Процесс поглощения клеткой твердых частиц. Строение и функции биологических мембран

Вариант № 1

Задание 1 (выберите один правильный ответ)

А1. Основные положения клеточной теории в XIX в. сформули­ровали

Р. Гук и А. ван Левенгук

Т. Шванн и М. Шлейден

Р. Броун и Р. Вирхов

К. Линней и Ж. Б. Ламарк

А2. В результате пиноцитоза

из клетки выводятся продукты метаболизма

в клетку попадают капельки жидкости с растворенными
веществами

в клетку попадают твердые пищевые частицы

в клетке образуется АТФ

A3. Двойной слой липидов составляет основу

цитоплазмы

плазматической мембраны

рибосомы

А4. Мелкие органоиды, образованные рибонуклеиновыми кислотами и белками, - это

1. рибосомы

2. хромосомы

3. лизосомы

4. митохондрии

А5. Формирование белковых молекул и их транспортировка осу­ществляется

лизосомами

гладкой ЭПС

шероховатой ЭПС

микротрубочками

А6. Синтез АТФ происходит в

лизосомах

митохондриях

рибосомах

А7. Изображенная на рисунке клеточная структура животной клетки состоит из двух

центромер

хромосом

центриолей

А8. Хромосома состоит из

углеводов и липидов

липидов и белков

белков и ДНК

ДНК и РНК

А9. Ядро отсутствует в клетках

клубеньковых бактерий

простейших

плесневых грибов

низших растений

А10. Растительная клетка отличается от животной наличием

митохондрий

жгутиков

клеточной стенки

аппарата Гольджи

Задание 2 При выполнении заданий с кратким ответом В1-ВЗ запишите ответ так, как указано в тексте задания.

В1. Выберите три правильных ответа из шести. Положениями
клеточной теории являются следующие

все организмы состоят из клеток

при половом размножении происходит слияние гамет и обра­зуется зигота

новые клетки появляются путем деления материнских клеток

клетки всех организмов сходны по строению и жизнедеятельности

в клетках имеются ферменты

единицей наследственной информации является ген

В2. Установите соответствие между типом клетки и ее особенностями. Для этого каждому элементу первого столбца подберите позицию из второго столбца. Впишите в таблицу цифры правильных ответов.

Особенности клетки

Тип клетки

A)есть ядро

Б) есть одна хромосома, расположенная в цитоплазме

B)есть митохондрии

Г) есть аппарат Гольджи
Д) нет мембранных органоидов
Е) роль ЭПС выполняют внутренние выросты плазматической мембраны

прокариотическая

эукариотическая

ВЗ.-Вставьте в текст пропущенные определения из предложенно­го перечня, используя для этого цифровые обозначения. Запишите в текст цифры выбранных ответов, а затем получившуюся последова­тельность цифр (по тексту) впишите в приведенную ниже таблицу.

Процесс поглощения клеткой твердых частиц пищи называется
________(А). Ведущую роль в этом процессе играет______(Б),

которая образует впячивание, и пищевая частица попадает внутрь
клетки, окруженная мембраной. Внутрь образовавшегося пузырька проникают ферменты, и возникает______(В). Капельки жидкости обычно попадают в клетку путем______(Г).

Термины

пищеварительная вакуоль

сократительная вакуоль

фагоцитоз

пиноцитоз

плазматическая мембрана

рибосома

Задание 3

С1. Работа какого органоида приводит к исчезновению хвоста у головастиков по мере их превращения в лягушат? Какое значение имеет данное явление?

Контроль знаний по теме: «Строение клетки»

Вариант № 2

А1. Согласно клеточной теории, клетки всех организмов

сходны по строению и жизнедеятельности

имеют ядро и ядрышко

выполняют одну и ту же функцию

имеют одинаковый кариотип

А2. Захват твердых частиц пищи плазматической мембраной на­зывается

пиноцитозом

фагоцитозом

синтезом

диффузией

A3. Основу клеточной мембраны составляет двойной слой лидов, в который мозаично встроены молекулы

А4. Митохондрию можно отличить по наличию

развитой сети канальцев

отпочковывающихся лизосом

А5. Внутриклеточное расщепление белков до аминокислот с по­мощью ферментов происходит в

клеточном центре

аппарате Гольджи

лизосомах

рибосомах

А6. Сортировку, упаковку и вынос синтезированных в клетке ве­ществ осуществляет

гладкая эндоплазматическая сеть

шероховатая эндоплазматическая сеть

аппарат Гольджи

А7. Изображенный на рисунке орга­ноид вместе с рибосомами образует еди­ный комплекс, осуществляющий

синтез углеводов

синтез липидов

синтез белков

синтез нуклеиновых кислот

А8. Гаплоидный набор хромосом имеют

клетки кожи

мышечные клетки

половые клетки

нервные клетки

А9. Прокариоты, в отличие от эукариот, не имеют

плазматической мембраны

не имеют цитоплазмы и рибосом

имеют неклеточное строение

имеют одну кольцевую молекулу ДНК

А10. Ядро, пластиды и клеточную стенку из целлюлозы можно обнаружить в клетках

растений

животных

1. бактерий

Задание 2 При выполнении заданий с кратким ответом В1-ВЗ запишите ответ так, как указано в тексте задания.

