🧫
Тема 8 · НМТ з біології Клітинна мембрана. Транспорт речовин
Рідинно-мозаїчна модель, ліпідний бішар, пасивний і активний транспорт, ендо- та екзоцитоз
🗣️ Простими словами
Клітину оточує мембрана — «шкіра» з ліпідів і білків. Вона не глуха стіна, а розумний фільтр: вибірково пропускає потрібне й затримує зайве. Транспорт буває пасивним (без енергії) і активним (з АТФ).
Що таке клітинна мембрана
🗣️ Простими словами
Основа мембрани — подвійний шар ліпідів (гідрофобними «хвостами» всередину), у який вбудовані білки-«ворота». Саме білки й переносять великі або заряджені частинки крізь мембрану.
Визначення
Плазматична мембрана (плазмалема) — це тонка (близько 7–10 нм) оболонка, що відмежовує вміст клітини від зовнішнього середовища.
Головна властивість мембрани — вибіркова (напівпроникна) проникність: вона пропускає одні речовини й затримує інші.
Мембрани мають не лише поверхню клітини, а й усі органели (ядро, мітохондрії, ЕПС) — це біологічні мембрани зі спільним принципом будови.
Головна властивість мембрани — вибіркова (напівпроникна) проникність: вона пропускає одні речовини й затримує інші.
Мембрани мають не лише поверхню клітини, а й усі органели (ядро, мітохондрії, ЕПС) — це біологічні мембрани зі спільним принципом будови.
Хімічний склад
Основа мембрани — ліпіди (переважно фосфоліпіди) та білки.
• Ліпідів і білків приблизно порівну за масою (співвідношення залежить від типу мембрани).
• Є також вуглеводи — приєднані до білків (глікопротеїни) і ліпідів (гліколіпіди) на зовнішньому боці.
• У тваринних клітинах між фосфоліпідами вбудований холестерин, що робить мембрану стійкішою й регулює її плинність (текучість).
• Ліпідів і білків приблизно порівну за масою (співвідношення залежить від типу мембрани).
• Є також вуглеводи — приєднані до білків (глікопротеїни) і ліпідів (гліколіпіди) на зовнішньому боці.
• У тваринних клітинах між фосфоліпідами вбудований холестерин, що робить мембрану стійкішою й регулює її плинність (текучість).
Рідинно-мозаїчна модель
Суть моделі
Рідинно-мозаїчна модель (Сінгер і Ніколсон, 1972) описує будову мембрани так:
• «Рідинна» — ліпіди й білки не закріплені жорстко, а можуть переміщуватися в площині мембрани, наче в рідині.
• «Мозаїчна» — білки вкраплені в ліпідний шар нерівномірно, як шматочки мозаїки.
Тобто мембрана — це рухлива, а не застигла структура.
• «Рідинна» — ліпіди й білки не закріплені жорстко, а можуть переміщуватися в площині мембрани, наче в рідині.
• «Мозаїчна» — білки вкраплені в ліпідний шар нерівномірно, як шматочки мозаїки.
Тобто мембрана — це рухлива, а не застигла структура.
Ліпідний бішар
Фосфоліпіди утворюють подвійний шар (бішар).
Кожна молекула має гідрофільну «голову» (любить воду) і два гідрофобні «хвости» (бояться води).
• Голови повернені назовні — до води всередині й ззовні клітини.
• Хвости сховані всередину бішару, один до одного.
Саме гідрофобна серцевина не пропускає воду й йони — тому потрібні спеціальні білки-транспортери.
Кожна молекула має гідрофільну «голову» (любить воду) і два гідрофобні «хвости» (бояться води).
• Голови повернені назовні — до води всередині й ззовні клітини.
• Хвости сховані всередину бішару, один до одного.
Саме гідрофобна серцевина не пропускає воду й йони — тому потрібні спеціальні білки-транспортери.
Білки мембрани
За розташуванням розрізняють:
• Інтегральні (занурені) — пронизують бішар наскрізь; часто це канали й насоси.
• Периферійні (поверхневі) — лежать на поверхні мембрани.
Функції білків: транспортна (канали, насоси), рецепторна (сприймають сигнали), ферментативна, структурна.
• Інтегральні (занурені) — пронизують бішар наскрізь; часто це канали й насоси.
• Периферійні (поверхневі) — лежать на поверхні мембрани.
Функції білків: транспортна (канали, насоси), рецепторна (сприймають сигнали), ферментативна, структурна.
🧠 Як запам'ятати
Фосфоліпід — це «голова любить воду, хвіст ховається».
Голови гідро-ФІЛьні — «ФІЛ» як «філія води», тягнуться до неї.
Хвости гідро-ФОБні — «ФОБія» води, ховаються всередину.
Мембрана = «море з айсбергами»: ліпіди — рідке море, білки плавають у ньому, як айсберги-мозаїка.
Голови гідро-ФІЛьні — «ФІЛ» як «філія води», тягнуться до неї.
Хвости гідро-ФОБні — «ФОБія» води, ховаються всередину.
