелета"
органических соединений - и АТФ.

39.

В связи с их функцией митохондрии называют
"энергетическими станциями" клетки.
Они есть у всех эукариотических клеток как
автотрофных (у фотосинтезирующих
растений), так и гетеротрофных (у животных и
грибов
В процессе дыхания
в них происходит
окончателное окисление органических
веществ кислородом воздуха.
Выделившаяся в этом процессе энерягия
запасается в образующихся молекулах АТФ,
которые способны при распаде отдавать свою
энергию туда, где она нужна.

40.

41.

42.

43.

44.

45.

Эндоплазматическая сеть – система
многочисленных канальцев и цистерн,
которые
пронизывают
всю
цитоплазму, представлена в виде
гладкой
и
зернистой
эндоплазматических сетей.
Гладкая ЭНДС образована мелкими
цистернами
и
трубочками,
участвующими в обмене липидов и
полисахаридов.
Гранулярная сеть состоит из цистерн,
трубочек,
на стенках которых
прилежат рибосомы, участвует в
синтезе белка. –
ЭНДС разделяет клетку на отсеки,

46.

47.

48.

49.

50.

Аппарат Гольджи
Мембранная структура клетчатой системы. Предназначена
для правильного и быстрого выведения веществ, которые
проходят
процесс
синтеза
в
эндоплазматическом
ретикулуме, состоит из нескольких мембран, канальцев и
пузырьков,
участвует
в
процессе
выделения
и
формирования мембранных структур клеток
Название - в честь итальянского учёного Камилло Гольджи,
в 1898 г. обнаружил данное строение в клеточной системе.
Функция - упаковка белков в пузырьки до секреции и,
следовательно, играет ключевую роль в секреторном пути.

51.

Когда белки выходят из эндоплазматического
ретикулума, они попадают в систему для дальнейшей
обработки - углеводы добавляются к некоторым
белкам, а затем эти гликопротеины перемещаются из
Гольджи в остальную часть клетки. И они делают это
внутри других пузырьков.
Эти пузырьки сделаны из сети Гольджи.
Одна из функций - создавать новые пузырьки из
существующей мембраны Гольджи и помещать в эти
пузырьки гликопротеины и другие вещества, которые
образуются в сети Гольджи.
Пузырьки,
заполненные
продуктами
Гольджи,
перемещаются к остальной части клетки, обычно
через клетку к плазматической мембране, которая
является их конечным местом назначения.

52.

53.

РИБОСОМЫ - плотные сферические или
грибовидные гранулы.
Рибосомы являются немембранными
надмолекулярными
структурами,
служащими
исключительно
для
осуществления синтеза полипептидных
цепей.
Существует
два
типа
рибосом
прокариотического и эукариотического
типа. Оба типа рибосом устроены
похоже, состоят из РНК (~ 65%) и белка
(~ 35%), но различаются размерами.

54.

Каждая рибосома состоит из двух субчастиц
неравного размера и может диссоциировать
на субчастицы и вновь собираться, так что в
клетке постоянно существует динамическое
равновесие между диссоциированными и
ассоциированными рибосомами.
РНК,
входящая
в
состав
рибосом,
называется рибосомальной РНК (рРНК) и
выполняет роль каркаса, на котором в строго
определенном порядке крепятся белковые
компоненты рибосомы.

55.

56.

Рибосомы прокариотического типа
имеют средние размеры 21&29 нм,
массу ~2,8 млн.
Рибосомы прокариотического типа
всегда присутствуют внутри
митохондрий и пластид
эукариотической клетки, тогда как в
цитоплазме той же клетки находятся
рибосомы эукариотического типа.

57.

Лизосома- мембранный
пузырек, заполненный
пищеварительными
ферментами, которые
расщепляют
поступающие в клетки
органические вещества
(белки, жиры и
углеводы).
Лизосомы производятся
комплексом Гольджи

58.

9. Химический состав клетки
Клетки состоят из неорганических и органических
веществ.
Неорганические вещества - вода и минеральные
вещества.
Вода - катализатор (ускорителем) многих реакций и
среда, где протекают все химические процсссы.
Водные растворы веществ образуют внутреннюю
среду клетки.

