Mô tả của màng tế bào. Cấu trúc và chức năng của màng sinh học

Hình ảnh của một màng tế bào. Các quả bóng nhỏ màu xanh và trắng tương ứng với các "đầu" ưa nước của lipid, và các đường gắn vào chúng tương ứng với các "đuôi" kỵ nước. Hình bên chỉ hiển thị các protein màng tích hợp (các hạt cầu màu đỏ và các vòng xoắn màu vàng). Các chấm hình bầu dục màu vàng bên trong màng - phân tử cholesterol Chuỗi hạt màu vàng xanh ở bên ngoài màng - chuỗi oligosaccharide tạo thành glycocalyx

Màng sinh học cũng bao gồm các protein khác nhau: nguyên phân (xuyên qua màng), bán nguyên phân (nhúng một đầu vào lớp lipid bên ngoài hoặc bên trong), bề mặt (nằm ở bên ngoài hoặc tiếp giáp với các mặt bên 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. Một số protein không thể tách rời có chức năng như các kênh ion, các chất vận chuyển khác nhau và các thụ thể.

Chức năng của màn hình sinh học

rào cản - cung cấp một quá trình trao đổi chất có quy định, chọn lọc, thụ động và tích cực với môi trường. Ví dụ, màng peroxisome bảo vệ tế bào chất khỏi các peroxit nguy hiểm cho tế bào. Tính thấm chọn lọc có nghĩa là tính thấm của màng đối với các nguyên tử hoặc phân tử khác nhau phụ thuộc vào kích thước, điện tích và tính chất hóa học của chúng. Tính thấm chọn lọc đảm bảo ngăn cách tế bào và các ngăn tế bào với môi trường và cung cấp cho chúng những chất cần thiết.

vận chuyển - qua màng có sự vận chuyển các chất vào trong tế bào và ra khỏi tế bào. Vận chuyển qua màng cung cấp: cung cấp các chất dinh dưỡng, loại bỏ các sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất, bài tiết các chất khác nhau, tạo ra các gradient ion, duy trì độ pH và nồng độ ion thích hợp trong tế bào, cần thiết cho hoạt động của các enzym của tế bào.

Các hạt vì lý do nào đó không thể vượt qua lớp kép phospholipid (ví dụ, do tính chất ưa nước, vì màng bên trong kỵ nước và không cho phép các chất ưa nước đi qua, hoặc do kích thước lớn của chúng), nhưng cần thiết cho tế bào, có thể xuyên qua màng thông qua các protein mang đặc biệt (chất vận chuyển) và protein kênh hoặc bằng quá trình nội bào.

Trong vận chuyển thụ động, các chất đi qua lớp kép lipid mà không tiêu tốn năng lượng, bằng cách 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.

Vận chuyển tích cực đòi hỏi năng lượng, vì nó xảy ra với gradient nồng độ. Có các protein bơm đặc biệt trên màng, bao gồm ATPase, chủ động bơm các ion kali (K +) vào tế bào và bơm các ion natri (Na +) ra khỏi tế bào.

ma trận - cung cấp một vị trí tương đối nhất định và định hướng của các protein màng, sự tương tác tối ưu của chúng;

cơ học - đảm bảo tính tự chủ của tế bào, các cấu trúc nội bào của nó, cũng như kết nối với các tế bào khác (trong mô). Thành tế bào đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp chức năng cơ học, và ở động vật - chất gian bào.

năng lượng - trong quá trình quang hợp trong lục lạp và hô hấp tế bào trong ti thể, hệ thống truyền năng lượng hoạt động trong màng của chúng, trong đó protein cũng tham gia;

thụ thể - một số protein nằm trong màng là thụ thể (các phân tử mà tế bào nhận biết các 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.

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

thực hiện tạo 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.

đánh dấu tế bào - có các kháng nguyên trên màng hoạt động như dấu hiệu - "nhãn" cho phép tế bào được xác định. 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.

Cấu trúc và thành phần của màng sinh học

Màng được cấu tạo bởi ba lớp lipid: phospholipid, glycolipid và cholesterol. Phospholipid và glycolipid (lipid với cacbohydrat gắn liền với chúng) bao gồm hai "đuôi" hydrocacbon dài kỵ nước được liên kết với một "đầu" ưa nước tích điện. Cholesterol làm cứng màng bằng cách chiếm không gian tự do giữa các đuôi lipid kỵ nước và ngăn chúng uốn cong. Do đó, màng có hàm lượng cholesterol thấp sẽ linh hoạt hơn, trong khi màng có hàm lượng cholesterol cao thì cứng và giòn hơn. Cholesterol cũng đóng vai trò như một “nút chặn” ngăn cản sự di chuyển của các phân tử phân cực ra vào tế bào. Một phần quan trọng của màng được tạo thành từ các protein thâm nhập vào nó và chịu trách nhiệm về các đặc tính khác nhau của màng. Thành phần và định hướng của chúng trong các màng khác nhau là khác nhau.

Màng tế bào thường không đối xứng, có nghĩa là, các lớp khác nhau về thành phần lipid, sự chuyển đổi của một phân tử riêng lẻ từ lớp này sang lớp khác (cái gọi là dep Lê) kho.

Các bào quan có màng

Đây là những phần khép kín hoặc liên kết với nhau của tế bào chất, ngăn cách với tế bào chất bằng màng. Các bào quan có màng đơn gồm lưới nội chất, bộ máy Golgi, lysosome, không bào, peroxisome; đến hai màng - nhân, ti thể, plastids. Bên ngoài, tế bào được giới hạn bởi cái gọi là màng sinh chất. Cấu trúc của màng của các bào quan khác nhau khác nhau về thành phần của lipid và protein màng.

Sự thẩm thấu có chọn lựa

Màng tế bào có tính thấm chọn lọc: glucose, axit amin, axit béo, glycerol và các ion chậm khuếch tán qua chúng, và bản thân 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: khuếch tán, thẩm thấu, vận chuyển tích cực và xuất ngoại hoặc nội bào. Hai quá trình đầu tiên có bản chất thụ động, tức là chúng không đòi hỏi năng lượng; hai quá trình cuối cùng là các quá trình hoạt động liên quan đến tiêu thụ năng lượng.

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.

Liên kết

Bruce Alberts và cộng sự. Sinh học phân tử của tế bào. - Xuất bản lần thứ 5. - New York: Garland Science, 2007. - ISBN 0-8153-3218-1 - sách giáo khoa sinh học phân tử bằng tiếng Anh. ngôn ngữ

Rubin A.B. Lý sinh, sách giáo khoa 2 tập. . - Tái bản lần thứ 3, sửa đổi và mở rộng. - Matxcova: Nhà xuất bản Đại học Matxcova, 2004. - ISBN 5-211-06109-8

Gennis R. Các màng sinh học. Cấu trúc và chức năng phân tử: bản dịch từ tiếng Anh. = Các màng sinh học. Cấu trúc và chức năng phân tử (của Robert B. Gennis). - Tái bản lần thứ nhất. - Matxcova: Mir, 1997. - ISBN 5-03-002419-0

Ivanov V.G., Berestovsky T.N. lớp kép lipid của màng sinh học. - Mátxcơva: Nauka, 1982.

Antonov V.F., Smirnova E.N., Shevchenko E.V. Màng lipid trong quá trình chuyển pha. - Mátxcơva: Nauka, 1994.

Xem thêm

Vladimirov Yu. A., Thiệt hại đối với các thành phần của màng sinh học trong các quá trình bệnh lý

Quỹ Wikimedia. Năm 2010.