В1. Выберите три правильных ответа из шести. Молекулы ДНК
имеются в

лизосомах

митохондриях

плазматической мембране

аппарате Гольджи

хлоропластах

В2. Установите соответствие между типом клетки и ее особен­ностями. Для этого каждому элементу первого столбца подберите позицию из второго столбца. Впишите в таблицу цифры правильных ответов.

Особенности клетки

Тип клетки

А) имеет клеточную стенку из целлюлозы

Б) не имеют пластид

В) не имеют больших вакуолей

Г) запасают крахмал

Д) запасают гликоген

Е) имеют пластиды

1) растительная клетка

2) животная клетка

ВЗ. Вставьте в текст пропущенные определения из предло­женного перечня, используя для этого цифровые обозначения. Запишите в текст цифры выбранных ответов, а затем получившу­ юся последовательность цифр (по тексту) впишите в приведенную ниже таблицу.

Энергетическими станциями» клетки называют_________(А).

Они имеют двойную мембрану: наружную гладкую и внутреннюю, образующую выросты________(Б), на которых расположены_______ (В), осуществляющие синтез______(Г).

Термины

ферменты

1. митохондрии

Задание 3

С1. Ученые считают, что митохондрии произошли от свободноживущих аэробных бактерий. Какие доказательства можно привести в пользу такой точки зрения?

Контроль знаний по теме: «Строение клетки»

Вариант № 3

Задание 1 (выберите один правильный ответ)

А1. Положением клеточной теории является формулировка

новые клетки образуются в результате деления материнской

онтогенез - краткое повторение филогенеза

при половом размножении происходит слияние половых клеток - гамет

половые клетки образуются в процессе мейоза

А2. Плазматическая мембрана осуществляет.

синтез белка

синтез АТФ

избирательный транспорт

образование лизосом

A3. Клеточная мембрана состоит из

двойного слоя углеводов и встроенных липидов!

двойного слоя белков и встроенных углеводов

двойного слоя липидов и встроенных белков

двойного слоя белков и встроенных нуклеиновых кислот

А4. Наличие гран является характерным признаком

хлоропластов

хромосом

1. эндоплазматической сети

А5. Рибосомы осуществляют

синтез АТФ

синтез полипептидов

синтез полисахаридов

расщепление биополимеров

А6. Лизосомы выполняют функцию

А7. Изображенный на рисунке орга­ноид можно обнаружить в клетках

растений

животных

бактерий

А8. Диплоидный набор хромосом человека составляет 46 хромо­сом, а гаплоидный

А9. Важнейшей чертой прокариот является

наличие рибосом

наличие плазматической мембраны

отсутствие ядра

отсутствие хлоропластов

А10. Хлоропласта имеются в клетках

кожи лягушки

корня лука

листа герани

шляпки подберезовика

Задание 2 При выполнении заданий с кратким ответом В1-ВЗ запишите ответ так, как указано в тексте задания .

В1. Выберите три правильных ответа из шести. Хлоропласты

выполняют транспортную функцию

имеются в клетках растений

имеются у прокариот

преобразуют солнечную энергию в энергию углеводов

состоят из микротрубочек

образуются путем деления

В2. Установите соответствие между названием органоида и его особенностями. Для этого каждому элементу первого столбца под­берите позицию из второго столбца. Впишите в таблицу цифры пра­вильных ответов.

Особенности органоида

Название органоида

A)осуществляет синтез АТФ
Б) образует лизосомы

B)осуществляет накопление белков, их сортировку и под­
готовку к выделению из клетки

Г) имеет собственный аппарат для синтеза белка

Д) имеет двойную мембрану

Е) имеет простую мембрану

митохондрия

аппарат
Гольджи

ВЗ. Вставьте в текст пропущенные определения из предложенно­го перечня, используя для этого цифровые обозначения. Запишите в текст цифры выбранных ответов, а затем получившуюся последова­тельность цифр (по тексту) впишите в приведенную ниже таблицу .

Бактерии относятся к_____________(А), т. к. в их клетках нет ядра. В отличие от __________(Б). Они не имеют также _______ (В), вырабатывающих АТФ, а также_________ (Г) и других мембранных органоидов.

Термины

рибосомы

митохондрии

эндоплазматическая сеть

цитоплазма

эукариоты

прокариоты

Задание 3

В чем отличие растительной клетки от животной?

Процесс поступления веществ в клетку называется эндоцитозом. Различают пиноцитоз и фагоцитоз.

