Урок . Функции мембраны, транспорт веществ через мембрану

 

 

Цели: сформировать знания о функциях плазматической мембране, познакомить с основными видами транспорта веществ чя мембрану; продолжить формирование умений работы с микроскопом, приготовления микропрепаратов.

 

Оборудование: самодельная схема «Транспорт веществ через мембрану».

 

Ход урока

I.          Организационный момент

 

II.        Актуализация знаний

Индивидуальная работа по карточкам (см. приложение 2).

Фронтальный опрос.

 

Вопросы для фронтального контроля знаний:

— Что такое клеточная оболочка? Какие функции она выполняет?  

Оболочки клеток каких организмов состоят из клетчатки?

Каково строение плазматической мембраны?

Каковы свойства плазматической мембраны?

Если клеточную мембрану проткнуть иглой или разрезать мик­роножом, то она автоматически замкнется. Этот эффект схож с «эффектом мыльного пузыря». Если мыльный пузырь разрезать пополам, то получатся два пузыря поменьше, а не две полови­ны. При слиянии двух пузырей получается один большой. С чем связано такое свойство мембраны и мыльного пузыря?

-Все клеточные мембраны имеют сходное строение. Однако сцепление возможно только между клетками в пределах одного типа ткани, одного организма. Как клетки «узнают» друг друга? Какие компоненты мембраны обеспечивают это распознава­ние? Ответ запомните.

 

1I. Изучение новой темы

 

-Один ученый-биолог сказал, что после того как появились мембраны ... из супа, варившегося в морях, могли сформиро­ваться первые живые организмы. На основании чего ученый пришел к такому утверждению?

 

В ходе беседы учитель подводит учащихся к выводу о том, что клеточные мембраны осуществляют ряд жизненно необходимых для летки функций. Учащимся объявляется тема урока, которую они записывают в тетрадь, определяются цели занятия.

 

 -Уже на прошлом уроке мы обратили внимание на то, что мем­брана является очень распространенной структурой в клетке. Она окружает цитоплазму, отделяя ее от внешней среды (плаз-малемма), является неотъемлемой частью многих клеточных структур. Внутренние мембраны клетки делят ее внутреннее пространство на отсеки (компартаменты), благодаря чему ста­новится возможным одновременное осуществление огромного количества биохимических реакций и разделение протекающих процессов жизнедеятельности.

 

-Рассматривая строение биологических мембран на прошлом занятии, мы охарактеризовали и некоторые функции мембран.

 - Вспомните материал прошлого занятия и назовите эти функ­ции.

 

Организуется работа учащихся в парах или малых группах. В ходе обсуждения учащиеся могут выделить следующие функ­ции:

1) отделяют клеточное содержимое от внешней среды;

2) делят клетку на компартаменты;

3) являются частью клеточных органелл;

4) являются местом протекания некоторых химических реакций;

5) регулируют обмен веществ между клеткой и средой;

6) обеспечивают связь между клетками в тканях многоклеточных организмов;

7)         имеют рецепторные участки для распознавания внешних сигналов

8)         участвуют в транспорте веществ.

Схема учителя:

Липиды в мембране образуют двойной слой, а белки пронизывают всю ее толщину, погружены на разную глубину в липидный слой или располагаются на внешней и внутренней поверхности мембраны. Строение мембран всех других органоидов сходно с плазматической мембраной. Строение: двойной слой липидов, белки, углеводы. Функции: ограничение внутренней среды, сохранение формы клетки, защита от повреждений, регулятор поступления и удаления веществ.

 

 Комментарии учителя.

Клеточные структуры:

Цитоплазма. Обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром. Цитозоль – это вязкий водный раствор различных солей и органических веществ, пронизанный системой белковых нитей – цитоскелетам. Большинство химических и физиологических процессов клетки проходят в цитоплазме. Строение: Цитозоль, цитоскелет. Функции: включает различные органоиды, внутренняя среда клетки
Плазматическая мембрана. Каждая клетка животных, растений, грибов ограничена от окружающей среды или других клеток плазматической мембраной. Толщина этой мембраны так мала (около 10 нм.), что ее можно увидеть только в электронный микроскоп.

 

1.  Пассивный транспорт связан с явлением  диффузии, то есть перемещением веществ по градиенту концентрации, то есть из области с более высокой концентрацией (С) в о с более низкой.

 

2. осмос.

К особому виду транспорта можно отнести диффузию воды через мембраны, получившую название осмоса.

При осмосе равновесие концентраций достигается за счет перемещения одних только моле­кул растворителя, то есть воды. Так, например, гемолиз (то есть раз­рыв плазматической мембраны) эритроцитов при помещении их в  гипотонический (то есть с низкой концентрацией соли) раствор связан именно с осмосом. Легкость проникновения воды через билипидный слой мембраны объясняется малыми размерами ее молекулы, отсутствие заряда на молекуле, несмотря на ее полярность.