Nghiên cứu về cấu trúc của sinh vật, cũng như thực vật, động vật và con người, là một nhánh của sinh học được gọi là tế bào học. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng nội dung của tế bào, bên trong nó, khá phức tạp. Nó được bao quanh bởi cái gọi là bộ máy bề mặt, bao gồm màng tế bào bên ngoài, các cấu trúc siêu màng: glycocalyx và các vi sợi, hạt nhỏ và vi ống tạo thành phức hợp dưới màng của nó.

Trong bài này, chúng ta sẽ nghiên cứu cấu trúc và chức năng của màng ngoài tế bào, là một phần của bộ máy bề mặt của các loại tế bào.

Chức năng của màng ngoài tế bào là gì?

Như đã mô tả trước đó, màng ngoài là một phần của bộ máy bề mặt của mỗi tế bào, có chức năng ngăn cách thành công các chất bên trong và bảo vệ các bào quan của tế bào khỏi các điều kiện bất lợi của môi trường. Một chức năng khác là đảm bảo sự trao đổi chất giữa chất trong tế bào và dịch mô, do đó, màng tế bào ngoài vận chuyển các phân tử và ion đi vào tế bào chất, đồng thời giúp đào thải chất độc và các chất độc dư thừa ra khỏi tế bào.

Cấu trúc của màng tế bào

Màng, hoặc plasmalemmas, của các loại tế bào khác nhau rất khác nhau. Chủ yếu là cấu trúc hóa học, cũng như hàm lượng tương đối của lipid, glycoprotein, protein trong chúng và theo đó là bản chất của các thụ thể trong chúng. Bên ngoài được xác định chủ yếu bởi thành phần riêng lẻ của glycoprotein, tham gia vào việc nhận biết các kích thích từ môi trường và trong các phản ứng của chính tế bào đối với các hành động của chúng. Một số loại vi rút có thể tương tác với protein và glycolipid của màng tế bào, do đó chúng xâm nhập vào tế bào. Vi rút herpes và cúm có thể sử dụng để xây dựng lớp vỏ bảo vệ của chúng.

Và vi rút và vi khuẩn, được gọi là thực khuẩn, bám vào màng tế bào và phân giải nó tại điểm tiếp xúc với sự trợ giúp của một loại enzym đặc biệt. Sau đó, một phân tử DNA của virus đi vào lỗ được hình thành.

Đặc điểm cấu tạo màng sinh chất của sinh vật nhân thực

Nhắc lại rằng màng ngoài tế bào thực hiện chức năng vận chuyển, tức là chuyển các chất ra vào môi trường bên ngoài. Để thực hiện một quá trình như vậy, cần phải có một cấu trúc đặc biệt. Thật vậy, plasmalemma là một hệ thống liên tục, phổ quát của bộ máy bề mặt cho tất cả mọi người. Đây là một màng nhiều lớp mỏng (2-10 Nm) nhưng khá dày đặc bao phủ toàn bộ tế bào. Cấu trúc của nó đã được nghiên cứu vào năm 1972 bởi các nhà khoa học như D. Singer và G. Nicholson, họ cũng tạo ra một mô hình khảm chất lỏng của màng tế bào.

Các hợp chất hóa học chính hình thành nên nó là các phân tử có trật tự của protein và một số phospholipid nhất định, chúng nằm xen kẽ trong môi trường lipid lỏng và giống như một bức tranh khảm. Như vậy, màng tế bào bao gồm hai lớp lipid, các "đuôi" kỵ nước không phân cực nằm bên trong màng, và các đầu ưa nước đối diện với tế bào chất của tế bào và dịch kẽ.

Lớp lipid bị thâm nhập bởi các phân tử protein lớn tạo thành các lỗ xốp ưa nước. Thông qua chúng mà các dung dịch nước của glucose và muối khoáng được vận chuyển. Một số phân tử protein nằm ở cả bề mặt bên ngoài và bên trong của plasmalemma. Như vậy, trên màng ngoài tế bào trong tế bào của tất cả các sinh vật có nhân đều có các phân tử cacbohydrat liên kết bằng liên kết cộng hóa trị với glycolipid và glycoprotein. Hàm lượng cacbohydrat trong màng tế bào dao động từ 2 đến 10%.

Cấu trúc của plasmalemma của sinh vật nhân sơ

Màng ngoài tế bào ở sinh vật nhân sơ thực hiện các chức năng tương tự như màng sinh chất của tế bào sinh vật nhân, đó là: nhận thức và truyền thông tin từ môi trường bên ngoài, vận chuyển các ion và dung dịch vào và ra khỏi tế bào, và bảo vệ tế bào chất từ thuốc thử lạ từ bên ngoài. Nó có thể hình thành mesosomes - cấu trúc phát sinh khi plasmalemma nhô ra trong tế bào. Chúng có thể chứa các enzym tham gia vào các phản ứng trao đổi chất của sinh vật nhân sơ, ví dụ, trong quá trình sao chép DNA, tổng hợp protein.

Mesosomes cũng chứa các enzym oxy hóa khử, trong khi các chất quang hợp có chứa bacteriochlorophyll (ở vi khuẩn) và phycobilin (ở vi khuẩn lam).

Vai trò của màng ngoài trong tiếp xúc gian bào

Tiếp tục trả lời câu hỏi màng ngoài tế bào thực hiện những chức năng gì, chúng ta hãy xem vai trò của nó đối với tế bào thực vật.Trong tế bào thực vật, các lỗ xốp được hình thành ở thành của màng ngoài tế bào, đi vào lớp xenlulôzơ. Thông qua chúng, tế bào chất của tế bào có thể thoát ra bên ngoài; các kênh mỏng như vậy được gọi là plasmodesmata.

Nhờ chúng, sự liên kết giữa các tế bào thực vật lân cận rất bền chặt. Trong tế bào người và động vật, vị trí tiếp xúc giữa các màng tế bào liền kề được gọi là desmosomes. Chúng là đặc trưng của các tế bào nội mô và biểu mô, và cũng được tìm thấy trong các tế bào cơ tim.

Sự hình thành phụ trợ của plasmalemma

Để hiểu được tế bào thực vật khác với động vật như thế nào, nghiên cứu các đặc điểm cấu trúc của màng sinh chất của chúng phụ thuộc vào những chức năng mà màng tế bào bên ngoài thực hiện. Bên trên nó trong tế bào động vật là một lớp glycocalyx. Nó được hình thành bởi các phân tử polysaccharide liên kết với protein và lipid của màng tế bào bên ngoài. Nhờ glycocalyx, sự kết dính (dính) xảy ra giữa các tế bào, dẫn đến hình thành các mô, do đó nó tham gia vào chức năng truyền tín hiệu của plasmalemma - nhận biết các kích thích từ môi trường.

Sự vận chuyển thụ động của một số chất qua màng tế bào như thế nào?

Như đã nói ở trên, màng ngoài tế bào tham gia vào quá trình vận chuyển các chất giữa tế bào và môi trường bên ngoài. Có hai hình thức vận chuyển qua plasmalemma: vận chuyển thụ động (khuếch tán) và vận chuyển chủ động. Đầu tiên bao gồm khuếch tán, khuếch tán tạo điều kiện và thẩm thấu. Sự di chuyển của các chất dọc theo gradien nồng độ phụ thuộc chủ yếu vào khối lượng và kích thước của các phân tử đi qua màng tế bào. Ví dụ, các phân tử nhỏ không phân cực dễ dàng hòa tan trong lớp lipid giữa của plasmalemma, di chuyển qua nó và kết thúc trong tế bào chất.