Фагоцитоз (греч. фаго – пожирать) – поглощение клеткой твердых органических веществ. Оказавшись около клетки, твердая частица окружается выростами мембраны, или под ней образуется впячивание мембраны. В результате частица оказывается заключенной в мембранный пузырек внутри клетки. Такой пузырек называют фагосомой. Термин «фагоцитоз» был предложен И.И. Мечниковым в 1882 г. Фагоцитоз свойствен простейшим, кишечнополостным, лейкоцитам, а также клеткам капилляров костного мозга, селезенки, печени, надпочечников.

Второй способ поступления веществ в клетку называют пиноцитозом (греч. пино – пью) – это процесс поглощения клеткой мелких капель жидкости с растворенными в ней высокомолекулярными веществами. Осуществляется путем захвата этих капель выростами цитоплазмы. Захваченные капли погружаются в цитоплазму и там усваиваются. Явление пиноцитоза свойственно животным клеткам и одноклеточным простейшим.

Еще один способ поступления веществ в клетку – осмос – прохождение воды через избирательно проницаемую мембрану клетки. Вода переходит из менее концентрированного раствора в более концентрированный. Вещества могут также проходить через мембрану путем диффузии – так транспортируются вещества, способные растворяться в липидах (простые и сложные эфиры, жирные кислоты и т.д.). Путем диффузии по градиенту концентрации по специальным каналам мембраны идут некоторые ионы (например, ион калия выходит из клетки).

Кроме того, транспорт веществ через мембрану осуществляет натрий-калиевый насос: он перемещает ионы натрия из клетки и ионы калия в клетку против градиента концентраций с затратой энергии АТФ.

Фагоцитоз, пиноцитоз и натрий-калиевый насос – это примеры активного транспорта, а осмос и диффузия – пассивного транспорта.

9. Структурная организация и динамика наследственного материала в клеточном цикле.

Хромосоммы - хорошо окрашиваемые включения в ядре эукариотической клетки, которые становятся легко заметными в определённых фазах клеточного цикла (во время митоза или мейоза). Хромосомы представляют собой высокую степень конденсации хроматина, постоянно присутствующего в клеточном ядре. Исходно термин был предложен для обозначения структур, выявляемых в эукариотических клетках, но в последние десятилетия все чаще говорят о бактериальных хромосомах. В хромосомах сосредоточена большая часть наследственной информации.

Типы строения хромосом

Различают четыре типа строения хромосом:

телоцентрические (палочковидные хромосомы с центромерой, расположенной на проксимальном конце);

акроцентрические (палочковидные хромосомы с очень коротким, почти незаметным вторым плечом);

субметацентрические (с плечами неравной длины, напоминающие по форме букву L);

метацентрические (V-образные хромосомы, обладающие плечами равной длины).

Тип хромосом является постоянным для каждой гомологичной хромосомы и может быть постоянным у всех представителей одного вида или рода.

Строение растительной и животной клеток

1. По строению клетки все живые существа делятся на … (Ядерные и безъядерные. )

2. Любая клетка снаружи покрыта … (Плазматической мембраной. )

3. Внутренней средой клетки является … (Цитоплазма. )

4. Структуры, постоянно присутствующие в клетке, называются … (Органоиды. )

5. Органоид, участвующий в образовании и транспортировке различных органических веществ, –
это … (Эндоплазматическая сеть. )

6. Органоид, участвующий во внутриклеточном переваривании пищевых частиц, отмерших частей клетки, называется … (Лизосома .)

7. Зеленые пластиды называются … (Хлоропласты. )

8. Вещество, содержащееся в хлоропластах, называется … (Хлорофилл .)

9. Прозрачные пузырьки, заполненные клеточным соком, называются … (Вакуоли .)

10. Местом образования белков в клетках являются … (Рибосомы .)

11. Наследственная информация о данной клетке хранится в … (Ядре .)

12. Энергия, необходимая клетке, образуется в … (Митохондриях .)

13. Процесс поглощения клеткой твердых частиц называется … (Фагоцитоз .)

14. Процесс поглощения клеткой жидкости называется … (Пиноцитоз .)

Ткани растений и животных

1. Группа клеток, сходных по строению, происхождению и функциям, называется … (Ткань .)

2. Клетки тканей соединены между собой … (Межклеточным веществом. )

3. Ткань, обеспечивающая рост растений, называется … (Образовательная .)

4. Кожица листа и пробка образованы … тканью. (Покровной. )

5. Опору органам растения придает … ткань. (Механическая. )

6. Передвижение воды и питательных веществ осуществляет … ткань. (Проводящая .)

7. Вода и растворенные в ней минеральные вещества передвигаются по … (Проводящим сосудам. )

8. Вода и растворы органических веществ передвигаются по … (Ситовидным трубкам .)

9. Наружные покровы тела животных образует … ткань. (Эпителиальная .)

10. Наличие между клетками большого количества межклеточного вещества – свойство … ткани. (Соединительной .)

11. Кости, хрящи, кровь образует … ткань. (Соединительная .)

12. Мышцы животных состоят из … ткани. (Мышечной .)