59.

Минеральные вещества присутствуют в клетках в виде
ионов или твердых нерастворимых солей.
Они создают кислую или щелочную реакцию среды в
клетках, входят в состав некоторых структур и влияют на
протекание в клетках и в организме различных
процессов.
Основную массу органических веществ составляют
четыре класса химических соединений:
-липиды,
- углеводы,
-белки и
- нуклеиновые кислоты.

60.

Основная функция жиров и углеводов - – энергетическая, так они
являются источником энергии для клеток.
Не менее значимы и их строительная и запасающая функции. Но
первое место среди органических веществ по разнообразию функций
занимают белки.
Они выполняют ферментативную функцию – ускоряют химические
реакции в организме.
Следующая важная функция белков – строительная.
Двигательная функция связана с сократительными белками, которые
входят в состав мышечных волокон.
Белки выполняют и защитную функцию.
Они образуют антитела, защищающие организм от болезнетворных
бактерий и вирусов.
Регуляторные белки - это гормоны, регулирующие обмен веществ в
организме.
Нуклеиновые кислоты занимают отдельное место средиорганических
веществ клетки.
Они отвечают за хранение и передачу наследственной информации.
В них закодирована информация о структуре всех белков организма.

61.

Особенности растительной клетки:
Атабаева С.Д.
Пластидная система, возникающая в связи
с автотрофным способом питания
Полисахаридная клеточная стенка,
окружающая клетку
Центральная вакуоль в зрелых клетках, играющая
важную роль в поддержании тургора
У делящейся клетки нет центриолей

62.

Атабаева С.Д.

63.

Схема строения растительной клетки

64.

Функции клеточной стенки:
Атабаева С.Д.
Обеспечение механической прочности и опоры.
В некоторых тканях прочность усиливается благодаря
интенсивной
лигнификации
клеточных
стенок
(небольшое количество лигнина присутствует во всех
клеточных стенках).
Тургесцентность, благодаря относительной жесткости
клеточных стенок и сопротивление растяжению, когда
в них осмотическим путем поступает вода.
Это усиливает опорную функцию во всех растениях и
служит
единственным
источником
опоры
для
травянистых растений и для таких органов, как листья,
т. е. там, где отсутствует вторичный рост.

65.

Предохранение
клетки
гипотонической среде.
Ориентация
от
Атабаева С.Д.
разрыва
в
целлюлозных
микрофибрилл ограничивает в известной
мере и регулирует рост, форму клеток,
так
как
от
расположения
этих
микрофирилл
зависит
способность
клеток к растяжению.

66.

Апопласт
- система связанных друг с
другом
клеточных
стенок
служит
главным
путем,
по
которому
передвигаются вода и минеральные
вещества.
Плазмодесмы
- цитоплазматические
тяжи, связывают живое содержимое
отдельных клеток — объединяют все
протопласты в единую систему, в так
называемый симпласт

67.

Атабаева С.Д.
тонопласт

68.

Кутикула
- особая пленка, покрывающая
наружные клеточные стенки эпидермальных
клеток, состоит из воскообразного вещества
кутина, снижает потери воды и уменьшает
риск
проникновения
в
растение
болезнетворных организмов.
В
пробковой ткани клеточные стенки по
завершении вторичного роста пропитываются
суберином, выполняющим сходную функцию.

69.

Клеточные стенки сосудов ксилемы,
трахеид и ситовидных трубок (с
ситовидными
пластинками)
приспособлены
для
дальнего
транспорта веществ по растению.
Стенки
клеток эндодермы корня
пропитаны суберином и поэтому
служат барьером на пути движения
воды

70.

71.

72.

Атабаева С.Д.

73.

74.

