màng tế bào thực vật. Cấu trúc và chức năng của màng sinh học

Màng tế bào của thực vật là một trong những bào quan bao bọc tế bào chất và là hàng rào ngăn cách cụ thể giữa chất bên trong và môi trường bên ngoài. Organoid này còn có các tên khác được chấp nhận trong khoa học sinh học: màng sinh chất, plasmalemma và cytolemma. Nó chỉ được nghiên cứu đầy đủ gần đây - vào những năm bảy mươi của thế kỷ trước, một bước đột phá trong nghiên cứu gắn liền với sự ra đời của kính hiển vi điện tử đầu tiên, điều này đã tạo thuận lợi rất nhiều cho công việc của các nhà nghiên cứu. Các thí nghiệm khoa học đầu tiên liên quan đến plasmalemma, và đã nhận được những kết quả quan trọng, đã được thực hiện vào năm 1925. Màng tế bào của tế bào thực vật có những đặc tính giúp phân biệt nó với một bào quan tương tự của động vật. Bài viết này sẽ thảo luận chi tiết về các tính năng này.

Và các chức năng không khác nhau nhiều ở các sinh vật khác nhau. Hầu hết các loài có cấu trúc màng sinh chất sau:

1. lớp ngoài. Nó bao gồm các protein, không liên tục, có các kênh đặc biệt trong cấu trúc của nó, bao gồm các ion, phục vụ cho việc vận chuyển các chất bên trong mà không có khả năng vượt qua lớp giữa một cách độc lập.
2. lớp trung lưu. Nếu không - bilipid hoặc béo. Nó ở dạng lỏng và tương đối đồng nhất, vì các loại protein khác nhau hiện diện ở các lớp bên ngoài có thể xâm nhập vào bên trong nó. Nó chứa một số loại lipid: phospholipid, cholesterol và glycolipid. Cholesterol không phải lúc nào cũng có. Lipid có một đầu, được coi là ưa nước, cũng như hai đầu dài, ngược lại, là kỵ nước.
3. Lớp bên trong. Tương tự như lớp ngoài, bao gồm các protein. Ngoài ra, các lớp protein có các lipid hình khuyên đặc biệt đóng vai trò như một lớp màng bảo vệ chúng, đảm bảo hoạt động của chúng.

Các lớp protein của màng tế bào thực vật bao gồm:

• các protein tích phân. Phân bố trên toàn bộ chiều rộng của plasmalemma;
• bán tích phân. Nhúng vào bên trong, nhưng không đi qua cytolemma;
• ngoại vi. Chỉ trình bày trên bề mặt.

Đã xét ở trên, phần lớn giống nhau ở các loài khác nhau, nó vẫn có sự khác biệt nhỏ ở các sinh vật như thực vật, nấm và vi khuẩn. Để hiểu bản chất của những khác biệt này, cần phải xem xét các nhiệm vụ mà plasmalemma giải quyết trong sinh vật thực vật.

Xem video về cấu trúc của tế bào và màng tế bào.

Màng tế bào của thực vật thực hiện các chức năng sau:

1. Đang chuyển hàng. Thúc đẩy quá trình tiêu hóa các chất dinh dưỡng cần thiết. Điều hòa sự trao đổi chung của tế bào với môi trường bên ngoài.
2. Ma trận. Chịu trách nhiệm về vị trí của các bào quan bên trong khác, cố định vị trí của chúng và thúc đẩy sự tương tác của chúng với nhau.
3. Điều hòa chuyển hóa năng lượng. Cung cấp dòng chảy của các quá trình khác nhau, từ quang hợp đến hô hấp tế bào. Các quá trình này sẽ không thể thực hiện được nếu không có các kênh protein của plasmalemma.
4. Sản xuất enzyme. Enzyme được tạo ra trong các lớp protein của màng sinh chất của một số tế bào.

Trong tế bào động vật và thực vật, cấu trúc của màng tế bào giống hệt nhau, nhưng các chức năng mà chúng thực hiện lại khác nhau. Điều này có thể được giải thích bởi sự hiện diện của thực vật. Bức tường này là một organoid bổ sung bao phủ cytolemma từ bên ngoài, và do đó, đảm nhận một số chức năng của nó.

Các chức năng được tiếp quản bởi thành tế bào:

• bảo vệ. Vách này chắc chắn, giúp chống hư hỏng cơ học. Nó cũng cho phép các phân tử vào bên trong một cách có chọn lọc, ngăn chặn những phân tử gây bệnh xâm nhập;
• hình thành cổ phiếu. Một số chất hữu ích được lắng đọng trong tường để sử dụng trong trường hợp có điều kiện bất lợi, cũng như để đảm bảo sự sinh trưởng và phát triển;
• điều hòa áp suất bên trong. Việc thực hiện chức năng này liên quan trực tiếp đến sức bền của cơ thể;
• tương tác với các tế bào khác. Sự hiện diện của các kênh đặc biệt trong tường cho phép bạn trao đổi thông tin về trạng thái của môi trường bên ngoài.

Bức tường được coi là đảm nhận một số chức năng được thực hiện ở các sinh vật động vật bởi cytolemma. Chính vì điều này mà cấu trúc màng của thực vật và một số loài khác có thể khác nhau.

Giá trị của cytolemma đối với cơ thể

Mặc dù thực tế là ở thực vật, nhiều chức năng đã được ủy nhiệm từ tế bào sinh dục sang cơ quan khác, nhưng nó vẫn đóng một vai trò rất quan trọng đối với sự sống của sinh vật.

Với sự trợ giúp của plasmalemma, các quá trình trao đổi chất chính xảy ra, được thể hiện bằng các phản ứng sau:

1. Xuất bào. Sự giải phóng ra bên ngoài các chất đã được xử lý trước đó, hoặc được hình thành đặc biệt để xâm nhập vào môi trường bên ngoài (ví dụ, hormone hoặc enzym). Để loại bỏ chúng, các túi đặc biệt được hình thành trên bề mặt bên trong của tế bào chất, chúng đi qua các hàng lipid và sau đó chất chứa của chúng được giải phóng ra bên ngoài.
2. Thực bào. Sự hấp thụ bởi cytolemma của các phần tử của một số chất dinh dưỡng và quá trình xử lý tiếp theo của chúng. Các tế bào đặc biệt được gọi là thực bào, được gắn vào cytolemma, chịu trách nhiệm cho quá trình này.
3. Tăng tế bào sinh dục (Pinocytosis). Sự hấp thụ bởi plasmalemma của các phân tử chất lỏng ở gần nó. Điều này được thực hiện bởi các trùng roi đặc biệt nằm trên bề mặt của plasmalemma, do đó chất lỏng xâm nhập vào bề mặt có dạng giọt và có thể bị bắt giữ.