13. Основные свойства мышечной ткани – … и... (Возбудимость и сократимость. )

14. Нервная система животных состоит из … ткани. (Нервной .)

15. Нервная клетка состоит из тела, коротких и длинного … (Отростков .)

16. Основные свойства нервной ткани – … и... (Возбудимость и проводимость. )

Органы цветковых растений

1. Часть тела растения, имеющая определенное строение и выполняющая определенные функции, называется … (Орган .)

2. Корневые системы бывают … и... (Стержневые и мочковатые. )

3. Корневая система с хорошо выраженным главным корнем называется … (Стержневая .)

4. Пшеница, рис, лук, имеют … корневую систему. (Мочковатую .)

5. Корни бывают главные, … и … (Боковые и придаточные .)

6. Стебель с расположенными на нем листьями и почками называется … (Побег .)

7. Лист состоит из … и... (Листовой пластинки и черешка. )

8. Если на черешке одна листовая пластинка, лист называют … (Простой .)

9. Если черешок имеет несколько листовых пластинок, то такой лист называют … (Сложный .)

10. Колючки кактуса, усики гороха – это … листья. (Видоизмененные .)

11. Венчик цветка образован … (Лепестками .)

12. Пестик состоит из … , ... и... (Рыльца, столбика и завязи. )

13. Пыльник и тычиночная нить – составные части … (Тычинки .)

14. Группа цветков, расположенных в определенном порядке, называется … (Соцветие .)

15. Цветки, содержащие и пестик, и тычинку, называются … (Обоеполые .)

16. Цветки, содержащие только пестики или только тычинки, называются … (Раздельнополые .)

17. Растения, зародыши семян которых имеют две семядоли, называются … (Двудольные .)

18. Растения, зародыши семян которых имеют одну семядолю, называются … (Однодольные .)

19. Запасающая ткань семени называется … (Эндосперм .)

20. Органы, выполняющие функцию размножения, называются … (Репродуктивные .)

21. Органы растения, основные функции которых – питание, дыхание, называются … (Вегетативные .)

Питание и пищеварение

1. Процесс получения организмом необходимых ему веществ и энергии называют … (Питание .)

2. Процесс превращения сложных органических веществ пищи в более простые, доступные для усвоения организмом, называют … (Пищеварение .)

3. Воздушное питание растений осуществляется в процессе … (Фотосинтеза .)

4. Процесс образования сложных органических веществ в хлоропластах на свету называется … (Фотосинтез .)

5. Для растений характерно воздушное и … питание. (Почвенное .)

6. Главным условием фотосинтеза является наличие в клетках … (Хлорофилла .)

7. Животные, питающиеся плодами, семенами и другими органами растений, называются … (Растительноядные .)

8. Организмы, питающиеся «сообща», называются … (Симбионты .)

9. Лисы, волки, совы по способу питания – … (Хищники .)

11. У большинства многоклеточных животных пищеварительная система состоит из ротовой полости ––> … (продолжите по порядку). (Глотка ––> пищевод ––> желудок ––> кишечник. )

12. Пищеварительные железы выделяют … – вещества, переваривающие пищу. (Ферменты .)

13. Окончательное переваривание пищи и всасывание ее в кровь происходит в … (Кишечнике .)

1. Процесс газообмена между организмом и окружающей средой называется … (Дыхание .)

2. Во время дыхания поглощается … и выдыхается … (Кислород , углекислый газ. )

3. Поглощение кислорода всей поверхностью тела – это … тип дыхания. (Клеточный .)

4. Газообмен у растений происходит через … и... (Устьица и чечевички. )

5. Раки, рыбы дышат с помощью … (Жабр .)

6. Органы дыхания насекомых – … (Трахеи .)

7. У лягушки дыхание осуществляется легкими и … (Кожей .)

8. Органы дыхания, имеющие вид ячеистых мешков, пронизанные кровеносными сосудами, называются … (Легкие .)

Транспорт веществ в организме

1. Вода и растворенные в ней минеральные вещества в растении передвигаются по … (Сосудам .)

2. Органические вещества из листьев в другие органы растений передвигаются по … (Ситовидным трубкам луба. )

3. В переносе кислорода и питательных веществ у животных участвует … система. (Кровеносная. )

4. Кровь состоит из … и … (Плазмы и клеток крови. )

5. Красные кровяные клетки содержат вещество … (Гемоглобин .)

6. Перенос кислорода осуществляют … клетки крови. (Красные .)

7. Защитную функцию – уничтожение болезнетворных бактерий – выполняют … кровяные клетки. (Белые. )

8. У насекомых по сосудам течет … (Гемолимфа .)

9. Сосуды, несущие кровь от сердца, называются … (Артерии .)

10. Сосуды, несущие кровь к сердцу, называются … (Вены .)

11. Мельчайшие кровеносные сосуды – … (Капилляры .)

Обмен веществ и энергии

1. Сложную цепь превращений веществ, начиная с момента поступления их в организм и заканчивая удалением продуктов распада, называют … (Обмен веществ. )

2. Сложные органические вещества расщепляются на более простые в органах … (Пищеварения .)

