Predarea de ajutor pentru studenții de la departamentul de corespondență al Facultății de Ecologie și Biologie -

Subiect 1. FUNDAMENTELE fiziologiei CELL

activitatea celulară se realizează în mod continuu în timpul reacțiilor chimice, dintre care totalitatea constituie metabolismul.
^

1.1. Livrarea de substanțe în celulă

Pentru a efectua metabolice necesită o mișcare continuă în interiorul cușca lor și între cușcă și mediul înconjurător. Mișcarea substanțelor asociate cu membranele celulei biruitori limitare și organite celulare. Studiul mecanismelor de mișcare și a problemei permeabilitatea celulei.

Pătrunderea substanțelor în celulă prin peretele celular și membrana citoplasmatică. În acest caz, pătrund numai în celulă, unii compuși, în anumite raporturi. Prin urmare, celula nu este o structură impenetrabilă, dar nu este, și complet permeabil. Celula are o permeabilitate selectivă - o proprietate pentru a trece o altă substanță și de întârziere.

Prin peretele celular la membrana plasmatică trece cu ușurință toate substanțele dizolvate. Ei se mișcă prin canalele porilor și așa-numitul „spațiu liber“ disponibil pentru difuzia ionilor și moleculelor. Materialul peretelui celular absoarbe și le concentrează pe suprafață, creând o sursă de ioni în celulă. proprietatea Selectivitatea ca citoplasmă celulei legat care trece prin ea însăși și apă și soluți, dar la viteze diferite. Un număr de substanțe nu trece. În consecință, citoplasmă și are o permeabilitate selectivă este în principal asociat cu membrana bordurii sale - membrana plasmatică și tonoplast. permeabilitatea selectivă este una dintre proprietățile specifice ale materiei vii, care au apărut și au fost fixate în cursul evoluției.

Modalități de absorbție și eliberarea de substanțe într-o celulă sunt diferite pentru substanțe diferite. Poate că primirea pasivă din care se realizează datorită difuziei și osmoza, și activă. ceea ce se întâmplă cu costuri de energie, ca urmare a sistemelor de transfer enzimatice sau pinocitoză.

* Substanțe de intrare pasive

Particulele toate substanțele posedă energia cinetică și sunt în mișcare continuă. Viteza de deplasare este diferită: molecula de cele mai multe gaz mobil, cel mai puțin - moleculele de solide, capabile doar să oscileze în jurul unui anumit punct. Moleculele lichide muta relativ liber. Omogeni Moleculele soluție de coliziune în timpul mișcării lor haotice apare peste tot la fel de multe ori in medie, astfel încât distribuția lor este uniformă. În cazul în care concentrația soluției este diferită, șocurile apar inegal din diferite părți, și moleculele se vor deplasa la unde mai liber, t. E. La o concentrație mai mică, atâta timp cât acestea nu sunt distribuite uniform pe spațiul disponibil. Acest fenomen se numește difuzie. Rata de difuzie este invers proporțională cu mărimea și greutatea moleculară.

Difuzia moleculelor de solvent printr-o membrană semipermeabilă este numit osmoza.

În țesuturi vegetale acolo următor sistem de osmoză: seva de celule dintr-o singură celulă - un strat dublu de citoplasmei - seva celulei unei alte celule. Unele celule vegetale sunt în contact direct cu apa sau soluții apoase.

Sucul celular conține substanțe dizolvate și este osmotic soluție activă. Dacă sucul celular are o concentrație mai mare decât soluția înconjurătoare, care datorită presiunii osmotice mai mare a apei suc va pătrunde în celulă. În timp ce creșterea în volum, se va pune presiune asupra citoplasma vacuolar, țintuindu-o la peretele celular și crearea de presiune. Peretele celular datorită elasticității sale va oferi înapoi presiune la protoplast. Această presiune din spate a pereților celulari se numește tensiune turgescență. Pe măsură ce apa intră în celulă crește. Când se atinge limita de întindere a peretelui celular, absorbția apei se oprește.

concentrația de suc de celule se dovedește a fi cea mai mică, tensiunea maximă turgescenta, celula are cel mai mare volum posibil. Tensiunea de stat a unei astfel de celule este numit turgescență.

Turgescență este o stare fiziologică normală a celulei vegetale. Datorită turgescenta plantei își păstrează forma, are o poziție clară în spațiu, rezistă stres mecanic.

În cazul în care celula este capabil tupgopa pus în soluție, presiunea osmotică este mai mare decât presiunea osmotică a sucului celular, apa se grăbește spre o soluție mai concentrată va ieși din celulă. Declinul in vacuole ar duce la o cădere de presiune asupra citoplasmă și citoplasma - la pereții celulei. Ele se datorează elasticității sale vor fi mai puțin întinsă, iar volumul celulelor este redus. În cazul în care celulele ajunge la un volum minim și o scădere a volumului de citoplasmă va continua, ea este în scădere, va începe să țină pasul cu pereți și se adună, treptat, în centrul celulei. Plasmoliza apare - starea inversă turgorului. Dacă cușcă plazmolizirovannuyu plasate în apă curată, turgescenta este restaurat, nu va fi deplazmoliz. plasmoliza lung si puternic poate provoca moartea celulelor; cu Ofilirile parțiale de plante plasmoliza.