Các phân tử lớn của các chất hữu cơ xâm nhập vào tế bào chất với sự trợ giúp của các protein mang đặc biệt. Chúng đặc trưng cho từng loài và khi kết hợp với một hạt hoặc ion, chúng sẽ truyền thụ động qua màng dọc theo gradient nồng độ mà không tiêu tốn năng lượng (vận chuyển thụ động). Quá trình này làm cơ sở cho đặc tính của plasmalemma là tính thấm chọn lọc. Trong quá trình này, năng lượng của các phân tử ATP không được sử dụng, và tế bào sẽ tiết kiệm năng lượng này cho các phản ứng trao đổi chất khác.

Vận chuyển tích cực các hợp chất hóa học qua plasmalemma

Vì màng tế bào bên ngoài đảm bảo việc chuyển các phân tử và ion từ môi trường bên ngoài vào trong tế bào và trở lại tế bào, nên có thể loại bỏ các sản phẩm của quá trình phân hủy, đó là các chất độc, ra bên ngoài, tức là dịch gian bào. xảy ra đối với một gradient nồng độ và yêu cầu sử dụng năng lượng dưới dạng phân tử ATP. Nó cũng liên quan đến các protein mang được gọi là ATPase, cũng là các enzym.

Một ví dụ của sự vận chuyển như vậy là bơm natri-kali (các ion natri đi từ tế bào chất ra môi trường bên ngoài, và các ion kali được bơm vào tế bào chất). Các tế bào biểu mô của ruột và thận có khả năng làm việc đó. Sự đa dạng của phương pháp chuyển giao này là các quá trình pinocytosis và thực bào. Vì vậy, sau khi nghiên cứu những chức năng mà màng tế bào bên ngoài thực hiện, có thể xác định rằng các sinh vật nguyên sinh dị dưỡng, cũng như các tế bào của các sinh vật bậc cao, ví dụ, bạch cầu, có khả năng pino- và thực bào.

Quá trình điện sinh học trong màng tế bào

Người ta đã xác định được rằng có sự khác biệt về điện thế giữa bề mặt ngoài của plasmalemma (nó mang điện tích dương) và lớp thành của tế bào chất, được tích điện âm. Nó được gọi là điện thế nghỉ, và nó vốn có trong tất cả các tế bào sống. Và mô thần kinh không chỉ có điện thế nghỉ mà còn có khả năng dẫn dòng sinh học yếu, quá trình này được gọi là quá trình kích thích. Màng ngoài của tế bào thần kinh-tế bào thần kinh, nhận được kích thích từ các thụ thể, bắt đầu thay đổi điện tích: các ion natri ồ ạt xâm nhập vào tế bào và bề mặt của plasmalemma trở nên âm điện. Và lớp thành của tế bào chất, do dư thừa các cation nên nhận điện tích dương. Điều này giải thích tại sao màng tế bào bên ngoài của tế bào thần kinh được sạc lại, điều này gây ra sự dẫn truyền các xung thần kinh làm cơ sở cho quá trình kích thích.

Phần lớn các sinh vật sống trên Trái đất bao gồm các tế bào phần lớn giống nhau về thành phần hóa học, cấu trúc và hoạt động sống của chúng. Trong mọi tế bào đều diễn ra quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng. Sự phân chia tế bào tạo cơ sở cho các quá trình sinh trưởng và sinh sản của sinh vật. Như vậy, tế bào là đơn vị cấu tạo, phát triển và sinh sản của sinh vật.

Tế bào chỉ có thể tồn tại như một hệ thống tích hợp, không thể phân chia thành các bộ phận. Tính toàn vẹn của tế bào được cung cấp bởi màng sinh học. Tế bào là một phần tử của hệ thống có bậc cao hơn - một sinh vật. Các bộ phận và bào quan của tế bào, bao gồm các phân tử phức tạp, là những hệ thống tích hợp có cấp bậc thấp hơn.

Tế bào là một hệ thống mở kết nối với môi trường thông qua trao đổi vật chất và năng lượng. Đây là một hệ thống chức năng, trong đó mỗi phân tử thực hiện những chức năng nhất định. Tế bào có tính ổn định, khả năng tự điều hòa và tự sinh sản.

Chi bộ là một hệ thống tự quản. Hệ thống di truyền kiểm soát của tế bào được thể hiện bằng các đại phân tử phức tạp - axit nucleic (DNA và RNA).

Năm 1838-1839. Các nhà sinh vật học người Đức M. Schleiden và T. Schwann đã tóm tắt kiến thức về tế bào và đưa ra quan điểm chính của lý thuyết tế bào, bản chất của lý thuyết đó là tất cả các sinh vật, cả thực vật và động vật, đều bao gồm các tế bào.

Năm 1859, R. Virchow mô tả quá trình phân chia tế bào và đưa ra một trong những quy định quan trọng nhất của học thuyết tế bào: "Mọi tế bào đều sinh ra từ một tế bào khác." Các tế bào mới được hình thành là kết quả của sự phân chia của tế bào mẹ, chứ không phải từ chất không phải tế bào như người ta vẫn nghĩ trước đây.

Nhà khoa học Nga K. Baer phát hiện ra trứng của động vật có vú vào năm 1826 đã dẫn đến kết luận rằng tế bào này là cơ sở cho sự phát triển của các sinh vật đa bào.

Lý thuyết tế bào hiện đại bao gồm các quy định sau:

1) tế bào là một đơn vị cấu trúc và phát triển của tất cả các sinh vật;

2) tế bào của các sinh vật từ các giới động vật hoang dã khác nhau giống nhau về cấu trúc, thành phần hóa học, sự trao đổi chất và các biểu hiện chính của hoạt động sống;

3) tế bào mới được hình thành do sự phân chia của tế bào mẹ;

4) trong một sinh vật đa bào, các tế bào hình thành các mô;

5) Các cơ quan được tạo thành từ các mô.

Với sự ra đời của các phương pháp nghiên cứu sinh học, vật lý và hóa học hiện đại vào sinh học, người ta đã có thể nghiên cứu cấu trúc và hoạt động của các thành phần khác nhau của tế bào. Một trong những phương pháp nghiên cứu tế bào là kính hiển vi. Kính hiển vi ánh sáng hiện đại phóng đại các vật thể lên 3000 lần và cho phép bạn nhìn thấy các bào quan lớn nhất của tế bào, quan sát sự chuyển động của tế bào chất và sự phân chia tế bào.

Được phát minh vào những năm 40. Thế kỷ 20 Kính hiển vi điện tử cho độ phóng đại hàng chục và hàng trăm nghìn lần. Kính hiển vi điện tử sử dụng một dòng electron thay vì ánh sáng, và trường điện từ thay vì thấu kính. Do đó, kính hiển vi điện tử cho hình ảnh rõ nét ở độ phóng đại cao hơn nhiều. Với sự trợ giúp của kính hiển vi như vậy, người ta đã có thể nghiên cứu cấu trúc của các bào quan trong tế bào.

Cấu trúc và thành phần của các bào quan trong tế bào được nghiên cứu bằng phương pháp ly tâm. Các mô đã được nghiền nát với màng tế bào bị phá hủy được cho vào ống nghiệm và quay trong máy ly tâm với tốc độ cao. Phương pháp này dựa trên thực tế là các bào quan tế bào khác nhau có khối lượng và mật độ khác nhau. Các bào quan đậm đặc hơn được lắng đọng trong ống nghiệm ở tốc độ ly tâm thấp, ít đặc hơn - ở tốc độ cao. Các lớp này được nghiên cứu riêng biệt.

sử dụng rộng rãi phương pháp nuôi cấy tế bào và mô, bao gồm thực tế là từ một hoặc nhiều tế bào trên môi trường dinh dưỡng đặc biệt, bạn có thể nhận được một nhóm tế bào động vật hoặc thực vật giống nhau và thậm chí có thể phát triển toàn bộ cây trồng. Sử dụng phương pháp này, bạn có thể nhận được câu trả lời cho câu hỏi làm thế nào các mô và cơ quan khác nhau của cơ thể được hình thành từ một tế bào.