3. Распад сложных веществ сопровождается выделением … (Энергии .)

4. Животные, у которых обмен веществ идет медленно и температура их тела зависит от температуры окружающей среды, называются … (Холоднокровные .)

5. Животные, обмен веществ у которых идет активно, с высвобождением большого количества энергии, являются … (Теплокровными .)

Скелет и движение

1. Различают два основных типа скелета: … и... (Наружный и внутренний. )

2. Панцирь рака, раковины моллюсков пропитаны … (Минеральными солями. )

3. Скелет насекомых состоит в основном из … (Хитина .)

4. К скелету крепятся... (Мышцы. )

5. Скелет позвоночных образован … или... тканью. (Костной или хрящевой. )

6. У растений опорную функцию выполняет … ткань. (Механическая. )

7. Простейшие организмы передвигаются с помощью … и... (Ресничек и жгутиков .)

8. Для кальмаров, осьминогов, гребешков характерно … движение. (Реактивное. )

9. У рыб и китов главным органом передвижения является … (Хвостовой плавник. )

10. Движение многоклеточных животных осуществляется благодаря... (Сокращению мышц. )

11. Разница давления воздуха над крылом и под крылом птиц создает … , благодаря которой возможен полет. (Подъемную силу. )

Координация и регуляция

1. Способность организмов отвечать на воздействие окружающей среды, называется … (Раздражимость .)

2. Ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая при участии нервной системы, называется … (Рефлекс .)

3. Нервные клетки гидры, соприкасаясь друг с другом, образуют … нервную систему. (Сетчатую. )

4. У дождевого червя нервная система состоит из … и... (Нервных узлов и брюшной нервной цепочки. )

5. У позвоночных животных нервная система состоит из … , ... и... (Спинного, головного мозга и нервов. )

6. Отдел головного мозга, отвечающий за координацию движений, называется … (Мозжечок .)

7. Сложные формы поведения животных называются … (Инстинкты .)

8. Рефлексы, передающиеся по наследству, называются … (Безусловные .)

9. Рефлексы, приобретаемые в течение жизни, называются … (Условные .)

10. Волна возбуждения, распространяющаяся по нерву, называется … (Нервный импульс .)

11. В регуляции функций организма, кроме нервной, принимает участие … система. (Эндокринная. )

12. Химические вещества, выделяемые железами внутренней секреции, называются … (Гормоны .)

Половое размножение животных

1. Половые клетки, участвующие в размножении, называются … (Гаметы. )

2. Мужские гаметы называются … (Сперматозоиды. )

3. Женские гаметы называются … (Яйцеклетки. )

4. Процесс слияния половых клеток называют … (Оплодотворение. )

5. Животные, у которых одни особи производят только сперматозоиды, а другие яйцеклетки, называются … (Раздельнополые. )

6. Особи, способные производить в своем теле одновременно мужские и женские гаметы, называются … , или... (Обоеполые, или гермафродиты. )

7. Способность зародыша развиваться из неоплодотворенной яйцеклетки называется … (Партеногенез .)

8. Оплодотворенная яйцеклетка называется... (Зигота .)

9. Половые органы самцов – … (Семенники .)

10. Половые органы самок – … (Яичники .)

Размножение растений

1. Для растений характерны два способа размножения – … и... (Бесполое и половое. )

2. Образование новых особей из корня, побега называют … (Вегетативное размножение. )

3. Органом полового размножения растений является … (Цветок .)

4. Процесс, при котором пыльца попадает на рыльце пестика, называют … (Опыление .)

5. Слияние половых клеток называют... (Оплодотворение .)

6. Спермии развиваются в … (Пыльцевых зернах. )

7. Яйцеклетки развиваются в … , который находится внутри … (Зародышевом мешке семязачатка ; завязи пестика. )

8. Первый спермий сливается с … , а второй спермий – с … (Яйцеклеткой ; центральной клеткой. )

9. При слиянии спермия с яйцеклеткой образуется … (Зигота .)

10. При слиянии спермия с центральной клеткой образуется … (Эндосперм .)

11. Стенки завязи становятся стенками … (Плода .)

12. Покровы семязачатков превращаются в … (Семенную кожуру. )

Рост и развитие животных

1. Развитие с момента оплодотворения до рождения организма называют … (Зародышевое .)

2. Стадию деления зиготы на множество клеток называют … (Дробление .)

3. Шарообразный зародыш с полостью внутри называют … (Бластула .)

4. Стадию образования у зародыша трех зародышевых слоев называют … (Гаструла .)

5. Наружный зародышевый слой называется … (Эктодерма .)

6. Внутренний зародышевый слой называется … (Энтодерма .)

7. Средний зародышевый слой называется … (Мезодерма .)

8. Стадия, на которой происходит образование систем органов, называется … (Нейрула .)

9. Развитие организма с момента его рождения до смерти называют … (Постэмбриональным .)