Мембрана = «море з айсбергами»: ліпіди — рідке море, білки плавають у ньому, як айсберги-мозаїка.
Функції мембрани
Основні функції
• Бар'єрна — відмежовує клітину, захищає вміст.
• Транспортна — регулює вхід і вихід речовин.
• Рецепторна — розпізнає сигнали (гормони, сусідні клітини) через білки-рецептори.
• Ферментативна — на мембрані закріплені ферменти.
• Забезпечує зв'язок між клітинами та обмін речовин із середовищем.
• Транспортна — регулює вхід і вихід речовин.
• Рецепторна — розпізнає сигнали (гормони, сусідні клітини) через білки-рецептори.
• Ферментативна — на мембрані закріплені ферменти.
• Забезпечує зв'язок між клітинами та обмін речовин із середовищем.
Пасивний транспорт
Головна ознака
Пасивний транспорт — перенесення речовин без витрат енергії (АТФ), за градієнтом концентрації (з місця, де речовини більше, туди, де її менше).
Рушійна сила — сам перепад концентрацій. Види: дифузія, осмос, полегшена дифузія.
Рушійна сила — сам перепад концентрацій. Види: дифузія, осмос, полегшена дифузія.
Дифузія та осмос
Дифузія — самочинне переміщення молекул із зони більшої концентрації в зону меншої. Прямо крізь бішар так проходять дрібні неполярні молекули: O₂, CO₂, ліпіди.
Осмос — це дифузія води крізь напівпроникну мембрану в бік вищої концентрації розчинених речовин.
У гіпотонічному розчині клітина набрякає, у гіпертонічному — зневоднюється (зморщується).
Осмос — це дифузія води крізь напівпроникну мембрану в бік вищої концентрації розчинених речовин.
У гіпотонічному розчині клітина набрякає, у гіпертонічному — зневоднюється (зморщується).
Полегшена дифузія
Полегшена дифузія — перенесення речовин за градієнтом концентрації, але за допомогою білків (каналів або переносників).
Так проходять речовини, яким «важко» крізь гідрофобний шар: глюкоза, амінокислоти, йони (наприклад, крізь йонні канали).
Енергія АТФ не витрачається — це все ще пасивний транспорт, просто з «провідником».
Так проходять речовини, яким «важко» крізь гідрофобний шар: глюкоза, амінокислоти, йони (наприклад, крізь йонні канали).
Енергія АТФ не витрачається — це все ще пасивний транспорт, просто з «провідником».
Активний транспорт
Головна ознака
Активний транспорт — перенесення речовин проти градієнта концентрації (з місця, де їх менше, туди, де більше) із витратою енергії АТФ.
Здійснюється білками-насосами. Дозволяє клітині накопичувати потрібні речовини всупереч дифузії.
Здійснюється білками-насосами. Дозволяє клітині накопичувати потрібні речовини всупереч дифузії.
Натрій-калієвий насос
Натрій-калієвий насос (Na⁺/K⁺-АТФаза) — класичний приклад активного транспорту.
За один цикл, витрачаючи 1 молекулу АТФ, він:
• виводить 3 йони Na⁺ назовні клітини;
• вводить 2 йони K⁺ усередину.
Обидва — проти градієнта. Це підтримує різницю концентрацій йонів і мембранний потенціал, потрібний для роботи нервів і м'язів.
За один цикл, витрачаючи 1 молекулу АТФ, він:
• виводить 3 йони Na⁺ назовні клітини;
• вводить 2 йони K⁺ усередину.
Обидва — проти градієнта. Це підтримує різницю концентрацій йонів і мембранний потенціал, потрібний для роботи нервів і м'язів.
🧠 Як запам'ятати
Насос: «3 виходять — 2 заходять», а Na надворі, K вдома.
NA — «НА вулицю» (натрій виганяється назовні, 3 штуки).
K — «Ка-хата» (калій заходить у клітину, 2 штуки).
А платить за все квиток — 1 АТФ.
NA — «НА вулицю» (натрій виганяється назовні, 3 штуки).
K — «Ка-хата» (калій заходить у клітину, 2 штуки).
А платить за все квиток — 1 АТФ.
Транспорт у мембранній упаковці
Ендоцитоз
Ендоцитоз — поглинання речовин клітиною шляхом вгинання мембрани й утворення пухирця (везикули). Потребує енергії.
Два види:
• Фагоцитоз («клітинне поїдання») — захоплення твердих частинок (бактерій, уламків). Так працюють лейкоцити.
• Піноцитоз («клітинне пиття») — захоплення рідини з розчиненими речовинами.
Два види:
• Фагоцитоз («клітинне поїдання») — захоплення твердих частинок (бактерій, уламків). Так працюють лейкоцити.
• Піноцитоз («клітинне пиття») — захоплення рідини з розчиненими речовинами.
Екзоцитоз
Екзоцитоз — процес, протилежний ендоцитозу: пухирець з речовиною зсередини підходить до мембрани, зливається з нею й викидає вміст назовні.