Вакуолярная система.
Вакуоль - наполненный жидкостью мембранный
мешок, стенка которого состоит из одинарной
мембраны. Зрелые клетки имеют одну большую
центральную вакуоль.
Тонопласт - мембрана вакуоли.
Клеточный
сок - жидкость, заполняющая
центральную вакуоль, это концентрированный
раствор, содержащий минеральные соли,
сахара,
органические
кислоты,
кислород,
диоксид углерода, пигменты и некоторые
отходы жизнедеятельности или «вторичные»
продукты метаболизма.

75.

Функции вакуолей:
Вода обычно поступает в концентрированный
клеточный сок путем осмоса через избирательно
проницаемый тонопласт.
В результате в клетке развивается тургорное
давление и цитоплазма прижимается к клеточной
стенке.
Осмотическое поглощение воды играет важную роль
при растяжении клеток во время их роста, а также в
общем водном режиме растения.
Содержат пигменты - антоцианы.
Эти пигменты определяют окраску цветков
(например, у роз, фиалок и георгинов), а также
окраску плодов, почек и листьев.

76.

Содержат
гидролитические ферменты, и
тогда при жизни клетки вакуоли действуют
как лизосомы.
После гибели клетки тонопласт, как и все
другие мембраны, теряет свою
избирательную проницаемость, и
ферменты высвобождаются из вакуолей,
вызывая автолиз.
Накопление:
- отходов жизнедеятельности и некоторых
вторичных продуктов его метаболизма
( кристаллы оксалата кальция), алкалоиды.

77.

Роль
вторичных продуктов не всегда ясна.
Возможно, что они, подобно таннинам с их
вяжущим вкусом, отталкивают травоядных
животных,
т.е.
выполняют
защитную
функцию.
- латекса (млечный сок растений), обычно в
виде
молочно-белой
эмульсии,
такой,
например, как млечный сок одуванчика.
В
млечном
соке
бразильской
гевеи
содержатся
ферменты
и
соединения,
необходимые для синтеза каучука, а в
млечном
соке
мака
снотворного
—
алкалоиды.
- запасных питательных веществ, при
необходимости используемых цитоплазмой,
среди них - сахароза, минеральные соли.

78.

Хлоропласты (пластиды) – двумембранные
органоиды.
Митохондрии
и
пластиды
–
это
полуавтономные органоиды, способные
реализовать
собственную
генетическую
информацию,
содержат
свою
внехромосомную ДНК, все необходимые
виды РНК и рибосомы, могут синтезировать
собственные
белки.

79.

Митохондрии
пластиды
кольцевую
внеядерную
цитоплазматическую
Молекула
и
содержат
ДНКДНК,
ДНК полуавтономных органоидов
сходна с ДНК бактерий, в отличие от
хромосом ядра ДНК митохондрий и пластид
имеет форму кольца и не связана с белками
(гистонами).

80.

Виды пластид. Существуют три вида пластид.
Бесцветные
лейкопласты
накапливают
крахмал или иные вещества.
Они часто содержатся в клубнях, семенах,
сердцевине стеблей.
Хромопласты
бывают разных ярких цветов:
желтого, красного, оранжевого.
Они содержат пигмент – каротин (морковь,
персики, томаты, тыква).
Также этот вид пластид привлекает насекомых,
окрашивая в соответствующие цвета лепестки
роз, подсолнечника, тюльпанов и т. д.

81.

Хлоропласты
–
основная
функция
осуществление процесса фотосинтеза.
–
По
общему плану строения все пластиды
сходны
между
собой.
Имеют две мембраны.
Наружная мембрана хлоропласта гладкая.
Она
ограничивает
хлоропласт
от
окружающей его цитоплазмы.
Именно
непроницаемость
наружной
мембраны для электронов хлорофилла
делает фотосинтез возможным.

82.

83.

Любая наружная мембрана, она осуществляет
избирательную проницаемость и обмен веществ
между хлоропластом и «окружающей средой»
Внутренняя мембрана – важнейшая часть
хлоропласта, в которой протекают реакции
взаимодействия света с хлорофиллом.
Именно тут энергия света переходит в
химическую энергию АТФ.
Молекулы
хлорофилла
и
других
вспомогательных пигментов закрепляются на
внутренней мембране хлоропласта.

