Биологические мембраны и транспорт веществ
🌿 Биология · 10 класс
Строение биологической мембраны
Биологическая мембрана — это тонкая структура, которая ограничивает клетку и её органоиды и регулирует обмен веществ между клеткой и окружающей средой. Основу любой мембраны составляет двойной слой липидов, в который встроены молекулы белков.
Современную модель строения мембраны называют жидкостно-мозаичной. Согласно ей, молекулы фосфолипидов образуют подвижный двойной слой, обращённый гидрофобными хвостами внутрь, а белки располагаются в нём подобно мозаике: одни лежат на поверхности, другие пронизывают мембрану насквозь.
Функции мембраны
- Барьерная — отделяет содержимое клетки от внешней среды и поддерживает её целостность.
- Транспортная — обеспечивает избирательный перенос веществ внутрь клетки и наружу.
- Рецепторная — воспринимает сигналы из внешней среды благодаря белкам-рецепторам.
Важнейшее свойство мембраны — избирательная (полупроницаемая) проницаемость: она пропускает одни вещества и задерживает другие. Именно это позволяет клетке поддерживать постоянство своего внутреннего состава.
Способы транспорта веществ
Перенос веществ через мембрану бывает пассивным, идущим без затрат энергии, и активным, требующим энергии АТФ.
| Тип транспорта | Затраты энергии | Направление переноса |
|---|---|---|
| Диффузия | Нет | По градиенту концентрации |
| Осмос | Нет | Перемещение воды |
| Активный транспорт | Да, расход АТФ | Против градиента |
| Эндоцитоз и экзоцитоз | Да | Перенос крупных частиц |
Пассивный транспорт
При диффузии вещества перемещаются из области с большей концентрацией в область с меньшей, пока их концентрация не выровняется. Осмос — это диффузия воды через полупроницаемую мембрану в сторону более концентрированного раствора. Эти процессы идут самопроизвольно и не требуют затрат энергии.
Разбор примера активного транспорта
Рассмотрим работу натрий-калиевого насоса: 3 Na наружу + 2 K внутрь + 1 АТФ. Этот белок-переносчик выкачивает три иона натрия из клетки и накачивает два иона калия внутрь против градиента концентрации, расходуя энергию одной молекулы АТФ. Так на мембране поддерживается разность зарядов, необходимая для работы нервных и мышечных клеток.
Эндоцитоз и экзоцитоз
Крупные частицы и капли жидкости переносятся в мембранной упаковке. Эндоцитоз — это поглощение веществ клеткой; его разновидности — фагоцитоз (захват твёрдых частиц) и пиноцитоз (захват капель жидкости). Экзоцитоз — выведение веществ из клетки наружу.
Частая ошибка: путать диффузию и активный транспорт. При диффузии вещества движутся сами по градиенту концентрации без затрат энергии, а при активном транспорте — против градиента, и для этого обязательно расходуется АТФ.
Кратко о главном
- Мембрана состоит из двойного слоя липидов и встроенных белков.
- Модель строения называют жидкостно-мозаичной.
- Главное свойство мембраны — избирательная проницаемость.
- Транспорт бывает пассивным (диффузия, осмос) и активным (насосы, эндоцитоз, экзоцитоз).