Do sự hiện diện của các kênh ion, một số chất cần thiết cho sự sống đi vào qua cytolemma. Tầm quan trọng của các kênh này khó có thể được đánh giá quá cao, tầm quan trọng của chúng được chỉ ra, ít nhất, bởi thực tế là nếu các kênh mất âm thanh và ngừng thực hiện các chức năng của chúng một cách chính xác, tế bào bắt đầu đói oxy, do đó, sau một thời gian, nó có thể thoái hóa thành ung thư.

Trong tế bào thực vật, không chỉ cytolemma mà còn có thành tế bào chịu trách nhiệm cho các quá trình dinh dưỡng, do đó, điều quan trọng là sự kết hợp của các bào quan này ở điều kiện thích hợp, sự sống phụ thuộc trực tiếp vào điều này.

Bạn có nghĩ rằng tất cả các chức năng của màng tế bào đã được chỉ ra trong tài liệu? Có lẽ trong số các bạn đang chú ý nhất, ai biết thêm một chức năng tầm thường? Chia sẻ những quan sát của bạn trên

Thiên nhiên đã tạo ra nhiều sinh vật và tế bào, nhưng mặc dù vậy, cấu trúc và hầu hết các chức năng của màng sinh học đều giống nhau, điều này cho phép chúng ta xem xét cấu trúc và nghiên cứu các đặc tính chính của chúng mà không bị ràng buộc với một loại tế bào cụ thể.

Màng là gì?

Màng là một yếu tố bảo vệ, là một phần không thể thiếu của tế bào của bất kỳ cơ thể sống nào.

Đơn vị cấu trúc và chức năng của tất cả các sinh vật sống trên hành tinh là tế bào. Hoạt động quan trọng của nó gắn bó chặt chẽ với môi trường mà nó trao đổi năng lượng, thông tin và vật chất. Vì vậy, năng lượng dinh dưỡng cần thiết cho hoạt động của tế bào đến từ bên ngoài và được sử dụng để thực hiện các chức năng khác nhau của nó.

Cấu trúc của đơn vị cấu trúc đơn giản nhất của cơ thể sống: màng bào quan, các thể vùi khác nhau. Nó được bao quanh bởi một lớp màng, bên trong có nhân và tất cả các bào quan. Đó là ti thể, lysosome, ribosome, lưới nội chất. Mỗi phần tử cấu trúc có màng riêng.

Vai trò đối với đời sống của chi bộ

Màng sinh học đóng một vai trò quan trọng nhất trong cấu trúc và hoạt động của một hệ thống sống cơ bản. Chỉ một tế bào được bao bọc bởi lớp vỏ bảo vệ mới có thể được gọi là sinh vật một cách chính xác. Một quá trình như trao đổi chất cũng được thực hiện do sự hiện diện của màng. Nếu tính toàn vẹn cấu trúc của nó bị vi phạm, điều này dẫn đến sự thay đổi trạng thái chức năng của sinh vật nói chung.

Màng tế bào và các chức năng của nó

Nó ngăn cách tế bào chất của tế bào với môi trường bên ngoài hoặc với màng. Màng tế bào đảm bảo thực hiện đúng các chức năng cụ thể, chi tiết cụ thể của các tiếp xúc giữa các tế bào và các biểu hiện miễn dịch, và hỗ trợ sự khác biệt xuyên màng về điện thế. Nó chứa các thụ thể có thể nhận biết các tín hiệu hóa học - hormone, chất trung gian và các thành phần hoạt tính sinh học khác. Các thụ thể này cung cấp cho nó một khả năng khác - thay đổi hoạt động trao đổi chất của tế bào.

Các chức năng của màng:

1. Chủ động chuyển các chất.

2. Sự truyền thụ động các chất:

2.1. Sự khuếch tán là đơn giản.

2.2. vận chuyển qua các lỗ chân lông.

2.3. Sự vận chuyển được thực hiện bằng cách khuếch tán chất mang cùng với chất có màng hoặc bằng cách chuyển tiếp một chất dọc theo chuỗi phân tử của chất mang.

3. Chuyển các chất không điện giải do khuếch tán đơn giản và thuận lợi.

Cấu trúc của màng tế bào

Các thành phần của màng tế bào là lipid và protein.

Lipid: phospholipid, phosphatidylethanolamine, sphingomyelin, phosphatidylinositol và phosphatidylserine, glycolipid. Tỷ lệ lipit là 40-90%.

Protein: ngoại vi, tích phân (glycoprotein), spectrin, actin, bộ xương tế bào.

Thành phần cấu trúc chính là một lớp kép của các phân tử phospholipid.

Màng mái: định nghĩa và phân loại

Một số thống kê. Trên lãnh thổ Liên bang Nga, màng lọc đã được sử dụng làm vật liệu lợp mái cách đây không lâu. Tỷ lệ mái màng trong tổng số tấm mái mềm chỉ là 1,5%. Mái nhà bằng nhựa bitum và mastic đã trở nên phổ biến hơn ở Nga. Nhưng ở Tây Âu, mái nhà màng chiếm tới 87%. Sự khác biệt có thể sờ thấy được.

Theo quy luật, màng là vật liệu chính trong lớp phủ mái là lý tưởng cho mái bằng. Đối với những người có thành kiến ​​lớn, nó ít phù hợp hơn.

Sản lượng sản xuất và kinh doanh mái nhà màng tại thị trường trong nước đang có xu hướng tăng trưởng tích cực. Tại sao? Lý do quá rõ ràng:

• Tuổi thọ khoảng 60 năm. Hãy tưởng tượng, chỉ có thời gian bảo hành sử dụng do nhà sản xuất quy định đã lên tới 20 năm.
• Dễ dàng cài đặt. Để so sánh: việc lắp đặt mái bằng bitum tốn thời gian gấp 1,5 lần so với việc lắp đặt sàn màng.
• Dễ dàng bảo trì và sửa chữa công việc.

