Розробка уроку з теми "будова та функції плазматичних мембран

Урок № 12

Тема: Будова та функції плазматичних мембран

Мета: Вивчити основні елементи будови плазматичних мембран та пов'язані з ними функці; закласти базові  поняття для вивченя одномембранних органел клітини; розвивати критичне мислення; виховувати науковий світогляд.

 

Обладнная: мультимедійна дошка, зошит учня, матеріали підручника.

 

Хід уроку

 

I. Організаційний момент.

Налагодження демонстрації наочності.

 

II. Актуалізація опорних знань.

 

 Бесіда за елементами будови еукаріотичної клітини.

 

 Будь-яка еукаріотична клітина клітина має 4 обов'язкових елементи будова: ядро, оболонку клітини, цитоплазму та протопласт - сукупність органел клітини. Більшість органел клітини мають певний внутрішній вміст та оболонку що відмежовує його від цитоплазми.

 

 

 

III.Вивчення нового матеріалу

 

Пояснення нвого матеріалу

 

 Клітина протягом життя взаємодіє з іншими клітинами чи середовищем а її органели взаємопов'язаними між собою. Отже оболнки клітини та їх органел повинні не лише відокремлювати їх внутрішніх вміст а й забезебечувати обмін речовинами між ними.

 

Таку здатність клітині надають плазматичні мембрани.

 

Плазматичні мембрани складаються із «двовимірної рідини» — подвійного шару (бішару) ліпідів, в якій «плавають» молекули білків, утворюючи мінливу мозаїку.

Ліпідний бішар біологічних мембран має товщину 5 нм. і в основному побудований із фосфоліпідів, у молекулах яких виділяють дві основні частини: гідрофільну «голову» (залишок фосфатної кислоти і холіну, серину, етаноламіну або іншої полярної сполуки) та два гідрофобні «хвости» (залишки жирних кислот). У складі бішару гідрофільні голови фосфоліпідів повернуті назовні — у полярний водний розчин, а гідрофобні хвости — всередину. До складу мембран у меншій кількості входять також інші ліпіди, такі як гліколіпіди, сфінголіпіди та холестерол.

 

Пояснення властивостей біліпідного шару на прикладі

міцели та ліпосоми

 

 

 

Клітинні мембрани відіграють важливу роль із кількох причин: по-перше плазматична мембрана (плазмалема) відмежовуєвнутрішній вміст клітини від навколишнього середовища йзабезпечує рецепторну функцію — тобто, сприйняття хімічних та деяких фізичних подразнень; через плазматичну мембрану до клітини надходять необхідні речовини і видаляються продукти метаболізму; по-друге внутрішні мембрани клітини поділяють її наокремі відсіки — компартменти, кожен із яких призначено для певних метаболічних шляхів: наприклад, фотосинтезу або гідролізу біополімерів. Окрім того, деякі хімічні реакції можуть відбуватися тільки на самих мембранах, наприклад реакції світлової фази фотосинтезу або кінцевий етап аеробногоокиснення.

 

 Функції мембран
 

1. Обмеження вмісту клітини. Мембрани характеризуються вибірковою проникністю: через них можуть проходити неполярні речовини (наприклад кисень, вуглекислий газ, стероїдні гормони), але не великі полярні та заряджені молекули (амінокислот, моносахаридів, неорганічних іонів).

 

2. Транспорт. Мембрани регулюють процес транспорту потрібних речовин до клітини та виведення із неї відходів.

 

3. Рецепція. На поверхні плазматичної мембрани розташована велика кількість клітинних рецепторів (найчастіше глікопротеїнів), що сприймають різні хімічні та фізичні сигнали та передають їх всередину клітини.

 

4. Метаболічна функція. Багато мембранних білків є ферментами. Інколи вони можуть бути організовані у мультиферментні комплекси для здійснення послідовних метаболічних реакцій, при цьому мембрана виступає каркасом для їх просторової організації.

 

 

Пояснення механізму синтезу білків та фософліпідів плазматичними мембранами ЕПС

 

 

 

5. Клітинна адгезія. Мембрани тварин, зокрема деякі мембранні
білки, такі як кадгерини, забезпечують прикріплення клітин
багатоклітинного організму одна до одної або до позаклітинного матриксу.

 

Пояснення будови плазмодесм та

клітинних контактів

 

 

 

 

 Транспорт речовин через мембрани

 

Мембранний транспорт — транспорт речовин крізь клітинну мембрану в клітину або з клітини, який здійснюється за допомогою процесів простої дифузії, полегшеної дифузії і активного транспорту.

Транспорт речовин відбувається без участі транспортерів або за допомогою певних переносників. До переносників належать білки: іонні канали, іонні насоси, транспортні білки. Також транспорт може відбуватися за допомогою деяких антибіотиків.

