§ 20. Строение клетки. Клеточная мембрана

Вопрос 1. Какими свойствами обладают молекулы липидов?

Липиды — органические соединения, основным компонентом которых являются жирные кислоты. В отличие от белков, углеводов, нуклеиновых кислот, липиды не являются полимерными молекулами, их не относят к макромолекулам. Свойства липидов зависят от спирта и насыщенности жирных кислот. Большинство липидов проявляют следующие свойства:

1. Липиды не растворимые в воде и полярных растворителях, т.к. не имеют в своем составе полярных групп. При появлении полярных групп в молекуле жира, например, в моно — и диглицеридах или фосфолипидах, они частично взаимодействуют с водой.

2. Хорошо растворяются в неполярных растворителях: эфирах, бензине, хлороформе и некоторых других.

3. Высшие жирные кислоты (ВЖК) входящие в состав липидов влияют на температуру плавления. С увеличением числа двойных связей в ВЖК снижается температура плавления липидов, поэтому все жиры, содержащие в своем составе только насыщенные ВЖК при комнатной температуре — твердые, а ненасыщенные ВЖК — жидкие, чем больше ненасыщенных жирных кислот, тем меньше температура плавления.

4. При растворении в некоторых растворителях жиры способны эмульгироваться, т.е. равномерно распределяться в растворе. Эмульсии — это вид дисперсной системы, которая состоит из двух несмешивающихся жидкостей, одна из которых в виде капелек диспергирована в массе другой (капельки жира в молоке).

5. Химические свойства липидов зависят от входящих в их состав кислот и спиртов, например, если присутствуют ненасыщенные жирные кислоты, то липиды могут подвергаться гидратированию, т.е. присоединению водорода (используют при получении маргарина).

Вопрос 2. Как называются основные структурные части клетки?

Основные структурные части клетки — плазматическая оболочка (мембрана) и заключенные в нее цитоплазма и ядро.

Вопрос 3. Существуют ли клетки, у которых наружная мембрана отсутствует?

У протист (инфузории, корненожки и др.) нет клеточной мембраны — но вместо нее у них есть пелликула — наружный более плотный слой эктоплазмы. Пелликула обладает прочностью и эластичностью, сохраняет постоянную форму тела.

Вопрос 4. Какое строение имеет мембрана клетки?

Основу любой биологической мембраны образует двойной слой молекул фосфолипидов, расположенных таким образом, чтобы их нерастворимые в воде (гидрофобные) части были обращены друг к другу и формировали внутренний слой мембраны. Толщина двойного фосфолипидного слоя (бислоя) всего 6— 10 нм. В двойной слой липидов встроено множество молекул белков, которые могут в нём перемещаться. Они выполняют целый ряд важных функций.

Вопрос 5. Какие функции выполняет наружная (цитоплазматическая) мембрана?

1) определяет и поддерживает форму клетки, отграничивает её внутреннее содержимое;

2) защищает клетку от механических воздействий и проникновения повреждающих биологических агентов;

3) регулирует обмен веществ между клеткой и окружающей средой, обеспечивая постоянство внутриклеточного состава;

4) осуществляет узнавание многих молекулярных сигналов (например, гормонов);

5) участвует в формировании межклеточных контактов и различного рода специфических структур (ресничек, жгутиков и др.).

6) рецепция, т. е. определение (ощущение) тех или иных внешних воздействий на клетку — например, воздействия различных полезных содержащихся в пище веществ, гормонов или каких — либо вредных агентов (чужеродных белков — антигенов).

Вопрос 6. Какие вещества, помимо липидов и белков, могут входить в состав внешней оболочки клетки? Какое они имеют значение?

У многих клеток в состав окружающей их оболочки, помимо плазматической мембраны, входят и другие структуры, придающие ей особые физиологические свойства. Например, у растительных клеток поверх мембраны находится состоящая из полисахарида целлюлозы, а также других веществ плотная и прочная клеточная стенка. Плотность клеточной стенке грибов придаёт хитин.

У животных с наружной стороны плазматической мембраны к молекулам образующих её липидов и белков присоединяются полисахариды, в результате чего образующиеся при этом молекулы гликолипидов и гликопротеинов формируют особый наружный слой животных клеток — гликокаликс.

Вопрос 7. Как могут проникать в клетку различные вещества?

Через контакт соседних клеток обеспечивается поступление в клетку необходимых ей веществ (плазмодесмы растительных клеток). Через такие контакты могут проходить только очень маленькие частицы, например анионы или катионы, а относительно крупные частицы попадают в клетку из внеклеточной среды посредством эндоцитоза: в процессе фагоцитоза (твёрдые частицы) или пиноцитоза (капельки жидкости).

Вопрос 8. Предложите схему, отражающую взаимосвязь компонентов мембраны клетки.

Вопрос 9. Из содержания параграфа вы узнали, что важнейшей структурой, обуславливающей существование клетки как структурной и функциональной единицы живого, является клеточная мембрана. Изучая в дальнейшем особенности строения клетки, обратите внимание на то, какие из органоидов имеют мембранное строение, а какие нет и почему.

Вопрос 10. Клеточная мембрана имеет одинаковое строение у всех живых существ на Земле, кроме архей. О чём может свидетельствовать этот факт?

Это свидетельствует об общности происхождения клеток, о их родстве. Также можно предположить, что у всех клеточных форм жизни был общий предок.