Độ dày của màng lợp có thể là 0,8-2 mm, và trọng lượng trung bình của một mét vuông là 1,3 kg.

Tính chất của màng lợp:

• độ đàn hồi;
• sức mạnh;
• khả năng chống tia cực tím và các phương tiện xâm nhập khác;
• Chống băng giá;
• khả năng chống cháy.

Có ba loại màng lợp. Đặc điểm phân loại chính là loại vật liệu cao phân tử tạo nên phần đế của tấm bạt. Vì vậy, màng lợp là:

• thuộc nhóm EPDM, được chế tạo trên cơ sở polyme hóa ethylene-propylene-diene monome, hay nói cách khác là Ưu điểm: độ bền cao, đàn hồi, chịu nước, thân thiện với môi trường, giá thành rẻ. Nhược điểm: công nghệ kết dính để ghép các tấm bạt bằng cách sử dụng một loại băng keo chuyên dụng, độ bền của các mối nối thấp. Phạm vi ứng dụng: dùng làm vật liệu chống thấm cho trần hầm, nguồn nước, kho chứa chất thải, hồ chứa nhân tạo và tự nhiên, v.v.
• Màng PVC. Đây là những lớp vỏ, trong quá trình sản xuất, polyvinyl clorua được sử dụng làm nguyên liệu chính. Ưu điểm: Khả năng chống tia cực tím, chống cháy, dải màu đa dạng của tấm màng. Nhược điểm: khả năng chống lại vật liệu bitum, dầu, dung môi thấp; thải các chất độc hại vào bầu khí quyển; màu sắc của vải bị phai dần theo thời gian.
• TPO. Được làm từ olefin nhiệt dẻo. Chúng có thể được gia cố và không được gia cố. Đầu tiên được trang bị bằng lưới polyester hoặc vải sợi thủy tinh. Ưu điểm: thân thiện với môi trường, độ bền, độ đàn hồi cao, chịu được nhiệt độ (cả ở nhiệt độ cao và thấp), hàn các mối nối các đường nối của bạt. Nhược điểm: chủng loại giá cao, thiếu nhà sản xuất trên thị trường nội địa.

Màng định hình: đặc điểm, chức năng và lợi ích

Màng định hình là một sự đổi mới trong thị trường xây dựng. Một lớp màng như vậy được sử dụng làm vật liệu chống thấm.

Vật liệu được sử dụng trong sản xuất là polyethylene. Loại sau có hai loại: polyethylene áp suất cao (LDPE) và polyethylene áp suất thấp (HDPE).

Đặc tính kỹ thuật của màng từ LDPE và HDPE

Chỉ báo
Độ bền kéo (MPa)
Độ giãn dài khi kéo (%)
Mật độ (kg / m3)
Cường độ nén (MPa)
Cường độ va đập (khía) (KJ / sqm)
Mô đun uốn (MPa)
Độ cứng (MPa)
Nhiệt độ hoạt động (˚С)	-60 đến +80	-60 đến +80
Tỷ lệ hấp thụ nước hàng ngày (%)

Màng định hình làm bằng polyetylen áp suất cao có bề mặt đặc biệt - các lỗ rỗng. Chiều cao của các thành tạo này có thể thay đổi từ 7 đến 20 mm. Bề mặt bên trong của màng nhẵn. Điều này cho phép uốn cong vật liệu xây dựng mà không gặp sự cố.

Không loại trừ sự thay đổi hình dạng của các phần riêng lẻ của màng, vì áp suất được phân bổ đều trên toàn bộ diện tích của nó do sự hiện diện của tất cả các phần lồi giống nhau. Geomembrane có thể được sử dụng như vật liệu cách nhiệt thông gió. Trong trường hợp này, sự trao đổi nhiệt tự do bên trong tòa nhà được đảm bảo.

Lợi ích của màng định hình:

• tăng sức mạnh;
• khả năng chịu nhiệt;
• tính ổn định của ảnh hưởng hóa học và sinh học;
• tuổi thọ lâu dài (hơn 50 năm);
• dễ lắp đặt và bảo trì;
• chi phí phải chăng.

Màng định hình có ba loại:

• với một lớp duy nhất;
• bằng bạt hai lớp = vải địa kỹ thuật + màng thoát nước;
• bằng bạt ba lớp = mặt trơn + vải địa kỹ thuật + màng thoát nước.

Màng định hình một lớp được sử dụng để bảo vệ chống thấm chính, lắp đặt và tháo dỡ bê tông chuẩn bị cho các bức tường có độ ẩm cao. Một lớp bảo vệ hai lớp được sử dụng trong quá trình thiết bị. Một lớp bảo vệ ba lớp được sử dụng trên đất bám sương giá và lớp đất sâu.

Khu vực sử dụng màng thoát nước

Màng định hình tìm thấy ứng dụng của nó trong các lĩnh vực sau:

1. Chống thấm nền cơ bản. Cung cấp sự bảo vệ đáng tin cậy chống lại ảnh hưởng phá hoại của nước ngầm, hệ thống rễ cây, sụt lún đất và hư hỏng cơ học.
2. Thoát nước tường móng. Trung hòa tác động của nước ngầm, lượng mưa bằng cách chuyển chúng vào hệ thống thoát nước.
3. Loại nằm ngang - bảo vệ chống lại sự biến dạng do các đặc điểm cấu tạo.
4. Một chất tương tự của việc chuẩn bị bê tông. Nó được sử dụng trong trường hợp thi công xây dựng công trình ở vùng có mực nước ngầm thấp, trong trường hợp chống thấm ngang được sử dụng để chống ẩm mao dẫn. Ngoài ra, các chức năng của màng định hình bao gồm khả năng không thấm của xi măng vào đất.
5. Thông gió cho các bề mặt tường có độ ẩm cao. Nó có thể được lắp đặt ở cả bên trong và bên ngoài căn phòng. Trong trường hợp đầu tiên, lưu thông không khí được kích hoạt, và trong trường hợp thứ hai, độ ẩm và nhiệt độ tối ưu được đảm bảo.
6. Đã sử dụng mái ngược.