 

Пасивний транспорт - переміщення невеликих полярних (CO2, Н2О) і неполярних (О2, N2) молекул за градієнтом концентрації або електрохімічним градієнтом без витрати енергії. Існують пізні форми пасивного транспорту:

проста дифузія газів - під час дихання між порожниною альвеол легень і просвітом кровоносних капілярів, характеризуєтсья низькою вибірковістю мембран до речовин, що переносяться;

полегшена дифузія - за участю компонентів мембрани (канали і переносники) переважно в одному напрямку (у клітині) за градієнтом концентрації без витрат енергії, характеризується вибірковістю до речовин;

осмос - процес вирівнювання концентрації двох розчинів, розділених напівпроникною мембраною (оболонкою), переміщенням розчинника з менш концентрованого у більш концентрований розчин;

дифузія - рух молекул та іонів із місця високої концентрації до місця нижчої або взаємне проникнення молекул речовини (газу, рідини, твердого тіла) один в одну при безпосередньому стиканні чи крізь пористу перегородку. Дифузія крізь мембрани за участю білків-переносників називається полегшеною дифузією.

 

Пояснення типів транспорту речовин

через плазматичні мембрани

 

 

 

Акти́вний тра́нспорт — опосередкований транспорт біомолекул, неорганічних іонів та малих молекул через цитоплазматичну або будь-яку іншу мембрану клітини. На відміну від пасивного транспорту, цей процес вимагає хімічної енергії у формі АТФ або різності концентрацій іншої речовини з двох боків мембрани. У цій формі транспорту, молекули рухаються проти або електричного потенціалу, або концентраційного градієнту (збірна назва — Електрохімічний градієнт). Активний транспорт малих молекул або іонів через цитоплазматичну мембрану загалом здійснюється транспортними білками, які знаходяться в мембрані. Великі молекули, наприклад, крохмаль, також можуть бути активно перенесені через цитоплазматичну мембрану за допомогою процесів, відомих ендоцитоз і екзоцитоз, які залучають зміни в формі мембрани і вбудовуванні везикул в неї (ендосоми, екзосоми, фагосоми тощо).

 

 

 

Пояснення активного транспорту речовин на прикладі

калієво-натрієвого насосу
 

 

 

Ендоцитоз (лат. endocytosis, грец. endon — усередині + грец. kytos — посудина, ємність, клітина) — процес активного надходження твердих і рідких речовин із зовнішнього середовища у середину клітини, поширений у всіх типах клітин. Включає фагоцитоз - поглинання твердих частинок, піноцитоз - поглинання рідини та рофеоцитоз - поглинання окремих макромолекул.

 

 

Екзоцито́з — це енергозалежний процес виведення макромолекул, унаслідок чого внутрішньоклітинні секреторні пухирці зливаються з плазматичною мембраною клітини, і їхній вміст виводиться із клітини. Також, в результаті екзоцитозу у зовнішньоклітинний простір секретуються певні речовини, такі як гормони, нейротрансміттери чи екзосоми.

 

Пояснення механізму екзоцитозу на прикладі транспортних везикул Апарату Гольджі

 

 

 

IV. Узагальнення та систематизація знань.

 

Робота з поняттями.

 

Кліти́нна мембра́на, також плазмале́ма, плазмати́чна або цитоплазмати́чна мембра́на - зовнішня оболонка живої клітини, яка відокремлює цитоплазму клітини від навколишнього середовища.

 

Фосфоліпі́ди — складні ліпіди, що містять в своєму складі багатоатомний спирт, залишок фосфорної кислоти та залишки жирних кислот.

 

Ліпідний бішар — двійний шар ліпідів зорієнтованих один до одного неполярними залишками. Його ще називають ліпідною мембраною.

 

Мембранний транспорт — транспорт речовин крізь клітинну мембрану.

 

Пасивний транспорт - переміщення речовин через плазматичну мембрану буз затрачання енергії.

 

Акти́вний тра́нспорт — опосередкований транспорт біомолекул, з затрачанням молекул АТФ.

 

Ендоцитоз — процес активного надходження твердих і рідких речовин із зовнішнього середовища у середину клітини, поширений у всіх типах клітин.

 

Екзоцито́з — це енергозалежний процес виведення макромолекул за участюю плазматичних мембран

 

Фагоцитоз - поглинання твердих частинок клітиною.

 

Піноцитоз - поглинання рідини та рофеоцитоз - поглинання окремих макромолекул.

 

 

Складання опорних точок теми.

 

Будова плазматичних мембран:

1 біліпідний шар

2 поверхневі білки

3 наскрізні білки

4 рецептори

 

Функціх плазматичних мембран:

1. Обмеження вмісту клітини.

2. Транспорт.

3. Рецепція.

4. Метаболічна функція.

5 клітинна адгезія

 

Транспорт речовин

 

 енергозатрати

1 активний транспорт

 калієво-натрієвий насос

2 пасивний транспорт

 дифузія

 полегшена дифузія

 

 тип речовин

1 фагоцитоз

2 піноцитоз

 

 напрямок

1 екзоцито

2 ендоцитоз

 

 

V. Домашнє завання