Подробное решение Параграф § 12 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Н.Д. Лисов, В.В. Шевердов, Г.Г. Гончаренко, М.Л. Дашков 2014
1. Можно ли увидеть плазмалемму в световой микроскоп? Каковы химический состав и строение цитоплазматической мембраны?
Толщина плазмалеммы достигает 10 нм, а такие величины в световой микроскоп рассмотреть нельзя. Основными компонентами мембраны являются липиды и белки. Липиды составляют около 40 % массы мембран. Среди них преобладают фосфолипиды. Молекулы фосфолипидов располагаются в виде двойного слоя (липидный бислой). Кроме липидов, в состав мембран входят белки двух типов: интегральные и периферические. Интегральные белки более или менее глубоко погружены в мембрану либо пронизывают ее насквозь. Периферические белки располагаются на внешней и внутренней поверхностях мембраны. На внешней поверхности цитоплазматической мембраны также могут располагаться молекулы олиго- и полисахаридов.
2. Что такое гликокаликс? Для каких клеток он характерен?
Гликокалис - надмембранный комплекс в клетках животных, который покрывает всю поверхность плазмалеммы.
3. Перечислите и поясните основные функции плазмалеммы.
Плазмалемма выполняет ряд функций, важнейшими из которых являются барьерная, рецепторная и транспортная.
Барьерная функция. Цитоплазматическая мембрана окружает клетку со всех сторон, играя роль барьера — преграды между сложно организованным внутриклеточным содержимым и внеклеточной средой.
Рецепторная функция. В цитоплазматическую мембрану встроены белки, способные в ответ на действие различных факторов внешней среды изменять свою пространственную структуру и таким образом передавать сигналы внутрь клетки.
Транспортная функция. Одной из основных функций плазмалеммы является обеспечение транспорта веществ как в клетку, так и из нее во внеклеточную среду. Выделяют несколько основных способов транспорта веществ через цитоплазматическую мембрану: простая диффузия, облегченная диффузия, активный транспорт и транспорт в мембранной упаковке.
4. Какими способами может осуществляться транспорт веществ через мембрану? В чем заключается принципиальное отличие пассивного транспорта от активного?
Выделяют несколько основных способов транспорта веществ через цитоплазматическую мембрану: простая диффузия, облегченная диффузия, активный транспорт и транспорт в мембранной упаковке.
При простой диффузии наблюдается самопроизвольное перемещение веществ через мембрану из области, где концентрация этих веществ выше, в область, где их концентрация ниже. Простая диффузия происходит относительно медленно. Для ускорения диффузного транспорта существуют мембранные белки-переносчики. Они избирательно связываются с тем или иным ионом или молекулой и переносят их через мембрану. Такой тип транспорта называется облегченной диффузией. Своеобразной и относительно хорошо изученной разновидностью мембранного транспорта является транспорт в мембранной упаковке. В зависимости от того, в каком направлении переносятся вещества (в клетку или из нее), различают два вида этого транспорта — эндоцитоз и экзоцитоз. Эндоцитоз — поглощение клеткой внешних частиц путем образования мембранных пузырьков. При эндоцитозе определенный участок плазмалеммы обволакивает внеклеточный материал и захватывает его, заключая в мембранную упаковку. Экзоцитоз - транспортировка веществ, заключенных в мембранную упаковку, из клетки во внешнюю среду.
Диффузия (простая и облегченная) — разновидности пассивного транспорта. Он характеризуется тем, что вещества транспортируются через мембрану без затрат энергии и только в том направлении, где наблюдается меньшая концентрация данных веществ. Активный транспорт — перенос веществ через мембрану из области низкой концентрации этих веществ в область более высокой с затратами энергии.
5. Чем отличаются процессы фагоцитоза и пиноцитоза? В чем проявляется сходство этих процессов?
Фагоцитоз - захват и поглощение твердых частиц, а пиноцитоз - поглощение жидкости. Оба эти пути являются разновидностями эндоцитоза.
6. Сравните различные типы транспорта веществ в клетку. Укажите черты их сходства и различия?
Вещества в клетку могут поступать путем простой и облегчённой диффузии без затрат энергии, в направлении, где наблюдается меньшая концентрация данных веществ. Простая диффузия и облегчённая диффузия – разновидности пассивного транспорта. Также вещества могут поступать путем эндоцитоза) — поглощение клеткой внешних частиц путем образования мембранных пузырьков. При эндоцитозе определенный участок плазмалеммы обволакивает внеклеточный материал и захватывает его, заключая в мембранную упаковку.
7. Какие функции не смогла бы выполнять цитоплазматическая мембрана, если бы в ее состав не входили белки? Ответ обоснуйте
При отсутствии в цитоплазматической мембране белков она не смогла бы выполнять рецепторную функцию. Так как именно они способны в ответ на действие различных факторов внешней среды изменять свою пространственную структуру и таким образом передавать сигналы внутрь клетки. Также не осуществлялся активный транспорт веществ через мембрану.
8. Некоторые вещества (например, диэтиловый эфир, хлороформ) проникают через биологические мембраны даже быстрее, чем вода, хотя их молекулы намного больше молекул воды. С чем это связано?
Эти вещества хорошо растворяются в липидах, поэтому их молекулы быстро проходят через биологические мембраны, которые состоят из липидов.