Màng siêu khuếch tán

Màng siêu khuếch tán là vật liệu thế hệ mới, mục đích chính là bảo vệ các phần tử của kết cấu mái khỏi các hiện tượng gió, mưa và hơi nước.

Việc sản xuất vật liệu bảo vệ dựa trên việc sử dụng sản phẩm không dệt, sợi dày chất lượng cao. Ở thị trường nội địa, màng ba lớp và bốn lớp được ưa chuộng. Đánh giá của các chuyên gia và người tiêu dùng xác nhận rằng thiết kế càng nhiều lớp thì chức năng bảo vệ của nó càng mạnh và do đó, hiệu suất năng lượng của căn phòng nói chung càng cao.

Tùy thuộc vào loại mái, tính năng thiết kế của nó, điều kiện khí hậu, các nhà sản xuất khuyến nghị ưu tiên cho một hoặc một loại màng khuếch tán khác. Vì vậy, chúng tồn tại đối với mái dốc có cấu trúc phức tạp và đơn giản, đối với mái dốc có độ dốc tối thiểu, đối với mái xếp, v.v.

Màng siêu khuếch tán được đặt trực tiếp trên lớp cách nhiệt, ván sàn. Không cần khe hở thông gió. Vật liệu được gắn chặt bằng các giá đỡ hoặc đinh thép đặc biệt. Các mép của tấm khuếch tán được kết nối với nhau. Có thể thực hiện công việc ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt: gió giật mạnh, v.v.

Ngoài ra, lớp phủ được đề cập có thể được sử dụng như một lớp phủ mái tạm thời.

Màng PVC: bản chất và mục đích

Màng PVC là một vật liệu lợp mái được làm từ polyvinyl clorua và có đặc tính đàn hồi. Một loại vật liệu lợp mái hiện đại như vậy đã thay thế hoàn toàn các chất tương tự cuộn bitum, vốn có một nhược điểm đáng kể - cần phải bảo trì và sửa chữa có hệ thống. Ngày nay, các tính năng đặc trưng của màng PVC giúp bạn có thể sử dụng khi tiến hành sửa chữa mái bằng cũ. Chúng cũng được sử dụng khi lắp đặt các mái nhà mới.

Mái nhà làm bằng vật liệu này rất dễ sử dụng và có thể lắp đặt trên mọi loại bề mặt, vào bất kỳ thời điểm nào trong năm và dưới mọi điều kiện thời tiết. Màng PVC có các tính chất sau:

• sức mạnh;
• ổn định khi tiếp xúc với tia UV, các loại lượng mưa, tải trọng điểm và bề mặt.

Nhờ những đặc tính riêng biệt của nó mà màng PVC sẽ phục vụ bạn một cách trung thành trong nhiều năm. Thời gian sử dụng của mái nhà bằng với thời gian hoạt động của chính tòa nhà, trong khi vật liệu lợp mái cuộn cần được sửa chữa thường xuyên, thậm chí có trường hợp phải tháo dỡ và lắp đặt sàn mới.

Giữa chúng, các tấm màng PVC được kết nối bằng cách hàn hơi nóng, nhiệt độ trong khoảng 400-600 độ C. Kết nối này hoàn toàn được đóng kín.

Ưu điểm của màng PVC

Ưu điểm của chúng là rõ ràng:

• tính linh hoạt của hệ thống mái che, phù hợp nhất với dự án xây dựng;
• đường nối bền, kín khít giữa các tấm màng;
• khả năng chống chịu lý tưởng với biến đổi khí hậu, điều kiện thời tiết, nhiệt độ, độ ẩm;
• tăng khả năng thấm hơi, góp phần làm bay hơi hơi ẩm tích tụ trong không gian dưới mái nhà;
• nhiều tùy chọn màu sắc;
• tính chất chữa cháy;
• khả năng duy trì các đặc tính và diện mạo ban đầu trong một thời gian dài;
• Màng PVC là vật liệu tuyệt đối thân thiện với môi trường, được khẳng định bằng các chứng chỉ liên quan;
• quá trình lắp đặt được cơ giới hóa nên sẽ không mất nhiều thời gian;
• quy tắc vận hành cho phép lắp đặt các bổ sung kiến ​​trúc khác nhau trực tiếp trên đỉnh của chính màng PVC;
• tạo kiểu một lớp sẽ giúp bạn tiết kiệm tiền;
• dễ bảo trì và sửa chữa.

Vải màng

Vải màng đã được ngành dệt may biết đến từ lâu. Giày và quần áo được làm từ chất liệu này: cho người lớn và trẻ em. Màng - cơ sở của vải màng, được trình bày dưới dạng một màng polyme mỏng và có các đặc tính như khả năng chống thấm nước và thấm hơi. Để sản xuất vật liệu này, bộ phim này được bao phủ bởi các lớp bảo vệ bên ngoài và bên trong. Cấu trúc của chúng do chính màng tế bào quyết định. Điều này được thực hiện để bảo toàn tất cả các tài sản hữu ích ngay cả trong trường hợp bị hư hỏng. Nói cách khác, quần áo màng không bị ướt khi tiếp xúc với lượng mưa dưới dạng tuyết hoặc mưa, nhưng đồng thời nó truyền hơi nước từ cơ thể ra môi trường bên ngoài một cách hoàn hảo. Thông lượng này cho phép da thở.

Xem xét tất cả những điều trên, chúng ta có thể kết luận rằng quần áo mùa đông lý tưởng được làm từ loại vải như vậy. Màng, nằm ở đáy của vải, có thể là:

• với lỗ chân lông;
• không có lỗ chân lông;
• kết hợp.

Teflon có trong thành phần của màng có nhiều vi hạt. Kích thước của các lỗ chân lông như vậy thậm chí không bằng kích thước của một giọt nước, nhưng lớn hơn một phân tử nước, điều này cho thấy khả năng chống nước và khả năng loại bỏ mồ hôi.

Màng không có lỗ rỗng thường được làm từ polyurethane. Lớp trong của chúng tập trung tất cả các chất tiết mồ hôi-mỡ của cơ thể người và đẩy chúng ra ngoài.