Các quy định chính của lý thuyết tế bào lần đầu tiên được xây dựng bởi M. Schleiden và T. Schwann. Tế bào là một đơn vị cấu tạo, sự sống, sinh sản và phát triển của tất cả các cơ thể sống. Để nghiên cứu tế bào, người ta sử dụng các phương pháp kính hiển vi, ly tâm, nuôi cấy tế bào và mô, v.v.

Tế bào của nấm, thực vật và động vật có nhiều điểm chung không chỉ về thành phần hóa học mà còn về cấu trúc. Khi một tế bào được kiểm tra dưới kính hiển vi, các cấu trúc khác nhau có thể nhìn thấy trong nó - bào quan. Mỗi bào quan thực hiện các chức năng cụ thể. Có ba phần chính trong một tế bào: màng sinh chất, nhân và tế bào chất (Hình 1).

màng sinh chất ngăn cách tế bào và nội dung của nó khỏi môi trường. Trong hình 2, bạn có thể thấy: màng được tạo thành bởi hai lớp lipid và các phân tử protein xuyên qua độ dày của màng.

Chức năng chính của màng sinh chất chuyên chở. Nó đảm bảo cung cấp chất dinh dưỡng cho tế bào và loại bỏ các sản phẩm trao đổi chất từ nó.

Một đặc tính quan trọng của màng là sự thẩm thấu có chọn lựa, hoặc bán thấm, cho phép tế bào tương tác với môi trường: chỉ một số chất đi vào và rời khỏi nó. Các phân tử nhỏ của nước và một số chất khác xâm nhập vào tế bào bằng cách khuếch tán, một phần qua các lỗ xốp trên màng.

Đường, axit hữu cơ, muối được hòa tan trong tế bào chất, nhựa sống của không bào tế bào thực vật. Hơn nữa, nồng độ của chúng trong tế bào cao hơn nhiều so với trong môi trường. Nồng độ các chất này trong tế bào càng lớn thì nó càng hút nước nhiều hơn. Người ta biết rằng nước được tế bào tiêu thụ liên tục, do đó nồng độ nhựa cây tăng lên và nước lại xâm nhập vào tế bào.

Sự xâm nhập của các phân tử lớn hơn (glucose, axit amin) vào tế bào được cung cấp bởi các protein vận chuyển của màng, bằng cách kết hợp với các phân tử của chất được vận chuyển, mang chúng qua màng. Các enzym phân hủy ATP tham gia vào quá trình này.

Hình 1. Sơ đồ khái quát về cấu trúc của tế bào nhân thực.
(bấm vào hình ảnh để phóng to hình ảnh)

Hình 2. Cấu trúc của màng sinh chất.
1 - sóc xuyên, 2 - sóc chìm, 3 - sóc ngoài

Hình 3. Sơ đồ của quá trình pinocytosis và thực bào.

Ngay cả những phân tử lớn hơn của protein và polysaccharid cũng xâm nhập vào tế bào bằng cách thực bào (từ tiếng Hy Lạp. phagos- ngấu nghiến và mèo con- tàu, tế bào), và những giọt chất lỏng - bằng pinocytosis (từ tiếng Hy Lạp. pinot- uống và mèo con) (Hình 3).

Tế bào động vật, không giống như tế bào thực vật, được bao bọc bởi một lớp "áo lông" mềm và linh hoạt được hình thành chủ yếu bởi các phân tử polysaccharide, bằng cách gắn vào một số protein màng và lipid, bao quanh tế bào từ bên ngoài. Thành phần của polysaccharid đặc trưng cho các mô khác nhau, nhờ đó các tế bào "nhận ra" nhau và kết nối với nhau.

Tế bào thực vật không có một "áo lông" như vậy. Chúng có một màng chứa đầy lỗ bên trên màng sinh chất. thành tế bào có thành phần chủ yếu là xenlulozơ. Các sợi của tế bào chất trải dài từ tế bào này sang tế bào khác qua các lỗ khí, kết nối các tế bào với nhau. Đây là cách kết nối giữa các tế bào được thực hiện và đạt được sự toàn vẹn của cơ thể.

Màng tế bào ở thực vật đóng vai trò như một khung xương chắc chắn và bảo vệ tế bào khỏi bị hư hại.

Hầu hết vi khuẩn và tất cả các loại nấm đều có màng tế bào, chỉ có điều thành phần hóa học của nó là khác nhau. Trong nấm, nó bao gồm một chất giống như kitin.

Tế bào của nấm, thực vật và động vật có cấu trúc tương tự nhau. Có ba phần chính trong một tế bào: nhân, tế bào chất và màng sinh chất. Màng sinh chất được tạo thành từ lipid và protein. Nó đảm bảo sự xâm nhập của các chất vào tế bào và sự giải phóng chúng ra khỏi tế bào. Trong tế bào của thực vật, nấm và hầu hết vi khuẩn, có một màng tế bào phía trên màng sinh chất. Nó thực hiện chức năng bảo vệ và đóng vai trò của khung xương. Ở thực vật, thành tế bào bao gồm cellulose, trong khi ở nấm, nó được tạo thành từ một chất giống kitin. Tế bào động vật được bao phủ bởi polysaccharid cung cấp liên lạc giữa các tế bào của cùng một mô.

Bạn có biết rằng phần lớn tế bào là tế bào chất. Nó bao gồm nước, axit amin, protein, carbohydrate, ATP, các ion của các chất phi hữu cơ. Tế bào chất chứa nhân và các bào quan của tế bào. Trong đó, các chất di chuyển từ phần này sang phần khác của tế bào. Tế bào chất đảm bảo sự tương tác của tất cả các bào quan. Đây là nơi diễn ra các phản ứng hóa học.

Toàn bộ tế bào chất được thấm qua với các vi ống protein mỏng, tạo thành bộ xương tế bào do đó nó giữ được hình dạng vĩnh viễn. Bộ xương tế bào rất linh hoạt, vì các vi ống có thể thay đổi vị trí của chúng, di chuyển từ đầu này và ngắn lại so với đầu kia. Nhiều chất khác nhau xâm nhập vào tế bào. Điều gì xảy ra với chúng trong lồng?

Trong lysosome - các túi màng tròn nhỏ (xem Hình 1), các phân tử của các chất hữu cơ phức tạp được tách thành các phân tử đơn giản hơn với sự trợ giúp của các enzym thủy phân. Ví dụ, protein bị phân hủy thành axit amin, polysaccharide thành monosaccharide, chất béo thành glycerol và axit béo. Đối với chức năng này, lysosome thường được coi là "trạm tiêu hóa" của tế bào.

Nếu màng của lysosome bị phá hủy, thì các enzym chứa trong chúng có thể tự tiêu hóa tế bào. Do đó, đôi khi lysosome được gọi là "công cụ giết chết tế bào."

Quá trình oxy hóa bằng enzym của các phân tử nhỏ của axit amin, monosaccharide, axit béo và rượu được hình thành trong lysosome thành carbon dioxide và nước bắt đầu trong tế bào chất và kết thúc ở các bào quan khác - ty thể. Ti thể là bào quan hình que, hình sợi hoặc hình cầu, được phân cách với tế bào chất bằng hai màng (Hình 4). Màng ngoài nhẵn, trong khi màng trong tạo thành các nếp gấp - cristae làm tăng bề mặt của nó. Các enzim tham gia vào phản ứng oxy hóa các chất hữu cơ thành khí cacbonic và nước nằm trên màng trong. Trong trường hợp này, năng lượng được giải phóng, được tế bào lưu trữ trong các phân tử ATP. Do đó, ty thể được gọi là "nhà máy điện" của tế bào.

