Строение клетки. Клеточная мембрана. Цитоплазма

Растительная и животная клетка

Клеточная мембрана
- наружная оболочка клеток.
Чтобы клетка представляла собой единую систему,
необходимо чтобы все её части – цитоплазма, ядро,
органоиды – удерживались вместе.
Для этого в процессе эволюции развилась

Функции мембраны не ограничиваются защитой органоидов и отделением одной клетки от другой.
Клеточная мембрана представляет собой сложнейший механизм, напрямую участвующий в размножении, регенерации, питании, дыхании и многих других важных функциях клетки

Термин «клеточная мембрана» используется уже около ста лет. «Мембрана» с латыни означает «пленка». Но в случае с клеточной мембраной правильнее будет говорить и совокупности двух пленок, соединенных между собой определенным образом, причем, разные стороны этих пленок обладают разными свойствами.

Клеточная мембрана - двухслойная липопротеиновая оболочка, отделяющая клетку от соседних клеток и окружающей среды. Для строения мембран характерна жидкостно-мозаичная модель.

Функции мембраны
Отделяет клеточное содержимое от внешней среды.
Регулирует обмен веществ между клеткой и средой.
Обеспечивает связи между клетками
Является местом прохождения биохимических реакций
Имеет рецепторные участки для распознавания внешних стимулов (рецепция)
Осуществляет транспорт веществ

Виды транспорта
Пассивный транспорт
Активный транспорт
Перемещение веществ, идущее без затрат энергии
Перемещение веществ, идущее с затратами энергии
Транспорт веществ через мембрану

Виды пассивного транспорта
Транспорт веществ через билипидный слой (простая диффузия) Диффузию воды через мембраны называют осмосом
Транспорт веществ через мембранные каналы
Транспорт веществ через специальные транспортные белки (облегченная диффузия)
Транспорт веществ через мембрану
О2, N2, CO2, этанол,
стероидные гормоны
Ионы,
аминокислоты,
сахара,
нуклеотиды
Са2+,
Na+,
K+,
C1−

Осмос
Несмотря на то, что молекулы воды полярны и не растворяются в жирах, они малы и быстро диффундируют через мембрану, проникая в случайные отверстия между липидами (1), сами по себе или прихватив 1-2 молекулы какого-либо водорастворимого соединения, диаметр которого меньше диаметра поры. Диффузия воды через мембрану называется осмосом.
1

Осмос
Если поместить клетку в гипертонический раствор с высокой концентрацией солей, то вода из клетки станет поступать в межклеточное пространство. Клетка сморщится, произойдет плазмолиз. В дистиллированной воде (гипотонический раствор) вода начнет поступать в клетку и за счет возрастающего давления сможет привести к разрыву плазмолеммы.

Плазмолиз в клетках кожицы чешуи лука
В гипертоническом растворе цитоплазма, окруженная плазмолеммой вначале отстает от клеточной стенки, а затем сморщивается и превращается в шарик.

Мембранный транспорт
Эти молекулы могут проходить без какого-либо взаимодействия с мембранными белками через поры до тех пор, пока будет сохраняться градиент концентрации.
Диффузия - транспорт веществ по градиенту концентрации. Диффузия, как и осмос, осуществляется без затрат энергии.
Простая диффузия характерна для небольших молекул (азот, бензол, мочевина, оксид азота, этиловый спирт, CO2, O2), а также гидрофобных – жирорастворимых - низкомолекулярных органических веществ, к которым относятся многие лекарства, этанол, глицерин, стероиды и тиреоидные гормоны.

Мембранный транспорт
Облегченная диффузия характерна для гидрофильных молекул (глюкоза, АМК, глицерин), заряженных ионов (Na+ , К+, Са 2+), которые переносятся через мембрану также по градиенту концентрации, но с помощью ионных каналов или специальных белков-переносчиков.
Эти белки могут работать как челноки, вращаясь в мембране, или образовывать транспортный канал.
Белки-переносчики называют пермеазами.