Cấu trúc của màng kết hợp ngụ ý sự hiện diện của hai lớp: xốp và mịn. Loại vải này có đặc điểm chất lượng cao và sẽ tồn tại trong nhiều năm.

Nhờ những ưu điểm này mà quần áo, giày dép làm bằng vải màng và thiết kế để mặc trong mùa đông rất bền, nhẹ, bảo vệ hoàn hảo khỏi sương giá, ẩm ướt và bụi bẩn. Chúng chỉ đơn giản là không thể thiếu cho nhiều loại hình hoạt động giải trí mùa đông, leo núi.

màng tế bào.

Màng tế bào ngăn cách nội dung của bất kỳ tế bào nào với môi trường bên ngoài, đảm bảo tính toàn vẹn của nó; điều hòa sự trao đổi chất giữa tế bào và môi trường; màng nội bào phân chia tế bào thành các ngăn kín chuyên biệt - ngăn hoặc các bào quan, trong đó các điều kiện môi trường nhất định được duy trì.

Cấu trúc.

Màng tế bào là một lớp kép (lớp kép) gồm các phân tử thuộc lớp lipid (chất béo), hầu hết trong số đó là loại lipid phức tạp - phospholipid. Phân tử lipid có một phần kỵ nước (“đầu”) và một phần kỵ nước (“đuôi”). Khi màng được hình thành, phần kỵ nước của các phân tử quay vào trong, trong khi phần ưa nước quay ra ngoài. Màng là cấu trúc rất giống nhau ở các sinh vật khác nhau. Độ dày của màng là 7-8 nm. (10-9 mét)

ưa nước- khả năng của một chất bị làm ướt bởi nước.
tính kỵ nước- không có khả năng bị thấm ướt bởi nước của một chất.

Màng sinh học cũng bao gồm các protein khác nhau:
- tích phân (xuyên qua màng)
- bán nguyên vẹn (nhúng một đầu vào lớp lipid bên ngoài hoặc bên trong)
- bề ngoài (nằm ở mặt ngoài hoặc tiếp giáp với mặt trong của màng).
Một số protein là điểm tiếp xúc của màng tế bào với bộ xương bên trong tế bào và thành tế bào (nếu có) ở bên ngoài.

tế bào xương- giàn giáo tế bào bên trong tế bào.

Chức năng.

1) Rào cản- Cung cấp một quá trình trao đổi chất có điều hòa, chọn lọc, thụ động và tích cực với môi trường.

2) Giao thông vận tải- Các chất được vận chuyển qua màng vào và ra khỏi tế bào.

3) Cơ khí- Đảm bảo tính tự chủ của tế bào, các cấu trúc nội bào cũng như sự liên kết với các tế bào khác (trong mô) Chất gian bào đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chức năng cơ học.

4) Receptor- một số prôtêin trong màng là cơ quan thụ cảm (các phân tử mà tế bào nhận biết một số tín hiệu nhất định).

Ví dụ, các hormone lưu thông trong máu chỉ tác động lên các tế bào đích có các thụ thể tương ứng với các hormone đó. Chất dẫn truyền thần kinh (hóa chất dẫn truyền xung thần kinh) cũng liên kết với các protein thụ thể cụ thể trên tế bào đích.

Nội tiết tố- hóa chất báo hiệu hoạt tính sinh học.

5) Enzym Các protein màng thường là các enzym. Ví dụ, màng sinh chất của tế bào biểu mô ruột chứa các enzym tiêu hóa.

6) Thực hiện việc tạo ra và dẫn truyền thông tin sinh học.
Với sự trợ giúp của màng, nồng độ ion không đổi được duy trì trong tế bào: nồng độ ion K + bên trong tế bào cao hơn nhiều so với bên ngoài, và nồng độ Na + thấp hơn nhiều, điều này rất quan trọng, vì điều này duy trì sự khác biệt tiềm năng qua màng và tạo ra xung thần kinh.

xung thần kinh – một sóng kích thích truyền dọc theo sợi thần kinh.

7) Ghi nhãn tế bào- Có các kháng nguyên trên màng hoạt động như dấu hiệu - "nhãn" cho phép bạn xác định tế bào. Đây là các glycoprotein (tức là các protein có chuỗi bên oligosaccharide phân nhánh gắn liền với chúng) đóng vai trò "ăng-ten". Do có vô số cấu hình chuỗi bên, có thể tạo một điểm đánh dấu cụ thể cho từng loại ô. Với sự trợ giúp của các điểm đánh dấu, các tế bào có thể nhận ra các tế bào khác và hoạt động cùng với chúng, ví dụ, khi hình thành các cơ quan và mô. Nó cũng cho phép hệ thống miễn dịch nhận ra các kháng nguyên lạ.

tính năng thấm.

Màng tế bào có tính thấm chọn lọc: chúng thấm từ từ qua chúng theo nhiều cách khác nhau:

• Glucose là nguồn năng lượng chính.
• Axit amin là nền tảng tạo nên tất cả các protein trong cơ thể.
• Axit béo - cấu trúc, năng lượng và các chức năng khác.
• Glycerol - làm cho cơ thể giữ nước và giảm sản xuất nước tiểu.
• Các ion là các enzym cho các phản ứng.

Hơn nữa, bản thân các màng tích cực điều chỉnh quá trình này ở một mức độ nhất định - một số chất đi qua, trong khi những chất khác thì không. Có bốn cơ chế chính cho sự xâm nhập của các chất vào tế bào hoặc sự loại bỏ chúng từ tế bào ra bên ngoài:

Cơ chế thẩm thấu thụ động:

1) Sự khuếch tán.

Một biến thể của cơ chế này là khuếch tán tạo điều kiện, trong đó một phân tử cụ thể giúp một chất đi qua màng. Phân tử này có thể có một kênh cho phép chỉ một loại chất đi qua.

Khuếch tán- quá trình xâm nhập lẫn nhau của các phân tử chất này giữa các phân tử của chất khác.

Thẩm thấu– quá trình khuếch tán một chiều qua màng bán thấm của các phân tử dung môi hướng tới nồng độ chất tan cao hơn.