Trong tế bào, các chất hữu cơ không chỉ bị oxi hoá mà còn được tổng hợp. Quá trình tổng hợp lipid và carbohydrate được thực hiện trên lưới nội chất - EPS (Hình 5), và protein - trên ribosome. EPS là gì? Đây là một hệ thống các ống và bể chứa, các bức tường của chúng được tạo thành bởi một lớp màng. Chúng thấm vào toàn bộ tế bào chất. Thông qua các kênh ER, các chất di chuyển đến các phần khác nhau của tế bào.

Có một EPS mịn và thô. Carbohydrate và lipid được tổng hợp trên bề mặt của EPS nhẵn với sự tham gia của các enzym. Độ nhám của EPS được tạo ra bởi các thân tròn nhỏ nằm trên nó - ribosome(xem Hình 1), tham gia vào quá trình tổng hợp protein.

Tổng hợp các chất hữu cơ xảy ra ở plastids chỉ được tìm thấy trong tế bào thực vật.

Cơm. 4. Lược đồ cấu trúc của ti thể.
1.- màng ngoài; 2.- màng trong; 3.- các nếp gấp của màng trong - cristae.

Cơm. 5. Sơ đồ cấu trúc của EPS thô.

Cơm. 6. Lược đồ cấu trúc của lục lạp.
1.- màng ngoài; 2.- màng trong; 3.- nội dung bên trong của lục lạp; 4. - các nếp gấp của màng trong, được gom lại trong các "ngăn xếp" và tạo thành grana.

Trong plastids không màu - bạch cầu(từ tiếng Hy Lạp. leukos- trắng và plastos- tạo) tinh bột tích tụ. Củ khoai tây rất giàu bạch cầu. Màu vàng, cam, đỏ được trao cho hoa trái tế bào sắc tố(từ tiếng Hy Lạp. trình duyệt Chrome- màu sắc và plastos). Chúng tổng hợp các sắc tố tham gia vào quá trình quang hợp, - carotenoid. Trong đời sống thực vật, tầm quan trọng lục lạp(từ tiếng Hy Lạp. chloros- xanh lục và plastos) - plastids màu xanh lá cây. Trong hình 6, bạn có thể thấy rằng lục lạp được bao phủ bởi hai lớp màng: bên ngoài và bên trong. Màng trong tạo thành các nếp gấp; giữa các nếp gấp là các bong bóng xếp thành đống - hạt. Hạt chứa các phân tử diệp lục tham gia vào quá trình quang hợp. Mỗi lục lạp chứa khoảng 50 hạt sắp xếp theo hình bàn cờ. Sự sắp xếp này đảm bảo độ chiếu sáng tối đa của từng hạt.

Trong tế bào chất, protein, lipit, cacbohydrat có thể tích tụ dưới dạng hạt, tinh thể, giọt nhỏ. Này bao gồm- Dự trữ các chất dinh dưỡng được tế bào tiêu thụ khi cần thiết.

Trong tế bào thực vật, một phần của chất dinh dưỡng dự trữ, cũng như các sản phẩm phân rã, tích tụ trong dịch tế bào của không bào (xem Hình 1). Chúng có thể chiếm tới 90% thể tích của tế bào thực vật. Tế bào động vật có không bào tạm thời chiếm không quá 5% thể tích.

Cơm. 7. Sơ đồ cấu trúc của phức hệ Golgi.

Trong hình 7, bạn thấy một hệ thống các khoang được bao quanh bởi một lớp màng. Đây là phức hợp golgi, thực hiện các chức năng khác nhau trong tế bào: nó tham gia vào quá trình tích tụ và vận chuyển các chất, loại bỏ chúng khỏi tế bào, hình thành các lysosome, màng tế bào. Ví dụ, các phân tử cellulose đi vào khoang của phức hợp Golgi, với sự trợ giúp của bong bóng, các phân tử này sẽ di chuyển lên bề mặt tế bào và được bao gồm trong màng tế bào.

Hầu hết các tế bào sinh sản bằng cách phân chia. Quá trình này bao gồm trung tâm tế bào. Nó bao gồm hai trung tâm được bao quanh bởi tế bào chất dày đặc (xem Hình 1). Khi bắt đầu phân chia, các tâm cực phân kỳ về các cực của tế bào. Các sợi protein tách ra khỏi chúng, được nối với các nhiễm sắc thể và đảm bảo sự phân bố đồng đều giữa hai tế bào con.

Tất cả các bào quan của tế bào đều liên kết chặt chẽ với nhau. Ví dụ, các phân tử protein được tổng hợp trong ribosome, chúng được vận chuyển qua các kênh EPS đến các phần khác nhau của tế bào, và protein bị phá hủy trong lysosome. Các phân tử mới được tổng hợp được sử dụng để xây dựng cấu trúc tế bào hoặc tích lũy trong tế bào chất và không bào làm chất dinh dưỡng dự trữ.

Tế bào chứa đầy tế bào chất. Tế bào chất chứa nhân và các bào quan khác nhau: lysosome, ti thể, plastids, không bào, ER, trung tâm tế bào, phức hợp Golgi. Chúng khác nhau về cấu trúc và chức năng. Tất cả các bào quan của tế bào chất đều tương tác với nhau, đảm bảo cho tế bào hoạt động bình thường.