Организм и среда

1. Наука о взаимоотношениях живых организмов со средой обитания называется … (Экология .)

2. Компоненты среды, оказывающие действие на организм, называются … , или... (Факторы среды , или экологические факторы. )

3. Свет, ветер, влажность, град, соленость, воды – это … (Факторы неживой природы .)

4. Факторы, связанные с влиянием живых организмов друг на друга, называются … (Факторы живой природы. )

5. Взаимоотношение «лиса – мышь» – это … (Хищничество .)

6. Взаимоотношение «гриб – дерево» – это … (Симбиоз .)

8. Исчезновение лесов, видов животных и растений является причиной влияния на природу … (Деятельности человека. )

9. Сообщества животных и растений, длительно существующих на определенной территории, взаимодействующих между собой и окружающей средой, образуют … (Экосистему .)

Строение биомембраны. Мембраны, ограничивающие клетки и мембранные органоиды эука­риотических клеток, имеют общий химический состав и строение. В их состав входят липиды, белки и углеводы. Липиды мембраны представлены в основном фосфолипидами и холестерином. Большинство белков мембран относится к сложным белкам, например гликопротеинам. Углеводы не встречаются в мембране самостоятельно, они связаны с белками и липидами. Толщина мемб­ран составляет 7-10 нм.

Согласно общепринятой в настоящее время жидкостно-мозаичной модели строения мембран, липиды образуют двойной слой, или липидный бислой, в котором гидрофильные «головки» моле­кул липидов обращены наружу, а гидрофобные «хвосты» спрятаны вовнутрь мембраны (рис. 2.24). Эти «хвосты» благодаря своей гидрофобности обеспечивают разделение водных фаз внутренней среды клетки и ее окружения. С липидами с помощью различных типов взаимодействия связаны белки. Часть белков расположена на поверхности мембраны. Такие белки называют перифери­ческими, или поверхностными. Другие белки частично или полностью погружены в мем­брану - это интегральные, или погруженные белки. Белки мембран выполняют структур­ную, транспортную, каталитическую, рецеп- торную и другие функции.

Мембраны не похожи на кристаллы, их компоненты постоянно находятся в движе­нии, вследствие чего между молекулами ли­пидов возникают разрывы - поры, через ко­торые в клетку могут попадать или покидать различные вещества.

Биологические мембраны различаются по расположению в клетке, химическому соста­ву и выполняемым функциям. Основные ти­пы мембран - плазматическая и внутренняя.

Плазматическая мембрана (рис. 2.24) содержит около 45% липидов (в т. ч. гликолипидов), 50% белков и 5 % углеводов. Цепочки углеводов, входящих в состав сложных белков-гликопротеинов и сложных липидов-гликолипидов, выступают над поверхностью мембраны. Гликопротеины плазмалеммы чрезвычайно специфичны. Так, например, по ним происходит взаимное узнавание клеток, в том числе сперматозоида и яйцеклетки.

На поверхности животных клеток углеводные цепочки образуют тонкий поверхностный слой - гликокаликс. Он выявлен почти во всех животных клетках, но степень его выраженности неодинакова (10-50 мкм). Гликокаликс обеспечивает непосредственную связь клетки с внешней средой, в нем происходит внеклеточное пищеварение; в гликокаликсе размещены рецепторы. Клетки бактерий, растений и грибов, помимо плазмалеммы, окружены еще и клеточными обо­лочками.

Внутренние мембраны эукариотических клеток разграничивают различные части клетки, об­разуя своеобразные «отсеки» - компартменты, что способствует разделению различных процес­сов обмена веществ и энергии. Они могут различаться по химическому составу и выполняемым функциям, но общий план строения у них сохраняется.

Функции мембран:

1. Ограничивающая. Заключается в том, что они отделяют внутреннее пространство клетки от внешней среды. Мембрана является полупроницаемой, то есть ее свободно преодолевают толь­ко те вещества, которые необходимы клетке, при этом существуют механизмы транспорта не­обходимых веществ.

2. Рецепторная. Связана в первую очередь с восприятием сигналов окружающей среды и пере­дачей этой информации внутрь клетки. За эту функцию отвечают специальные белки-рецеп­торы. Мембранные белки отвечают еще и за клеточное узнавание по принципу «свой-чужой», а также за образование межклеточных соединений, наиболее изученными из которых являют­ся синапсы нервных клеток.

3. Каталитическая. На мембранах расположены многочисленные ферментные комплексы, вследствие чего на них происходят интенсивные синтетические процессы.

4. Энерготрансформирующая. Связана с образованием энергии, ее запасанием в виде АТФ и рас­ходованием.

5. Компартментализация. Мембраны разграничивают также пространство внутри клетки, раз­деляя тем самым исходные вещества реакции и ферменты, которые могут осуществлять соот­ветствующие реакции.