Виды активного транспорта
Натрий-калиевый насос
Экзоцитоз
перемещение веществ из клетки во внешнюю среду
Эндоцитоз
Фагоцитоз
Пиноцитоз
Транспорт веществ через мембрану
перемещение веществ из внешней среды в клетку

Активный транспорт - перенос молекул Na+ и K+, H+ из области с меньшей концентрацией в область с большей (против градиента концентраций) посредством специальных транспортных белков.
Процесс требует затраты энергии АТФ
Транспорт веществ через мембрану

Натрий-калиевый насос
Обмен осуществляется при помощи специальных белков, образующих в мембране так называемые каналы.
Транспорт веществ через мембрану

Натрий-калиевый насос — транспортный процесс, который выкачивает ионы натрия через мембрану клетки наружу и в то же время закачивает в клетку ионы калия. Этот насос отвечает за поддержание различной концентрации ионов натрия и калия по обе стороны мембраны, а также за наличие отрицательного электрического потенциала внутри клеток.
Транспортный белок
Na+-K+-АТФ-аза

Транспорт веществ через мембраны
Эндоцитоз
При эндоцитозе мембрана образует впячивания, которые затем трансформируются в пузырьки или вакуоли.
Процесс требует дополнительной энергии

Эндоцитоз
Пиноцитоз – процесс захвата и поглощения капелек жидкости. Пиноцитоз – один из основных механизмов проникновения веществ (макромолекул белков, липидов, гликопротеидов) в клетку.
Наиболее активный пиноцитоз наблюдается у амёб, в эпителиальных клетках кишечника и почечных канальцев, в эндотелии сосудов и растущих ооцитах.
Пиноцитоз по механизму напоминает фагоцитоз, но фагоцитоз широко распространен у животных, а пиноцитоз осуществляется как растительными, так и животными организмами. Клеточная стенка растений, бактерий и цианобактерий препятствует фагоцитозу.
Амёба фагоцитирует пищевую частицу

Транспорт веществ через плазматические мембраны
Экзоцитоз
Экзоцитоз – процесс, обратный эндоцитозу; из клеток выводятся непереварившиеся остатки твёрдых частиц и жидкий секрет.
Процесс требует дополнительной энергии

Клеточная стенка растительной клетки
Клеточная стенка растительной клетки располагается снаружи плазматической мембраны и состоит из целлюлозы
Клеточная стенка грибной клетки состоит из хитина
Клеточная стенка
Волокна
целлюлозы

Цитоплазма
Включает гиалоплазму - основное прозрачное вещество цитоплазмы, находящиеся в ней обязательные клеточные компоненты - органоиды (органеллы), а также различные непостоянные структуры- включения (в виде капель(жиры) и зёрен(белки и углеводы)).
Состав цитоплазмы включает в себя:
1. Вода примерно 80%;
2. Белок около 10%;
3. Липиды около 2%;
4. Органические соли около 1%;
5. Неорганические соли 1%;
6. РНК примерно 0,7%;
7. ДНК примерно 0,4%.

Функции цитоплазмы:
Наполняет внутриклеточное пространство;
связывает между собой все структурные элементы клетки;
транспортирует синтезированные вещества между органоидами и за пределы клетки;
устанавливает месторасположение органелл;
является средой для физико-химических реакций;
отвечает за клеточный тургор (внутриклеточное давление), постоянство внутренней среды клетки (гомеостаз).

Клеточный центр
Расположение возле ядра.
Строение
Состоит из двух центриолей, расположенных перпендикулярно друг к другу. Каждая центриоль представляет собой полый цилиндр, образованный девятью триплетами микротрубочек. Имеет ДНК и РНК.
Функции
Участвует в делении клетки, формирует цитоскелет, участвует в построении веретена деления во время митоза и мейоза.
Центриоли