Aportul de apă în celulă, deși trecând prin osmoza, este limitată de prezența unui perete celular alungibil limitat. In consecinta, celula absoarbe apa cu o forță egală cu diferența dintre presiunea osmotică a sevei celulare și rezistența R a peretelui celular, presiunea turgor egală cu T; aceasta este forța de aspirație a celulelor S. S = P - T.

Când presiunea osmotică devine turgescența egal (P = T), forța de aspirație va fi egal cu 0 (S = 0) și nu mai apă pentru a intra în cușcă.

Luați în considerare ceea ce substanțele intră în celulă prin difuzie și altele asemenea. Moleculele de apă și substanțe polare mici, cum ar fi metanolul și alții intră în celulă prin porii membranei umplut cu apă. Zona lor este de doar câteva sutimi de procente din suprafața celulei. Substanțele care sunt solubile în grăsimi, prea difuza cu ușurință în celulă prin membrana, care se bazează pe lipidelor. Cele mai multe substanțe grase cum ar fi sunt dizolvate în mass-media, astfel încât acestea pătrund rapid în celulă (de obicei, Overton, 1895). Rata de penetrare crește cu lungirea lanțului de agent de hidrocarbură și creșterea numărului de grupări hidrofobe din moleculă (carbohidrați, acizi grași, etc.).

Ionii minerale au o capacitate de penetrare redusă. De obicei, cationii penetreze celula mai ușor decât anioni. Mișcarea lor este influențată de diferența de potențial, care este creat atunci când o parte a membranei conține în principal negativ, iar pe de altă parte - ionii pozitivi. Se presupune că aceste substanțe insolubile în grăsimi, trec prin porii membranei prin original, umplut cu molecule de proteine ​​care poartă o sarcină electrică. Diferența difuzia pasivă a anioni și cationi de viteză pot fi explicate pe baza porilor sarcinii electrice. În cazul în care taxa a porilor este negativ, atunci se va reduce diametrul eficient pentru anioni și, în același timp, nu va afecta în nici un fel difuzarea de cationi.

Astfel, membrana celulelor pentru molecule nepolare este un solvent pentru polar - sită moleculară. difuzie pasivă are loc de-a lungul gradientului de concentrație (de la mare la concentrație scăzută); este baza mișcării materialelor datorită diferenței de concentrație în celulă și în afara acesteia. transferul pasiv de substanțe nu necesită cheltuieli de energie din partea celulei vii.

livrare activă (de transfer) - un flux de substanțe prin membranele celulare, însoțite de consumul de energie. Se observă atunci când intră în celula substanțe împotriva unui gradient de concentrație când penetrează celula concentrația agentului din mediul respectiv este mai mică decât în ​​interiorul celulei. De exemplu, celulele de plante absorb potasiu în sute și chiar mii de ori mai mare decât în ​​mediul înconjurător. firele Root absorb împotriva unui gradient de concentrație nu numai de potasiu, dar de calciu, magneziu și alte substanțe. Stabilit transport activ de zaharuri, proteine ​​si vitamine. Secrețiile rădăcină a relevat prezența compușilor organici diferiți cu o structură complicată și de mari dimensiuni a moleculelor.

Toate acestea atestă faptul că permeabilitatea este una dintre manifestările vieții active citoplasmă.

Mecanismul de transport activ este foarte complicat și încă nu este pe deplin stabilită. Transportul activ, întotdeauna se întâmplă cu energie. Participarea directă la ea ia membrana citoplasmatică exterior.

^ Transporter sistem. Primul pas pentru a intra materialele de celule este adsorbția lor. care este definită ca absorbția unei substanțe dintr-o soluție gazoasă de fluid sau strat de suprafață lichid sau solid. Fenomenul de adsorbție este asociat cu proprietăți specifice ale materialului stratului de suprafață. Din cauza atracției puternice a stratului de suprafață interioară atrage moleculele prinse în apropierea substanțelor și le absoarbe. Moleculele adsorbite sunt în mișcare și pot părăsi stratul de suprafață. Rata de absorbție depinde de temperatură, presiune și proprietățile substanțelor.

deplasarea ulterioară a substanțelor în membrana citoplasmatică poate fi explicată prin următoarea schemă. Ionii sau moleculele de substanțe adsorbite pe partea exterioară a membranei, legate de substanțe care transmit situate în interiorul acestuia. Apoi mișcarea complexului format - purtător permeant + - permeant membrană și eliberați suprafața interioară a membranei. Purtătorul este returnat la partea exterioară a membranei.

Rolul transportatorilor efectuează compuși cu conținut ridicat de energie liberă. Formarea și transferul de putere activă consumată. Aceeași penetrare medicament + purtător complex prin membrana aparent nu necesită energie.

Pentru pinocitoză celulelor vegetale instalate (literalmente înseamnă „celule băutură“), cunoscut de multa vreme pentru celulele animale. Pinocitoză - un fel de ingestie. In zonele diafragmei, unde adsorbit absorbit substanță invaginare formată dintr-o substanță care este trasă spre interior. Apoi rezultă invaginare și pinocitoză flaconul otshnurovyvaetsya cu substanță închisă în acesta este deplasat în citoplasmă. După substanța penetrează membrana înconjurătoare sau ea însăși cu membrana sa dizolvat, este inclusă într-un schimb de substanțe celulare.