6. Образование межклеточных контактов. Несмотря на то, что толщина мембраны настолько мала, что ее невозможно различить невооруженным глазом, она, с одной стороны, служит до­статочно надежным барьером для ионов и молекул, в особенности водорастворимых, а с дру­гой - обеспечивает их перенос в клетку и наружу.

Мембранный транспорт. В связи с тем, что клетки как элементарные биологические систе­мы являются открытыми системами, для обеспечения обмена веществ и энергии, поддержания гомеостаза, роста, раздражимости и других процессов требу­ется перенос веществ через мембрану - мембранный транс­порт (рис. 2.25). В настоящее время транспорт веществ через мембрану клетки делят на активный, пассивный, эндо- и экзоцитоз.

Пассивный транспорт - это вид транспорта, который происходит без затраты энергии от большей концентрации к меньшей. Растворимые в липидах небольшие неполярные молекулы (0 2 , С0 2) легко проникают в клетку путем простой диффузии. Нерастворимые же в липидах, в том числе заря­женные небольшие частицы, подхватываются белками-пере- носчиками или проходят через специальные каналы (глюкоза, аминокислоты, К + , РО 4 3-). Такой вид пассивного транспорта называется облегченной диффузией. Вода поступает в клеткучерез поры в липидной фазе, а также по специальным каналам, выстланным белками. Транспорт воды через мембрану называется осмосом (рис. 2.26).

Осмос имеет чрезвычайно важное значение в жизни клетки, так как если ее поместить в рас­твор с более высокой концентрацией солей, чем в клеточном растворе, то вода начнет выходить из клетки, и объем живого содержимого начнет уменьшаться. У животных клеток происходит съе­живание клетки в целом, а у растительных - отставание цитоплазмы от клеточной стенки, кото­рое называется плазмолизом (рис. 2.27).

При помещении клетки в менее концентрированный, чем цитоплазма, раствор, транспорт воды происходит в обратном направлении - в клетку. Однако существуют пределы растяжимости цитоплазматической мембраны, и животная клетка в конце концов разрывается, а у растительной этого не позволяет сделать прочная клеточная стенка. Яв­ление заполнения клеточным содержимым всего внутреннего пространства клетки называется деплазмолизом. Внутриклеточную концентрацию солей следует учитывать при приготовлении лекарственных препаратов, особенно для внутривенного введения, так как это может приводить к повреждению клеток крови (для этого используют физиологический раствор с концентрацией 0,9 % хлорида натрия). Это не менее важно при культивировании клеток и тканей, а также орга­нов животных и растений.

Активный транспорт протекает с затратой энергии АТФ от меньшей концентрации вещества к большей. Он осуществляется с помощью специальных белков-насосов. Белки перекачивают че­рез мембрану ионы К + , Na + , Са 2+ и другие, что способствует транспорту важнейших органических веществ, а также возникновению нервных импульсов и т. д.

Эндоцитоз - это активный процесс поглощения веществ клеткой, при котором мембрана об­разует впячивания, а затем формирует мембранные пузырьки - фагосомы, в которых заключены поглощаемые объекты. Затем с фагосомой сливается первичная лизосома, и образуется вторичная лизосома, или фаголизосома, или пищеварительная вакуоль. Содержимое пузырька расщепля­ется ферментами лизосом, а продукты расщепления поглощаются и усваиваются клеткой. Непереваренные остатки удаляются из клетки путем экзоцитоза. Различают два основных вида эндоци- тоза: фагоцитоз и пиноцитоз.

Фагоцитоз - это процесс захвата клеточной поверхностью и поглощения клеткой твердых частиц, а пиноцитоз - жидко­сти. Фагоцитоз протекает в основном в животных клетках (одно­клеточные животные, лейкоциты человека), он обеспечивает их питание, а часто и защиту организма (рис. 2.28).

Путем пиноцитоза происходит поглощение белков, комплексов антиген-антитела в процессе иммунных реакций и т. д. Однако путем пиноцитоза или фагоцитоза в клетку также попадают многие вирусы. В клет­ках растений и грибов фагоцитоз практически невозможен, так они окружены прочными клеточными оболочками.

Экзоцитоз - процесс, обратный эндоцитозу. Таким образом выделяются непереваренные остатки пищи из пищеварительных вакуолей, выводятся необходимые для жизнедеятельности клетки и организма в целом вещества. Например, передача нервных импульсов происходит благо­даря выделению посылающим импульс нейроном химических посредников - медиаторов, а в растительных клетках так выделяются вспомогательные углеводы клеточной оболочки.

Клеточные оболочки клеток растений, грибов и бак­терий. Снаружи от мембраны клетка может выделять прочный каркас - клеточную оболочку, или клеточ­ную стенку.

У растений основу клеточной оболочки составляет целлюлоза, упакованная в пучки по 50-100 молекул. Промежутки между ними заполняют вода и другие углеводы. Оболочка растительной клетки пронизана каналами - плазмодесмами (рис. 2.29), через которые проходят мембраны эндоплазматической сети.