Bảng 1. CẤU TRÚC CỦA TẾ BÀO

ORGANELLES	CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT	CHỨC NĂNG
Vỏ bọc	Gồm xenlulozơ. Bao quanh các tế bào thực vật. Có lỗ chân lông	Nó cung cấp cho tế bào sức mạnh, duy trì một hình dạng nhất định, bảo vệ. Là bộ xương của thực vật
màng tế bào bên ngoài	Cấu trúc tế bào màng kép. Nó bao gồm một lớp bilipid và các protein xen kẽ nhau, carbohydrate nằm bên ngoài. Bán thấm	Giới hạn nội dung sống của tế bào của tất cả các sinh vật. Cung cấp khả năng thẩm thấu có chọn lọc, bảo vệ, điều hòa cân bằng muối nước, trao đổi chất với môi trường bên ngoài.
Lưới nội chất (ER)	cấu trúc màng đơn. Hệ thống bồn, ống sục, bồn chứa. Thâm nhập toàn bộ tế bào chất của tế bào. ER mịn và ER dạng hạt với ribosome	Chia tế bào thành các ngăn riêng biệt, nơi diễn ra các quá trình hóa học. Cung cấp thông tin liên lạc và vận chuyển các chất trong tế bào. Quá trình tổng hợp prôtêin diễn ra trên lưới nội chất hạt. Trên sự tổng hợp lipid mượt mà
bộ máy Golgi	cấu trúc màng đơn. Hệ thống bong bóng, bể chứa, trong đó có các sản phẩm của quá trình tổng hợp và phân rã	Cung cấp khả năng đóng gói và loại bỏ các chất ra khỏi tế bào, hình thành các lysosome sơ cấp
Lysosome	Các cấu trúc tế bào hình cầu màng đơn. Chứa các enzym thủy phân	Cung cấp sự phân hủy các chất đại phân tử, tiêu hóa nội bào
Ribôxôm	Các cấu trúc hình nấm không màng. Bao gồm các đơn vị con nhỏ và lớn	Chứa trong nhân, tế bào chất và trên lưới nội chất hạt. Tham gia vào quá trình sinh tổng hợp protein.
Ti thể	Bào quan thuôn dài hai màng. Màng ngoài nhẵn, màng trong tạo thành các mấu. chứa đầy ma trận. Có ADN ti thể, ARN, ribôxôm. Cơ cấu bán tự trị	Chúng là các trạm năng lượng của các tế bào. Chúng cung cấp cho quá trình hô hấp - oxy hóa các chất hữu cơ. Quá trình tổng hợp ATP
Plastids Lục lạp	đặc trưng của tế bào thực vật. Bào quan thuôn dài hai màng, bán tự chủ. Bên trong chúng chứa đầy stroma, trong đó có các grana. Grana được hình thành từ cấu trúc màng - thylakoid. Có DNA, RNA, ribosome	Quá trình quang hợp diễn ra. Trên màng của các thylakoid, diễn ra các phản ứng của pha sáng, trong chất nền - của pha tối. Tổng hợp cacbohydrat
Tế bào sắc tố	Các bào quan hình cầu hai màng. Chứa các sắc tố: đỏ, cam, vàng. Hình thành từ lục lạp	Tạo màu cho hoa và quả. Được hình thành vào mùa thu từ lục lạp, cho lá có màu vàng
Leucoplasts	Plastids hình cầu không có hai màng. Dưới ánh sáng chúng có thể biến đổi thành lục lạp	Lưu trữ chất dinh dưỡng ở dạng hạt tinh bột
Trung tâm tế bào	cấu trúc không màng. Bao gồm hai trung tâm và một tâm quyển	Hình thành trục phân bào, tham gia phân chia. Tế bào nhân đôi sau khi phân chia
Không bào	đặc trưng của tế bào thực vật. Khoang màng chứa đầy nhựa cây	Điều hòa áp suất thẩm thấu của tế bào. Tích lũy chất dinh dưỡng và chất thải của tế bào
Cốt lõi	Thành phần chính của ô. Được bao bọc bởi màng nhân xốp hai lớp. chứa đầy karyoplasm. Chứa DNA ở dạng nhiễm sắc thể (chromatin)	Quy định tất cả các quá trình trong ô. Cung cấp truyền thông tin di truyền. Số lượng nhiễm sắc thể không đổi đối với mỗi loài. Hỗ trợ sao chép DNA và tổng hợp RNA
nucleolus	Sự hình thành tối trong nhân, không tách khỏi nhân chất	Vị trí hình thành ribosome
Các bào quan vận động. Lông mi. Roi	Sự phát triển ra ngoài của tế bào chất được bao bọc bởi một lớp màng	Cung cấp sự di chuyển của tế bào, loại bỏ các hạt bụi (biểu mô có lông)

Vai trò quan trọng nhất trong hoạt động sống và phân chia tế bào của nấm, thực vật và động vật thuộc về vùng nhân và các nhiễm sắc thể nằm trong đó. Hầu hết các tế bào của những sinh vật này có một nhân đơn lẻ, nhưng cũng có những tế bào đa nhân, chẳng hạn như tế bào cơ. Nhân nằm trong tế bào chất và có hình tròn hoặc bầu dục. Nó được bao phủ bởi một lớp vỏ bao gồm hai lớp màng. Màng nhân có các lỗ thông qua đó diễn ra quá trình trao đổi chất giữa nhân và tế bào chất. Nhân chứa đầy dịch nhân chứa các nuclêôtit và nhiễm sắc thể.

Nucleoli là các “xưởng sản xuất” ribosome, được hình thành từ RNA của ribosome được hình thành trong nhân và các protein được tổng hợp trong tế bào chất.

Chức năng chính của hạt nhân - lưu trữ và truyền thông tin di truyền - liên quan đến nhiễm sắc thể. Mỗi loại sinh vật có bộ nhiễm sắc thể riêng: số lượng, hình dạng và kích thước nhất định.

Tất cả các tế bào cơ thể trừ tế bào sinh dục được gọi là dạng cơ thể(từ tiếng Hy Lạp. Cá mèo- thân hình). Tế bào của một sinh vật cùng loài chứa cùng một bộ nhiễm sắc thể. Ví dụ, ở người, mỗi tế bào của cơ thể chứa 46 nhiễm sắc thể, ở ruồi giấm Drosophila - 8 nhiễm sắc thể.

Tế bào xôma thường có một bộ nhiễm sắc thể kép. Nó được gọi là lưỡng bội và ký hiệu là 2 N. Vì vậy, một người có 23 cặp nhiễm sắc thể, tức là 2 N= 46. Tế bào sinh dục chứa một nửa số nhiễm sắc thể. Nó độc thân hay đơn bội, bộ dụng cụ. Người 1 N = 23.

Tất cả các nhiễm sắc thể trong tế bào xôma, không giống như nhiễm sắc thể trong tế bào mầm, đều bắt cặp với nhau. Các nhiễm sắc thể tạo thành một cặp giống hệt nhau. Các nhiễm sắc thể bắt cặp được gọi là tương đồng. Các nhiễm sắc thể thuộc các cặp khác nhau và khác nhau về hình dạng, kích thước được gọi là không tương đồng(Hình 8).

Ở một số loài, số lượng nhiễm sắc thể có thể giống nhau. Ví dụ, trong cỏ ba lá đỏ và đậu Hà Lan 2 N= 14. Tuy nhiên, các nhiễm sắc thể của chúng khác nhau về hình dạng, kích thước, thành phần nuclêôtit của phân tử ADN.

Cơm. 8. Một bộ nhiễm sắc thể trong tế bào Drosophila.

Cơm. 9. Cấu trúc của nhiễm sắc thể.

Để hiểu được vai trò của nhiễm sắc thể trong việc truyền thông tin di truyền, cần phải làm quen với cấu trúc và thành phần hóa học của chúng.

Các nhiễm sắc thể của tế bào không phân chia trông giống như những sợi chỉ mỏng dài. Mỗi nhiễm sắc thể trước khi phân chia tế bào bao gồm hai sợi giống hệt nhau - cromatid, được nối giữa các vây thắt - (Hình 9).

Nhiễm sắc thể được tạo thành từ DNA và protein. Vì thành phần nucleotide của DNA khác nhau giữa các loài, thành phần của nhiễm sắc thể là duy nhất cho mỗi loài.

Mọi tế bào trừ vi khuẩn đều có nhân chứa nucleoli và nhiễm sắc thể. Mỗi loài được đặc trưng bởi một bộ nhiễm sắc thể cụ thể: số lượng, hình dạng và kích thước. Ở tế bào sinh dưỡng của hầu hết các sinh vật, bộ nhiễm sắc thể là lưỡng bội, ở tế bào sinh dục là đơn bội. Các nhiễm sắc thể bắt cặp được gọi là tương đồng. Nhiễm sắc thể được tạo thành từ DNA và protein. Các phân tử DNA cung cấp sự lưu trữ và truyền thông tin di truyền từ tế bào này sang tế bào khác và từ sinh vật này sang sinh vật khác.

Sau khi làm việc thông qua các chủ đề này, bạn sẽ có thể:

Cho biết những trường hợp nào cần dùng kính hiển vi soi sáng (cấu tạo), kính hiển vi điện tử truyền qua.
Mô tả cấu tạo của màng tế bào và giải thích mối quan hệ giữa cấu tạo của màng và khả năng thực hiện trao đổi chất giữa tế bào và môi trường.
Xác định các quá trình: khuếch tán, khuếch tán thuận lợi, vận chuyển tích cực, nội bào, xuất bào và thẩm thấu. Chỉ ra sự khác biệt giữa các quy trình này.
Kể tên chức năng của các cấu trúc và cho biết chúng nằm trong tế bào nào (thực vật, động vật hoặc tế bào nhân sơ): nhân, màng nhân, tế bào chất, nhiễm sắc thể, màng sinh chất, ribôxôm, ti thể, thành tế bào, lục lạp, không bào, lysosome, lưới nội chất trơn ( dạng nông) và thô (dạng hạt), trung tâm tế bào, bộ máy golgi, cilium, trùng roi, mesosome, pili hoặc fimbriae.
Kể tên ít nhất ba dấu hiệu để phân biệt tế bào thực vật với tế bào động vật.
Nêu những điểm khác biệt chính giữa tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực.