Màng bao quanh tế bào máu bình thường chỉ thấm được các phân tử nước, oxy, một số chất dinh dưỡng hòa tan trong máu và các chất thải tế bào.

Cơ chế thẩm thấu tích cực:

1) Vận chuyển tích cực.

vận chuyển tích cực– sự chuyển một chất từ ​​vùng có nồng độ thấp sang vùng có nồng độ cao.

Vận chuyển tích cực đòi hỏi năng lượng, vì nó di chuyển từ khu vực có nồng độ thấp sang khu vực có nồng độ cao. Trên màng tế bào có các protein bơm đặc biệt chủ động bơm các ion kali (K +) vào trong tế bào và bơm các ion natri (Na +) ra khỏi tế bào, ATP đóng vai trò như năng lượng.

ATP– nguồn năng lượng vạn năng cho mọi quá trình sinh hóa. .(Trễ hơn)

2) Quá trình nội bào.

Các hạt vì lý do nào đó không thể vượt qua màng tế bào, nhưng cần thiết cho tế bào, có thể xuyên qua màng bằng quá trình nội bào.

Nội bào– quá trình hấp thụ vật chất bên ngoài của tế bào.

Tính thấm chọn lọc của màng trong quá trình vận chuyển thụ động là do các kênh đặc biệt - các protein tích hợp. Chúng xuyên qua màng và xuyên qua, tạo thành một loại lối đi. Các nguyên tố K, Na và Cl có kênh riêng. Đối với gradient nồng độ, các phân tử của các nguyên tố này di chuyển vào và ra khỏi tế bào. Khi bị kích thích, các kênh ion natri mở ra và có một dòng ion natri chảy mạnh vào tế bào. Điều này dẫn đến mất cân bằng điện thế màng. Sau đó, điện thế màng được phục hồi. Các kênh kali luôn mở, qua đó các ion kali từ từ đi vào tế bào.

Cấu trúc màng

Tính thấm

vận chuyển tích cực

Thẩm thấu

Nội bào

9.5.1. Một trong những chức năng chính của màng là tham gia vào quá trình vận chuyển các chất. Quá trình này được cung cấp bởi ba cơ chế chính: khuếch tán đơn giản, khuếch tán thuận lợi và vận chuyển tích cực (Hình 9.10). Hãy nhớ các đặc điểm quan trọng nhất của các cơ chế này và ví dụ về các chất được vận chuyển trong từng trường hợp.

Hình 9.10. Cơ chế vận chuyển các phân tử qua màng

khuếch tán đơn giản- chuyển các chất qua màng mà không có sự tham gia của các cơ chế đặc biệt. Vận chuyển xảy ra dọc theo một gradient nồng độ mà không tiêu thụ năng lượng. Các phân tử sinh học nhỏ - H2O, CO2, O2, urê, các chất có khối lượng phân tử thấp kỵ nước được vận chuyển bằng cách khuếch tán đơn giản. Tốc độ khuếch tán đơn giản tỷ lệ với gradien nồng độ.

Sự khuếch tán thuận lợi- sự chuyển các chất qua màng bằng cách sử dụng các kênh protein hoặc các protein mang đặc biệt. Nó được thực hiện dọc theo gradient nồng độ mà không tiêu thụ năng lượng. Các monosaccarit, axit amin, nucleotit, glixerol, một số ion được vận chuyển. Động học bão hòa là đặc trưng - tại một nồng độ (bão hòa) nhất định của chất được chuyển, tất cả các phân tử chất mang đều tham gia vào quá trình truyền và tốc độ vận chuyển đạt đến giá trị giới hạn.

vận chuyển tích cực- cũng cần sự tham gia của các protein mang đặc biệt, nhưng sự chuyển giao xảy ra đối với một gradient nồng độ và do đó cần năng lượng. Với sự trợ giúp của cơ chế này, các ion Na +, K +, Ca2 +, Mg2 + được vận chuyển qua màng tế bào và các proton qua màng ti thể. Sự vận chuyển tích cực của các chất được đặc trưng bởi động học bão hòa.

9.5.2. Một ví dụ về hệ thống vận chuyển thực hiện vận chuyển ion tích cực là Na +, K + -adenosine triphosphatase (Na +, K + -ATPase hoặc Na +, K + -pump). Protein này nằm trong độ dày của màng sinh chất và có khả năng xúc tác phản ứng thủy phân ATP. Năng lượng được giải phóng trong quá trình thủy phân 1 phân tử ATP được sử dụng để chuyển 3 ion Na + từ tế bào ra ngoài tế bào và 2 ion K + theo chiều ngược lại (Hình 9.11). Kết quả của hoạt động của Na +, K + -ATPase, sự chênh lệch nồng độ được tạo ra giữa dịch bào của tế bào và dịch ngoại bào. Vì sự vận chuyển của các ion là không tương đương, sự khác biệt về điện thế phát sinh. Do đó, phát sinh thế điện hóa, là tổng năng lượng của hiệu điện thế Δφ và năng lượng của sự chênh lệch nồng độ các chất ΔС ở cả hai phía của màng.

Hình 9.11. Lược đồ Na +, K + -pump.

9.5.3. Chuyển qua màng của các hạt và các hợp chất cao phân tử

Cùng với sự vận chuyển các chất và ion hữu cơ do chất mang thực hiện, có một cơ chế rất đặc biệt trong tế bào được thiết kế để hấp thụ và loại bỏ các hợp chất cao phân tử ra khỏi tế bào bằng cách thay đổi hình dạng của màng sinh học. Cơ chế như vậy được gọi là vận chuyển vesicular.

Hình 9.12. Các kiểu vận chuyển mụn nước: 1 - nội bào; 2 - xuất bào.

Trong quá trình chuyển giao các đại phân tử, sự hình thành tuần tự và sự hợp nhất của các túi (vesicles) được bao quanh bởi một lớp màng. Theo hướng vận chuyển và tính chất của các chất được chuyển, người ta phân biệt các dạng vận chuyển dạng lỗ sau:

Nội bào(Hình 9.12, 1) - sự chuyển các chất vào trong tế bào. Tùy thuộc vào kích thước của mụn nước, có:

một) sự tăng sinh tế bào biểu bì - hấp thụ chất lỏng và các đại phân tử hòa tan (protein, polysaccharid, axit nucleic) bằng cách sử dụng các bong bóng nhỏ (đường kính 150 nm);

b) sự thực bào - hấp thụ các phần tử lớn, chẳng hạn như vi sinh vật hoặc mảnh vụn tế bào. Trong trường hợp này, các túi lớn được hình thành, được gọi là thể thực bào với đường kính hơn 250 nm.