Некоторые ионы (Na⁺, K⁺, СГ), а также заряженные молекулы могут пассивно диффундировать через плазматическую мембрану клетки благодаря наличию в ней белков, формирующих поры. Если транс­порт веществ происходит с помощью специальных транспортных бел­ков или их системой, то говорят об облегченной диффузии. Специ­альные вещества — переносчики, соединяясь с транспортируемыми молекулами, протаскивают их через мембраны, при этом в них не растворяясь. Имеются переносчики, которые не совершают челночных движений, а встраиваются в мембрану и образуют канал, обеспечивая  перенос   путем   изменения   своей   конформации.   Такие   белки  переносчики обеспечивают транспорт определенных молекул или их  родственных групп. Так осуществляется перенос через мембрану сахаров, аминокислот, нуклеотидов и других полярных молекул.

Необходимость активного транспорта возникает в тех случаях, когда осуществляется транспорт молекул через мембрану против градиента концентрации. Такое перемещение соединений или ионов возможно при помощи белков-переносчиков, требующих определенных затрат энергии, источником которой служат молекулы АТФ.

 

3..натрий- калиевый насос

 

Среди примеров активного транспорта лучше всего изучен натрий- калиевый насос, во время работы которого из клетки перекачивают катионы натрия, а поглощаются клеткой.ионы калия. На работу натрий-калиевого насоса тратится почти треть всей энергии, необходимо для жизнедеятельности клетки. Активный транспорт осуществляется всеми клетками, но особую роль он играет в клетках эпителия, выстилающего кишечник и почечные канальцы, так как

функции этих клеток связаны с секрецией и всасыванием. В нервных и мышечных клетках натрий-калиевый насос обеспечивает возникновение в  мембране разности потенциалов, что

необходимо для функционирования  данных клеток.

Активный способ перемещения веществ.

 

            Крупные молекулы биополимеров практически не транспортируются через мембраны, но клетка обладает механизмами и их переноса.

 

Эндоцитоз- процесс поглощения крупных частиц (иногда целых клеток). Происходит путем фагоцитоза и пиноцитоза. При этом плазмалемма образует выпячивание или выросты, края которые впоследствии сливаются, образуя мембраной, являющейся частью наружной.

 

Фагоцитоз – захват и поглощение твердых частиц (у амебы и лейкоцитов) Открыл Мечников И.И. У животных клеток.

 

Пиноцитоз- процесс захвата и поглощения капелек жидкости. Происходит у растений. Животных, грибов, бактерий.

 

 

Экзоцитоз – выведение веществ из клетки. Так выводят гормоны, полисахариды, белки, жировые капли и другие вещества клетки. Они заключаются в пузырьки, ограниченные мембраной, которая затем сливается с наружной плазмалеммой, а содержимое пузырька выводит за пределы клетки.

Тесты к уроку

 КЛЕТОЧНАЯ МЕМБРАНА.

 

Вариант 1.

 

1. Какую из функций не выполняет плазматическая мембрана?

А) транспорт веществ                                   б) защиту клетки

В) взаимодействие с другими клетками      г) синтез белка

 

2. Какую функцию выполняют липиды, входящие в состав клеточной мембраны?

А) транспорт веществ                                  б) узнавание типов клеток

В) образование двойного слоя                    г) фотосинтез

 

3. Фагоцитоз- это: а) захват клеткой жидкости        б)захват твердых веществ

 В) транспорт веществ через мембрану                     г) ускорение биохимических реакций

 

4.Какой из названных организмов является прокариотическим?

А) амеба       б) инфузория       в) дрожжи        г) бациллы

 

5.Назовите единственное точное отличие прокариот от эукариот?

А) прокариоты не способны к автотрофному питанию

Б) прокариоты не способны к гетеротрофному питанию

В) у прокариот нет ядра

Г) у прокариот есть ядро

 

6. Что такое пиноцитоз?

А) работа калий-натриевого насоса              б)уничтожение бактерий

В)захват мембраной капель жидкости         г) захват мембраной твердых веществ

 

7. Что такое активный транспорт?

А) транспорт веществ через оболочку клетки с затратой энергии

Б) транспорт веществ через оболочку клетки без использования энергии

 В)захват мембраной капель жидкости         г) захват мембраной твердых веществ

 

8. Чем представлена оболочка растительной клетки?

А) клеточной стенкой        б) гликокаликсом  в) жиры    г) фосфолипиды.

 

9. В чем проявляется общность между выводами клеточной и атомно - молекулярной теорий?

А) в установлении единицы строения объекта 

б) в сходстве строения объектов исследования

  в) в сходстве свойств объектов исследования

 

10.Деление клетки открыл и установил, что каждая клетка происходит от исходной путем деления:

а) Левенгук            б) Р.Гук             в) Р.Броун            г) Р.Вихров

 

11.Клеточная теория неприемлема для: а) животных и растений

 б) бактерий и лишайников       в) вирусов           г) грибов и бактерий.