84.

Внутренняя мембрана уже не гладкая, она
образует впячивающиеся внутрь складки,
называемые тилакоидами.
Тилакоиды
образуют
«стопочки»
из
мембраны,
погруженные
внутрь
хлоропласта,
которые
называют
тилакоидами
гран,
или
просто гранами.
Между этими «стопочками» есть одиночные
мембранные
перетяжки,
переходы
тилакоиды стромы, или ламеллы.
–

85.

Строма
–
это
жидкость
внутри
хлоропласта.
В ней плавают кольцевая ДНК, разные
виды РНК и рибосомы. Именно они
синтезируют
все
ферменты,
осуществляющие жизненные процессы
самого хлоропласта и химические
реакции фотосинтеза.

86.

87.

Клеточная, или плазматическая мембрана
(плазмалемма) и внутриклеточные мембраны
составляют основу ультраструктуры клеток
эукариот.
Функции плазмалеммы, общие для
плазматических мембран.
Контроль поглощения и секреции веществ.
Запасание и использование энергии.
Размещение и обеспечение работы
ферментов.
Рецепторные функции.
Сигнальная функция.

88.

Строение биологических мембран.
Модель Давсон и Даниелли (Davson, Danielli) - 1935 г. - в
клеточных мембранах липидный бислой, заключенный
между двумя слоями белка.
Робертсон - 1959 г. - гипотеза о строении
элементарной мембраны», в которой он
постулировал структуру, общую для всех
биологических мембран:
а) все мембраны имеют толщину около 6—10
нм.
б)
в электронном микроскопе все они
представляются трехслойными;
в) трехслойный вид мембран есть результат
взаимного расположения белков и полярных
липидов, которое предусматривала модель
Давсона и Даниелли, - центральный липидный
бислой заключен между двумя слоями белка.

89.

Атабаева С.Д.

90.

Сингер и Николсон (Singer, Nicolson) - 1972 г.
Жидкостно-мозаичная
гипотеза - основу
мембраны
составляет
двойной
слой
фосфолипидов с некоторым количеством
других липидов (галактолипидов, стеринов,
жирных кислот и др.), причем липиды
повернуты
друг
к
другу
своими
гидрофобными концами.

91.

Атабаева С.Д.

92.

Общая характеристика клеточных мембран
• Толщина мембран составляет 5—10 им;
например, толщина плазматической мембраны
равна 7,5 нм.
• Мембраны — это липопротеиновые структуры
(липид + белок).
•К некоторым липидным и белковым молекулам
на внешних поверхностях присоединены
углеводные компоненты (гликозильные группы).
• Обычно на долю углевода в мембране
приходится от 2 до 10%.

93.

Липиды спонтанно образуют бислой, их молекулы имеют
полярные головы и неполярные хвосты.
Мембранные белки выполняют разнообразные функции.
• Гликозильные
распознавания.
группы
связаны
с
механизмом
• Две стороны мембраны могут отличаться одна от другой
и по составу, и по свойствам.
• Мембранные липиды и белки быстро диффундируют в
латеральном направлении (в плоскости мембраны), если
только они как-нибудь не закреплены или не ограничены
в своем передвижении.

94.

Ненасыщенные
жирные
кислоты
полярных
липидов
обеспечивают
несколько
разрыхленное
(жидкое)
состояние бислоя при физиологических
температурах. Этому же способствуют и
стерины.
Биологические мембраны уже по составу
липидов построены асимметрично, так
как две их стороны — наружная и
внутренняя — обращены в качественно
разные гидрофильные среды.
В
наружном
слое
плазмалеммы
содержится
больше
стеринов
и
гликолипидов.

95.

У фосфолипидов (соединений, содержащих
фосфатную группу) молекулы состоят из
полярной головы и двух неполярных
хвостов.
Если по поверхности воды распределяется
тонкий
слой
каких-нибудь
полярных
липидов, например фосфолипидов, то их
молекулы ориентируются таким образом,
чтобы образовать один мономолекулярный
слой, или монослой.
Неполярные гидрофобные хвосты молекул
торчат при этом из воды, а полярные
гидрофильные
головы
лежат
на
ее
поверхности.