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Sinh học đại cương". Matxcova, "Khai sáng", 2000

Chủ đề 1. "Màng plasma." §1, §8 trang 5; 20
Chủ đề 2. "Cái lồng." §8-10 trang 20-30
Chủ đề 3. "Tế bào nhân sơ. Vi rút." §11 trang 31-34

Màng tế bào là cấu trúc bao bọc bên ngoài tế bào. Nó còn được gọi là cytolemma hoặc plasmolemma.

Sự hình thành này được xây dựng từ một lớp kép (bilayer) với các protein được gắn trong đó. Các carbohydrate tạo nên plasmalemma ở trạng thái liên kết.

Sự phân bố các thành phần chính của màng sinh chất như sau: hơn một nửa thành phần hóa học là protein, một phần tư được chiếm bởi phospholipid và một phần mười là cholesterol.

Màng tế bào và các loại của nó

Màng tế bào là một màng mỏng, dựa trên các lớp lipoprotein và protein.

Theo bản địa hóa, các bào quan màng được phân biệt, có một số đặc điểm trong tế bào động thực vật:

ti thể;
cốt lõi;
lưới nội chất;
Khu phức hợp Golgi;
lysosome;
lục lạp (trong tế bào thực vật).

Ngoài ra còn có một màng tế bào bên trong và bên ngoài (plasmolemma).

Cấu trúc của màng tế bào

Màng tế bào chứa cacbohydrat bao phủ nó dưới dạng glycocalyx. Đây là một cấu trúc siêu màng thực hiện chức năng rào cản. Các protein nằm ở đây ở trạng thái tự do. Các protein không liên kết tham gia vào các phản ứng enzym, cung cấp sự phân hủy các chất ra bên ngoài tế bào.

Protein của màng tế bào chất được đại diện bởi glycoprotein. Theo thành phần hóa học, protein được phân lập hoàn toàn bao gồm trong lớp lipid (trong suốt) - protein không thể tách rời. Ngoài ra ở ngoại vi, không tiếp cận được một trong các bề mặt của plasmalemma.

Chức năng trước đây như các thụ thể, liên kết với các chất dẫn truyền thần kinh, hormone và các chất khác. Các protein chèn là cần thiết cho việc xây dựng các kênh ion mà qua đó các ion và chất nền ưa nước được vận chuyển. Sau đó là các enzym xúc tác các phản ứng nội bào.

Tính chất cơ bản của màng sinh chất

Lớp kép lipid ngăn cản sự xâm nhập của nước. Lipid là những hợp chất kỵ nước có trong tế bào dưới dạng phospholipid. Nhóm photphat quay ra ngoài và bao gồm hai lớp: lớp ngoài hướng ra môi trường ngoại bào và lớp bên trong phân định các chất bên trong tế bào.

Khu vực hòa tan trong nước được gọi là đầu ưa nước. Các vị trí axit béo được dẫn vào bên trong tế bào, ở dạng đuôi kỵ nước. Phần kỵ nước tương tác với các lipid lân cận, điều này đảm bảo sự gắn kết của chúng với nhau. Lớp kép có tính thấm chọn lọc ở các khu vực khác nhau.

Vì vậy, ở giữa, màng không thấm với glucozơ và urê, các chất kỵ nước đi tự do ở đây: khí cacbonic, oxi, rượu. Cholesterol là quan trọng, nội dung của sau này quyết định độ nhớt của màng sinh chất.

Chức năng của màng ngoài tế bào

Đặc điểm của các hàm được liệt kê ngắn gọn trong bảng:

Chức năng màng	Sự miêu tả
vai trò rào cản	Plasmalemma thực hiện chức năng bảo vệ, bảo vệ các chất bên trong tế bào khỏi tác động của các tác nhân lạ. Do tổ chức đặc biệt của protein, lipid, cacbohydrat nên tính bán thấm của màng sinh chất được đảm bảo.
Chức năng thụ cảm	Qua màng tế bào, các hoạt chất sinh học được kích hoạt trong quá trình liên kết với các thụ thể. Do đó, các phản ứng miễn dịch được thực hiện qua trung gian nhận biết các tác nhân lạ bởi bộ máy thụ cảm của tế bào khu trú trên màng tế bào.
chức năng vận chuyển	Sự hiện diện của các lỗ chân lông trong plasmalemma cho phép bạn điều chỉnh dòng chảy của các chất vào tế bào. Quá trình chuyển hóa diễn ra thụ động (không tiêu tốn năng lượng) đối với các hợp chất có khối lượng phân tử thấp. Chuyển giao tích cực có liên quan đến việc tiêu thụ năng lượng được giải phóng trong quá trình phân hủy adenosine triphosphate (ATP). Phương pháp này diễn ra để chuyển các hợp chất hữu cơ.
Tham gia vào quá trình tiêu hóa	Các chất được lắng đọng trên màng tế bào (sự hấp thụ). Các thụ thể liên kết với chất nền, di chuyển nó vào bên trong tế bào. Một túi được hình thành, nằm tự do bên trong tế bào. Hợp nhất, các túi như vậy tạo thành các lysosome với các enzym thủy phân.
Chức năng enzym	Enzim, thành phần cần thiết của quá trình tiêu hóa nội bào. Các phản ứng cần có sự tham gia của xúc tác thì tiến hành có sự tham gia của enzim.

Tầm quan trọng của màng tế bào là gì

Màng tế bào tham gia vào việc duy trì cân bằng nội môi do tính chọn lọc cao của các chất ra vào tế bào (trong sinh học gọi là tính thấm chọn lọc).

Sự phát triển của plasmolemma chia tế bào thành các ngăn (ngăn) chịu trách nhiệm thực hiện một số chức năng nhất định. Các màng được sắp xếp cụ thể, tương ứng với sơ đồ khảm chất lỏng, đảm bảo tính toàn vẹn của tế bào.

phân định ( rào chắn) - tách nội dung tế bào khỏi môi trường bên ngoài;

Điều hòa sự trao đổi giữa tế bào và môi trường;

Chia tế bào thành các ngăn hoặc ngăn, được thiết kế cho một số con đường trao đổi chất chuyên biệt ( ngăn cách);

Nó là nơi diễn ra một số phản ứng hóa học (phản ứng sáng của quá trình quang hợp trong lục lạp, quá trình phosphoryl hóa oxy hóa trong quá trình hô hấp ở ti thể);

Cung cấp thông tin liên lạc giữa các tế bào trong các mô của sinh vật đa bào;

Chuyên chở- Thực hiện vận chuyển xuyên màng.

Receptor- là các vị trí khu trú các vị trí thụ cảm nhận biết các kích thích bên ngoài.

Vận chuyển các chất qua màng là một trong những chức năng hàng đầu của màng, đảm bảo quá trình trao đổi chất giữa tế bào với môi trường ngoài. Tùy thuộc vào chi phí năng lượng để chuyển các chất, có:

vận chuyển thụ động, hoặc khuếch tán thuận lợi;

vận chuyển tích cực (chọn lọc) với sự tham gia của ATP và các enzym.

vận chuyển trong bao bì màng. Có hiện tượng endocytosis (vào tế bào) và exocytosis (ra khỏi tế bào) - các cơ chế vận chuyển các hạt lớn và đại phân tử qua màng. Trong quá trình nội bào, màng sinh chất hình thành sự xâm nhập, các cạnh của nó hợp nhất, và một túi được tẩm vào tế bào chất. Túi được ngăn cách với tế bào chất bằng một màng đơn, là một phần của màng ngoài tế bào chất. Phân biệt giữa hiện tượng thực bào và hiện tượng pinocytosis. Thực bào là sự hấp thụ các phần tử lớn, khá rắn. Ví dụ như quá trình thực bào của tế bào lympho, động vật nguyên sinh,… Pinocytosis là quá trình bắt giữ và hấp thụ các giọt chất lỏng có chất hòa tan trong đó.