По плазмодесмам осуществляется транспорт веществ между клетками. Однако транспорт веществ, например воды, может происходить и по самим клеточным стенкам. Со временем в клеточной оболочке расте­ний накапливаются различные вещества, в том числе дубильные или жироподобные, что приво­дит к одревеснению или опробковению самой клеточной стенки, вытеснению воды и отмиранию клеточного содержимого. Между клеточными стенками соседних клеток растений располагаются желеобразные прокладки - срединные пластинки, которые скрепляют их между собой и це­ментируют тело растения в целом. Они разрушаются только в процессе созревания плодов и при опадании листьев.

Клеточные стенки клеток грибов образованы хитином - углеводом, содержащим азот. Они достаточно прочны и являются внешним скелетом клетки, но все же, как и у растений, препят­ствуют фагоцитозу.

У бактерий в состав клеточной стенки входит углевод с фрагментами пептидов - муреин, од­нако его содержание существенно различается у разных групп бактерий. Кнаружи от клеточной стенки могут выделяться также иные полисахариды, образующие слизистую капсулу, защищаю­щую бактерии от внешних воздействий.

Оболочка определяет форму клетки, служит механической опорой, выполняет защитную функцию, обеспечивает осмотические свойства клетки, ограничивая растяжение живого содер­жимого и предотвращая разрыв клетки, увеличивающейся вследствие поступления воды. Кроме того, клеточную стенку преодолевают вода и растворенные в ней вещества, прежде чем попасть в цитоплазму или, наоборот, при выходе из нее, при этом по клеточным стенкам вода транспор­тируется быстрее, чем по цитоплазме.

Эндоцитоз (endocytosis) [греч. endo - внутри и kytos - сосуд, здесь - клетка]:

1) - процесс захвата и поглощения клеткой твердых частиц или живых клеток (см. Фагоцитоз), капелек жидкости (см. Пиноцитоз) или специфических больших макромолекул, которые не могут проникать через пору в мембранных белках (эндоцитоз, опосредованный мембранными клеточными рецепторами или клатрин-зависимый эндоцитоз). Везикулы, образующиеся при последнем виде эндоцитоза (см. Окаймленный пузырек), формируются в местах инвагинаций плазмалеммы, покрытых (окаймленных) с цитоплазматической стороны волокнистым материалом - мембранным белком клатрином;

2) - один из способов проникновения вируса в цитоплазму клетки-хозяина: прикрепленные к рецептору клетки вирионы сначала накапливаются в инвагинациях мембран, которые отпочковываются от мембраны внутрь клетки, образуя эндосомы; далее вирусная мембрана сливается с мембраной эндосомы, и вирус оказывается в цитоплазме клетки. Ср. Экзоцитоз .

Итак, клетки поглощают макромолекулы и частицы, используя сходный с экзоцитозом механизм, но в обратной последовательности. Поглощенное вещество постепенно окружается небольшим участком плазматической мембраны , который сначала впячивается, а затем отщепляется, образуя внутриклеточный пузырек , содержащий захваченный клеткой материал ( рис.8-76). Таким образом, эндоцитоз - процесс образования внутриклеточных пузырьков вокруг поглощенного клеткой материала. И в зависимости от размера образующихся пузырьков различают два типа эндоцитоза:

Жидкость и растворенные вещества непрерывно поглощаются большинством клеток посредством пиноцитоза, тогда как большие частицы поглощаются главным образом специализированными клетками - фагоцитами . Поэтому термины "пиноцитоз" и "эндоцитоз" обычно употребляются в одном и том же смысле.

Пиноцитоз характеризуется поглощением и внутриклеточным разрушением макромолекулярных соединений, таких как белки и белковые комплексы, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липопротеины. Объектом пиноцитоза как фактора неспецифической иммунной защиты являются, в частности, токсины микроорганизмов.

На рис. B.1 показаны последовательные этапы захвата и внутриклеточного переваривания находящихся в экстрацеллюлярном пространстве растворимых макромолекул ( эндоцитоз макромолекул фагоцитами). Адгезия таких молекул на клетке может осуществляться двумя способами: неспецифическим - в результате случайной встречи молекул с клеткой, и специфическим, который зависит от предсуществующих рецепторов на поверхности пиноцитирующей клетки. В последнем случае внеклеточные вещества выступают в качестве лигандов, взаимодействующих с соответствующими рецепторами.

Адгезия веществ на клеточной поверхности приводит к локальной инвагинации (впячиванию) мембраны, завершающейся образованием пиноцитарного пузырька очень небольшого размера (приблизительно 0,1 микрона). Несколько слившихся пузырьков формируют более крупное образование - пиносому . На следующем этапе пиносомы сливаются с лизосомами , содержащими гидролитические ферменты, которые разрушают полимерные молекулы до мономеров. В тех случаях, когда процесс пиноцитоза реализуется через рецепторный аппарат, в пиносомах до слияния с лизосомами наблюдается отсоединение захваченных молекул от рецепторов, которые в составе дочерних пузырьков возвращаются на клеточную поверхность.