96.

Атабаева С.Д.

97.

. Транспорт через плазматическую мембрану
Значение транспорта веществ через мембраны:
Обеспечение поддержания в клетке
соответствующего рН и надлежащей
ионной концентрации, необходимых для
эффективной работы клеточных
ферментов;
Доставка питательных веществ,
которые служат источником энергии, а
также «сырьем» для образования
клеточных компонентов;

98.

Выведение из клетки токсичных
отходов,
Секреция различных полезных
веществ
Создание ионных градиентов,
необходимых для различных
процессов.
Атабаева С.Д.

99.

Существует
четыре
основных
механизма для поступления веществ
в клетку или выхода их из клетки
наружу:
Диффузия
Осмос
(диффузия
пассивный
характер
воды
полупроницаемую мембрану)
через

100.

Активный транспорт.
Активные
процессы,
связанные с
потреблением
энергии

101.

Пассивный транспорт осуществляется:
а) через фосфолипидную фазу, если
вещество растворимо в липидах,
б) по промежуткам между липидами, если
такие промежутки появляются,
в) с помощью липопротеиновых
переносчиков,

102.

) по специализированным каналам,
образованным липопротеиновыми
комплексами - натриевые, калиевые и другие
каналы.
г
Сахара, аминокислот и некоторые другие
субстраты могут переноситься специальными
переносчиками в симпорте - т. е. совместно и в
ту же сторону- с ионами Н+ (у бактерий,
грибов и растений) или с Nа+(у животных),
причем основной движущей силой в этом
случае является градиент ионов, а не
субстрата.

103.

Атабаева С.Д.

104.

Модификацией
этого механизма является так
называемая облегченная диффузия, при
которой веществу помогает пройти через
мембрану
какая-либо
специфическая
молекула.
У этой молекулы может быть особый канал,
пропускающий
вещества
только
одного
определенного типа.
Каналы
— это трансмембранные
которые действуют как поры.
Иногда
их
фильтрами.
называют
белки,
селективными

105.

Транспорт через каналы, как правило, пассивный.
Специфичность
транспортируемого
вещества
определяется свойствами поверхности поры.
Как правило, через каналы передвигаются ионы.
Однако каналы открыты не всегда.
Имеется механизм «ворот», который под влиянием
внешнего сигнала открывает или закрывает канал
Долгое время представлялась труднообъяснимой
высокая проницаемость мембраны (10 мкм/с) для воды
— вещества полярного и нерастворимого в липидах.
В
настоящее
время
открыты
интегральные
мембранные белки, представляющие канал через
мембрану для проникновения воды — аквапорины.

106.

Переносчики
способные
веществом.
— это специфические белки,
связываться с переносимым
Транспорт
с помощью переносчиков может
быть активным и пассивным.
В последнем случае такой транспорт идет по
направлению электрохимического потенциала
и не требует затрат энергии. Этот тип переноса
называется облегченной диффузией.
Благодаря переносчикам он идет с большей
скоростью, чем обычная диффузия.

107.

Активный
транспорт - это сопряженный с
потреблением энергии перенос молекул или
ионов
через
мембрану
против
электрохимического градиента.
Для
ионов
направление
определяется двумя факторами:
- концентрация,
- электрический заряд.
Ионы
диффузии
обычно диффундируют из области с
высокой их концентрацией в область с низкой
концентрацией.
Активный
транспорт,
осуществляется
транспортными АТРазами с использованием
энергии АТР. Известны К, Nа -АТРаза, Н-АТРаза,
Са2-АТРаза,
анионная
АТРаза.
Активный
транспорт ионов Н может поддерживаться
за
Атабаева и
С.Д.

108.

Активный
транспорт,
осуществляется
транспортными АТФ-азами с использованием
энергии АТФ.
Известны
К+, Nа+-АТФаза,
АТФаза, анионная АТРаза.
Активный
Н+-АТФаза,
Са2+-
транспорт
ионов
Н+
может
поддерживаться и за счет энергии АТФ и НАДН,
или
других
окисляющихся
соединений
участками редокс-цепи.