Exocytosis là quá trình loại bỏ các chất khác nhau khỏi tế bào. Trong quá trình xuất bào, màng của túi hoặc không bào hợp nhất với màng ngoài tế bào chất. Nội dung của túi được loại bỏ khỏi bề mặt tế bào, và màng được bao gồm trong màng ngoài tế bào chất.

Cốt lõi thụ động sự vận chuyển của các phân tử chưa tích điện là sự chênh lệch giữa nồng độ của hydro và điện tích, tức là Gradient điện hóa. Các chất sẽ di chuyển từ vùng có độ dốc cao hơn sang vùng có độ dốc thấp hơn. Tốc độ vận chuyển phụ thuộc vào độ chênh lệch gradient.

Khuếch tán đơn giản là sự vận chuyển các chất trực tiếp qua lớp kép lipid. Đặc trưng của chất khí, không phân cực hoặc không tích điện phân cực nhỏ, hòa tan trong chất béo. Nước nhanh chóng thẩm thấu qua lớp kép, bởi vì. phân tử của nó nhỏ và trung tính về điện. Sự khuếch tán của nước qua các màng được gọi là sự thẩm thấu.

Khuếch tán qua các kênh màng là sự vận chuyển của các phân tử và ion mang điện tích (Na, K, Ca, Cl) xuyên qua màng do sự hiện diện của nó các protein tạo kênh đặc biệt tạo thành các lỗ xốp nước.

Sự khuếch tán được tạo điều kiện là sự vận chuyển các chất với sự trợ giúp của các protein vận chuyển đặc biệt. Mỗi protein chịu trách nhiệm về một phân tử hoặc nhóm phân tử liên quan được xác định nghiêm ngặt, tương tác với nó và di chuyển qua màng. Ví dụ, đường, axit amin, nucleotit và các phân tử phân cực khác.

vận chuyển tích cựcđược thực hiện bởi các protein - chất mang (ATPase) chống lại một gradient điện hóa, với sự tiêu tốn năng lượng. Nguồn của nó là các phân tử ATP. Ví dụ, máy bơm natri-kali.

Nồng độ kali bên trong tế bào cao hơn nhiều so với bên ngoài và natri - ngược lại. Do đó, các cation kali và natri khuếch tán thụ động dọc theo gradien nồng độ qua các lỗ nước của màng. Điều này là do tính thấm của màng đối với các ion kali cao hơn đối với các ion natri. Theo đó, kali khuếch tán ra khỏi tế bào nhanh hơn natri vào trong tế bào. Tuy nhiên, đối với hoạt động bình thường của tế bào, một tỷ lệ nhất định của 3 ion kali và 2 natri là cần thiết. Do đó, có một máy bơm natri-kali trong màng, nó tích cực bơm natri ra khỏi tế bào và kali vào trong tế bào. Bơm này là một protein màng xuyên màng có khả năng sắp xếp lại cấu trúc. Do đó, nó có thể gắn vào chính nó cả ion kali và ion natri (antiport). Quá trình này tiêu tốn nhiều năng lượng:

Các ion natri và một phân tử ATP đi vào protein bơm từ bên trong màng, và các ion kali từ bên ngoài.

Các ion natri kết hợp với một phân tử protein và protein thu được hoạt động của ATPase, tức là khả năng gây ra sự thủy phân ATP, kèm theo đó là sự giải phóng năng lượng thúc đẩy bơm.

Phosphat được giải phóng trong quá trình thủy phân ATP được gắn vào protein, tức là phosphoryl hóa một loại protein.

Quá trình phosphoryl hóa gây ra sự thay đổi cấu trúc trong protein, nó không thể giữ lại các ion natri. Chúng được giải phóng và đi ra ngoài phòng giam.

Cấu trúc mới của protein thúc đẩy việc bổ sung các ion kali vào nó.

Việc bổ sung các ion kali gây ra quá trình khử phosphoryl hóa của protein. Anh ta lại thay đổi cấu trúc của mình.

Sự thay đổi cấu trúc protein dẫn đến giải phóng các ion kali bên trong tế bào.

Protein lại sẵn sàng để gắn các ion natri vào chính nó.

Trong một chu kỳ hoạt động, máy bơm 3 ion natri ra khỏi tế bào và bơm 2 ion kali.

Tế bào chất- một thành phần bắt buộc của tế bào, được bao bọc giữa bộ máy bề mặt của tế bào và nhân. Nó là một phức hợp cấu trúc không đồng nhất phức tạp, bao gồm:

hyaloplasm

bào quan (thành phần vĩnh viễn của tế bào chất)

bao gồm - các thành phần tạm thời của tế bào chất.

ma trận tế bào chất(hyaloplasm) là chất bên trong của tế bào - một dung dịch keo không màu, đặc và trong suốt. Các thành phần của nền tế bào chất thực hiện các quá trình sinh tổng hợp trong tế bào, chứa các enzym cần thiết cho sự hình thành năng lượng, chủ yếu là do quá trình đường phân kỵ khí.

Tính chất cơ bản của nền tế bào chất.

Xác định tính chất keo của tế bào. Cùng với các màng nội bào của hệ thống không bào, nó có thể được coi là một hệ thống keo nhiều pha hoặc không đồng nhất cao.

Cung cấp sự thay đổi độ nhớt của tế bào chất, sự chuyển đổi từ dạng gel (đặc hơn) sang dạng sol (lỏng hơn), xảy ra dưới tác động của các yếu tố bên ngoài và bên trong.

Cung cấp cyclosis, sự di chuyển của amip, sự phân chia tế bào và sự di chuyển của sắc tố trong tế bào sắc tố.

Xác định độ phân cực của vị trí các thành phần trong tế bào.

Cung cấp các đặc tính cơ học của tế bào - độ đàn hồi, khả năng hợp nhất, độ cứng.

Các bào quan- các cấu trúc tế bào vĩnh viễn đảm bảo thực hiện các chức năng cụ thể của tế bào. Tùy thuộc vào các tính năng của cấu trúc, có:

các bào quan có màng - có cấu trúc màng. Chúng có thể là màng đơn (ER, bộ máy Golgi, lysosome, không bào của tế bào thực vật). Màng kép (ti thể, plastids, nhân).

Bào quan không có màng - không có cấu trúc màng (nhiễm sắc thể, ribôxôm, tâm tế bào, tế bào).

Các bào quan có mục đích chung - đặc trưng của tất cả các tế bào: nhân, ti thể, trung tâm tế bào, bộ máy Golgi, ribosome, ER, lysosome. Nếu các bào quan là đặc trưng của một số loại tế bào, chúng được gọi là bào quan đặc biệt (ví dụ, myofibrils co sợi cơ).

Lưới nội chất- một cấu trúc liên tục duy nhất, màng trong đó tạo thành nhiều nếp gấp và xâm nhập trông giống như các ống, các vi hạt và các bồn chứa lớn. Màng EPS, một mặt, liên kết với màng tế bào chất của tế bào, và mặt khác, với vỏ ngoài của màng nhân.

Có hai loại EPS - thô và mịn.

Trong ER thô hoặc dạng hạt, các bể chứa và ống dẫn được liên kết với các ribosome. là mặt ngoài của màng. Đây là mặt trong của màng.