Pinocytosis là đặc trưng của hầu hết các tế bào nhân thực, trong khi các hạt lớn được hấp thụ bởi các tế bào chuyên biệt - bạch cầu và đại thực bào. Ở giai đoạn đầu tiên của quá trình nội bào, các chất hoặc phần tử được hấp phụ trên bề mặt màng, quá trình này xảy ra mà không cần tiêu thụ năng lượng. Ở giai đoạn tiếp theo, màng có chất bị hấp phụ đi sâu vào tế bào chất; kết quả là sự xâm nhập cục bộ của màng sinh chất được bao bọc từ bề mặt tế bào, tạo thành các mụn nước, sau đó di chuyển vào trong tế bào. Quá trình này được kết nối bởi một hệ thống các vi sợi và phụ thuộc vào năng lượng. Các túi và các phasome khi đi vào tế bào có thể hợp nhất với các lysosome. Các enzym chứa trong lysosome phân hủy các chất có trong túi và phasome thành các sản phẩm có trọng lượng phân tử thấp (axit amin, monosaccharide, nucleotide), được vận chuyển đến tế bào, nơi chúng có thể được tế bào sử dụng.

Xuất bào(Hình 9.12, 2) - sự chuyển các hạt và các hợp chất lớn từ tế bào. Quá trình này, giống như quá trình nội bào, diễn ra quá trình hấp thụ năng lượng. Các loại xuất bào chính là:

một) tiết - loại bỏ khỏi tế bào các hợp chất hòa tan trong nước được sử dụng hoặc ảnh hưởng đến các tế bào khác của cơ thể. Nó có thể được thực hiện bởi cả các tế bào không chuyên biệt và các tế bào của các tuyến nội tiết, niêm mạc của đường tiêu hóa, thích ứng cho việc bài tiết các chất mà chúng tạo ra (hormone, chất dẫn truyền thần kinh, proenzyme), tùy thuộc vào nhu cầu cụ thể của cơ thể. .

Các protein tiết ra được tổng hợp trên các ribosome liên kết với các màng của lưới nội chất thô. Sau đó, các protein này được vận chuyển đến bộ máy Golgi, nơi chúng được biến đổi, cô đặc, sắp xếp, rồi đóng gói thành các túi, chúng được phân cắt thành tế bào và sau đó hợp nhất với màng sinh chất để các chất bên trong túi nằm bên ngoài tế bào.

Không giống như các đại phân tử, các hạt nhỏ được tiết ra, chẳng hạn như proton, được vận chuyển ra khỏi tế bào bằng cách sử dụng cơ chế khuếch tán và vận chuyển tích cực.

b) bài tiết - loại bỏ khỏi tế bào những chất không thể sử dụng được (ví dụ, loại bỏ chất dạng lưới khỏi hồng cầu lưới trong quá trình tạo hồng cầu, là phần còn lại tổng hợp của các bào quan). Cơ chế bài tiết, rõ ràng, bao gồm thực tế là lúc đầu các hạt bài tiết nằm trong túi tế bào chất, sau đó hợp nhất với màng sinh chất.

Không có gì bí mật đối với bất kỳ ai rằng tất cả sinh vật sống trên hành tinh của chúng ta đều được cấu tạo từ các tế bào của chúng, vô số "" chất hữu cơ này. Đến lượt tế bào, được bao bọc bởi một lớp vỏ bảo vệ đặc biệt - một lớp màng có vai trò rất quan trọng đối với sự sống của tế bào, và các chức năng của màng tế bào không chỉ giới hạn trong việc bảo vệ tế bào, mà là cơ chế phức tạp nhất liên quan. trong sinh sản, dinh dưỡng và tái tạo tế bào.

Màng tế bào là gì

Bản thân từ “màng” được dịch từ tiếng Latinh là “màng”, mặc dù màng không chỉ là một loại màng trong đó tế bào được bao bọc, mà là sự kết hợp của hai màng liên kết với nhau và có các đặc tính khác nhau. Trên thực tế, màng tế bào là một lớp vỏ lipoprotein (chất béo-protein) ba lớp ngăn cách mỗi tế bào với các tế bào lân cận và môi trường, đồng thời thực hiện trao đổi có kiểm soát giữa tế bào và môi trường, đây là định nghĩa học thuật về tế bào. màng là.

Giá trị của màng đơn giản là rất lớn, bởi vì nó không chỉ ngăn cách tế bào này với tế bào khác mà còn đảm bảo sự tương tác của tế bào, với cả các tế bào khác và với môi trường.

Lịch sử nghiên cứu màng tế bào

Hai nhà khoa học người Đức Gorter và Grendel đã đóng góp quan trọng vào việc nghiên cứu màng tế bào vào năm 1925. Sau đó, họ đã cố gắng tiến hành một thí nghiệm sinh học phức tạp trên các tế bào hồng cầu - hồng cầu, trong đó các nhà khoa học nhận được cái gọi là "bóng", vỏ rỗng của hồng cầu, được gấp lại thành một đống và đo diện tích bề mặt, đồng thời đã tính toán lượng lipit trong chúng. Dựa trên lượng lipid thu được, các nhà khoa học đưa ra kết luận rằng chúng vừa đủ cho lớp kép của màng tế bào.

Năm 1935, một cặp nhà nghiên cứu màng tế bào khác, lần này là người Mỹ Daniel và Dawson, sau một loạt các thí nghiệm kéo dài, đã xác định được hàm lượng protein trong màng tế bào. Nếu không, không thể giải thích tại sao màng lại có sức căng bề mặt cao như vậy. Các nhà khoa học đã khéo léo trình bày một mô hình màng tế bào dưới dạng một chiếc bánh sandwich, trong đó vai trò của bánh mì được thực hiện bởi các lớp lipid-protein đồng nhất, và giữa chúng thay vì bơ là sự trống rỗng.