109.

Атабаева С.Д.

110.

Атабаева С.Д.

111.

При активации Н-помпы мембранный
электрохимический потенциал ионов Н+
(∆ Ψ Н+ )
возрастает и это возрастание
включает увеличение его электрического
(∆μ Н+) и химического потенциала (∆рН)
∆ Ψ Н+
=
∆μ Н+ + ∆рН
Атабаева С.Д.

112.

Атабаева С.Д.
Пассивный транспорт
Диффузия
Через поры,
липофильный
перенос
Осмос
Активный транспорт
Транспорт
через насосы
Облегченная
диффузия
С помощью
переносчиков
( сахара в симпорте
с ионами Н+ через каналы)
Осн. движ. сила –
градиент ионов,
а не переносчиков
К+-АТФаза
К, Na --АТФаза
Электронейтральные
(перенос иона того
же знака в
противопол.напр.
К+- Cl-)
Электрогенные
(только в одном
напр., накапл.
заряды
на одной стороне,
К-Na-насос
2К+-3Na+)

113.

Натрий-калиевый насос
Атабаева С.Д.

114.

Насос
— это особый белок, локализующийся в
мембране таким образом, что он пронизывает всю
ее толщу.
С внутренней стороны мембраны к нему поступают
натрий и АТФ, а с наружной - калий.
Перенос
натрия и калия через мембрану
совершается в результате конформационных
изменений, которые претерпевает этот белок.
Освобождаемая
при распаде энергия используется
для изменения конфигурации самой АТФазы,
благодаря чему участок фермента, связывающий
Na, поварачивается и оказывается по другую
сторону мембраны.

115.

На
внешней стороне мембраны происходит
реакция ионного обмена Na на K и обратный
поворот ферментного комплекса.
Возвращение
фермента
в
исходное
положение сопровождается освобождением
ионов калия и неорганического фосфата.
В этом случае осуществляет гидролиз АТФ и
использует выделяющуюся энергию для
переносов ионов, непосредственно являясь
переносчиком.
Поэтому такой тип транспорта называется
первично-активный.

116.

Атабава С.Д.

117.

Вторично-активный транспорт - переносчиками
являются специальные белки, а энергия АТФ,
высвобождаемая с помощью АТФазы, затрачивается
на их перемещение в мембране.
Благодаря Н+-АТФазе происходит выход протонов из
клетки и на мембране возникает разность эл/хим.
потенциалов (∆μН+).
Это и используется для транспорта других ионов (в-в)
при участии переносчиков.
Атабаева С.Д.

118.

Так
как
первично-активный
транспорт Н+ против градиента
эл/хим потенциала опосредует
транспорт другого иона по
градиенту
эл/химического
потенциала, поэтому такой тип
транспорта
называют
вторично-активным.
Атабаева С.Д.

119.

Атабаева С.Д.

120.

Атабаева С.Д.

121.

1 Кто ввел термин «клетка»?
1.Т. Шван
2.Р. Гук
3.Я. Пуркинье
4.М. Шлейден
5П. Горянинов
2. Что такое плазмодесма?
1. Срединная пластинка,
образующаяся при делении
2. Межклеточное пространство
3. Структура, соединяющая
цитоплазмы клеток
4. Клеточная стенка
5. Клеточная органелла
3. Как называется внутренняя
структура хлоропластов?
1. грана
2. матрикс
3. криста
4. микрофибрилла
5. жгут
4 Пассивный перенос через мебрану
осуществляется...
1. против электрохимического
градиента
2. Против градиента осмотического
давления
3. С помощью метаболической
энергии
4. по электрохимическому градиенту
5. через мембранный потенциал
5 Активный перенос через мебрану
осуществляется...
1. Не затрачивая энергию
2. С помощью энергии АТФ
3. По градиенту концентрации
4. По электрохимическому градиенту
5. По осмотическому градиенту