Vào năm 1950, với sự ra đời của lý thuyết điện tử của Daniel và Dawson, người ta đã có thể khẳng định những quan sát thực tế - trên hình ảnh hiển vi của màng tế bào, các lớp của đầu lipid và protein cũng như một khoảng trống giữa chúng có thể nhìn thấy rõ ràng.

Năm 1960, nhà sinh vật học người Mỹ J. Robertson đã phát triển một lý thuyết về cấu trúc ba lớp của màng tế bào, mà lâu nay được coi là đúng duy nhất, nhưng với sự phát triển hơn nữa của khoa học, những nghi ngờ về tính sai lầm của nó bắt đầu xuất hiện. Vì vậy, ví dụ, từ quan điểm của tế bào, sẽ rất khó khăn và tốn nhiều công sức để vận chuyển các chất hữu ích cần thiết qua toàn bộ "bánh sandwich"

Và chỉ đến năm 1972, hai nhà sinh vật học người Mỹ S. Singer và G. Nicholson mới có thể giải thích sự mâu thuẫn của lý thuyết Robertson với sự trợ giúp của một mô hình khảm chất lỏng mới của màng tế bào. Đặc biệt, họ phát hiện ra rằng màng tế bào không đồng nhất về thành phần, hơn nữa, nó không đối xứng và chứa đầy chất lỏng. Ngoài ra, các tế bào luôn chuyển động. Và các protein khét tiếng tạo nên màng tế bào có cấu trúc và chức năng khác nhau.

Tính chất và chức năng của màng tế bào

Bây giờ chúng ta hãy xem xét những chức năng mà màng tế bào thực hiện:

Chức năng rào cản của màng tế bào - màng, như một người bảo vệ biên giới thực sự, bảo vệ các ranh giới của tế bào, trì hoãn, không cho qua các phân tử có hại hoặc đơn giản là không phù hợp.

Chức năng vận chuyển của màng tế bào - màng tế bào không chỉ là người bảo vệ biên giới ở các cửa của tế bào, mà còn là một loại trạm kiểm soát hải quan, qua đó không ngừng trao đổi các chất hữu ích với các tế bào khác và môi trường.

Chức năng ma trận - đó là màng tế bào xác định vị trí tương đối với nhau, điều chỉnh sự tương tác giữa chúng.

Chức năng cơ học - chịu trách nhiệm về sự hạn chế của tế bào này với tế bào khác và song song với sự kết nối chính xác của các tế bào với nhau, để hình thành chúng thành một mô đồng nhất.

Chức năng bảo vệ của màng tế bào là cơ sở để xây dựng lá chắn bảo vệ của tế bào. Trong tự nhiên, chức năng này có thể được ví dụ bằng gỗ cứng, lớp da dày, lớp vỏ bảo vệ, tất cả đều do chức năng bảo vệ của màng.

Chức năng enzym là một chức năng quan trọng khác được thực hiện bởi một số protein tế bào. Ví dụ, do chức năng này, quá trình tổng hợp các enzym tiêu hóa xảy ra trong biểu mô ruột.

Ngoài ra, ngoài tất cả những điều này, quá trình trao đổi chất của tế bào được thực hiện qua màng tế bào, có thể diễn ra bởi ba phản ứng khác nhau:

• Thực bào là một quá trình trao đổi tế bào, trong đó các tế bào thực bào nằm trong màng bắt và tiêu hóa các chất dinh dưỡng khác nhau.
• Pinocytosis - là quá trình bắt giữ bởi màng tế bào, các phân tử chất lỏng tiếp xúc với nó. Để làm được điều này, các tua đặc biệt được hình thành trên bề mặt của màng, dường như bao quanh một giọt chất lỏng, tạo thành bong bóng, sau đó sẽ bị màng “nuốt chửng”.
• Exocytosis - là quá trình ngược lại, khi tế bào tiết ra dịch chức năng qua màng ra bề mặt.

Cấu trúc của màng tế bào

Có ba lớp lipid trong màng tế bào:

• phospholipid (chúng là sự kết hợp của chất béo và phốt pho),
• glycolipid (sự kết hợp của chất béo và carbohydrate),
• cholesterol.

Đến lượt nó, phospholipid và glycolipid bao gồm một đầu ưa nước, trong đó có hai đuôi dài kỵ nước kéo dài. Mặt khác, cholesterol chiếm không gian giữa các đuôi này, ngăn chúng uốn cong, tất cả điều này trong một số trường hợp làm cho màng của một số tế bào rất cứng. Ngoài ra, các phân tử cholesterol điều chỉnh cấu trúc của màng tế bào.

Nhưng có thể là như vậy, phần quan trọng nhất của cấu trúc màng tế bào là protein, hay đúng hơn là các protein khác nhau đóng những vai trò quan trọng khác nhau. Bất chấp sự đa dạng của các protein chứa trong màng, có một điều gì đó gắn kết chúng lại - các lipid hình khuyên nằm xung quanh tất cả các protein của màng. Chất béo hình khuyên là chất béo có cấu trúc đặc biệt đóng vai trò như một loại vỏ bảo vệ cho protein, nếu không có nó thì chúng sẽ không hoạt động.

Cấu tạo của màng tế bào có ba lớp: cơ sở của màng tế bào là lớp lipid lỏng đồng nhất. Protein bao phủ nó trên cả hai mặt giống như một bức tranh khảm. Chính các protein, ngoài các chức năng đã mô tả ở trên, còn đóng vai trò của các kênh đặc thù mà qua đó các chất đi qua màng không có khả năng xuyên qua lớp chất lỏng của màng. Chúng bao gồm, ví dụ, các ion kali và natri; để xâm nhập qua màng, bản chất cung cấp các kênh ion đặc biệt của màng tế bào. Nói cách khác, protein cung cấp khả năng thẩm thấu của màng tế bào.

Nếu chúng ta nhìn vào màng tế bào qua kính hiển vi, chúng ta sẽ thấy một lớp lipid được tạo thành bởi các phân tử hình cầu nhỏ trên đó các protein trôi nổi như trên biển. Bây giờ bạn đã biết những chất nào là một phần của màng tế bào.

Màng tế bào, video

Và cuối cùng, một video giáo dục về màng tế bào.