Так клітина виділяє ферменти, гормони, слиз, видаляє неперетравлені рештки. Теж потребує енергії.
Так клітина виділяє ферменти, гормони, слиз, видаляє неперетравлені рештки. Теж потребує енергії.
🧠 Як запам'ятати
ЕНДО — «Всереди-НА», ЕКЗО — «на виХІД» (екзит, exit).
ФАГО — «ФАСт-фуд», клітина їсть тверде.
ПІНО — «ПІН-ГвиН п'є», клітина п'є рідке.
ФАГО — «ФАСт-фуд», клітина їсть тверде.
ПІНО — «ПІН-ГвиН п'є», клітина п'є рідке.
Поверхневі структури клітини
Глікокалікс
Глікокалікс — тонкий шар над мембраною тваринної клітини, утворений вуглеводами глікопротеїнів і гліколіпідів.
Функції: рецепторна (розпізнавання «свій–чужий», злипання клітин у тканини), захисна.
Важливо: глікокалікс м'який і не є жорсткою оболонкою — на відміну від клітинної стінки.
Функції: рецепторна (розпізнавання «свій–чужий», злипання клітин у тканини), захисна.
Важливо: глікокалікс м'який і не є жорсткою оболонкою — на відміну від клітинної стінки.
Клітинна стінка рослин
Клітинна стінка — жорстка оболонка ззовні від мембрани.
У рослин вона з целюлози; у грибів — із хітину.
Функції: опора, форма, захист, протидія осмотичному тиску (не дає клітині лопнути у воді).
Стінка проникна — вода й розчини проходять вільно, тож вона не регулює транспорт (це робить мембрана).
У рослин вона з целюлози; у грибів — із хітину.
Функції: опора, форма, захист, протидія осмотичному тиску (не дає клітині лопнути у воді).
Стінка проникна — вода й розчини проходять вільно, тож вона не регулює транспорт (це робить мембрана).
Клітинна стінка бактерій
У бактерій клітинна стінка складається з муреїну (пептидоглікану) — це особлива речовина, якої немає в рослин.
За будовою стінки бактерії поділяють на грампозитивні (товстий шар муреїну) та грамнегативні (тонкий шар + додаткова зовнішня мембрана).
Саме на муреїнову стінку діє антибіотик пеніцилін.
За будовою стінки бактерії поділяють на грампозитивні (товстий шар муреїну) та грамнегативні (тонкий шар + додаткова зовнішня мембрана).
Саме на муреїнову стінку діє антибіотик пеніцилін.
Ключові терміни
Вивчи напам'ять
Рідинно-мозаїчна модель — ліпідний бішар + рухливі білки (1972).
Фосфоліпід — гідрофільна голова + гідрофобні хвости.
Пасивний транспорт — за градієнтом, без АТФ (дифузія, осмос, полегшена дифузія).
Активний транспорт — проти градієнта, з АТФ (Na⁺/K⁺-насос: 3 Na⁺ назовні, 2 K⁺ усередину).
Осмос — дифузія води крізь напівпроникну мембрану.
Ендоцитоз: фагоцитоз (тверде), піноцитоз (рідке); екзоцитоз — викид назовні.
Стінка: рослини — целюлоза, гриби — хітин, бактерії — муреїн.
Фосфоліпід — гідрофільна голова + гідрофобні хвости.
Пасивний транспорт — за градієнтом, без АТФ (дифузія, осмос, полегшена дифузія).
Активний транспорт — проти градієнта, з АТФ (Na⁺/K⁺-насос: 3 Na⁺ назовні, 2 K⁺ усередину).
Осмос — дифузія води крізь напівпроникну мембрану.
Ендоцитоз: фагоцитоз (тверде), піноцитоз (рідке); екзоцитоз — викид назовні.
Стінка: рослини — целюлоза, гриби — хітин, бактерії — муреїн.
Часті пастки НМТ
Не переплутай
• Полегшена дифузія — це пасивний транспорт (за градієнтом, без АТФ), хоч і за участю білків. Не плутай з активним!
• Осмос — це рух води, а не розчиненої речовини.
• Na⁺/K⁺-насос: назовні йде натрій (3), усередину — калій (2), а не навпаки.
• Фагоцитоз — тверде, піноцитоз — рідке.
• Клітинна стінка ≠ мембрана: стінка жорстка й проникна, транспорт регулює саме мембрана.
• Целюлоза — у рослин, хітин — у грибів, муреїн — у бактерій (легко переплутати).
• Осмос — це рух води, а не розчиненої речовини.
• Na⁺/K⁺-насос: назовні йде натрій (3), усередину — калій (2), а не навпаки.
• Фагоцитоз — тверде, піноцитоз — рідке.
• Клітинна стінка ≠ мембрана: стінка жорстка й проникна, транспорт регулює саме мембрана.
• Целюлоза — у рослин, хітин — у грибів, муреїн — у бактерій (легко переплутати).
🗣️ Простими словами
Якщо зовсім коротко: мембрана — вибірковий фільтр із ліпідів і білків. Пасивний транспорт іде без енергії (дифузія, осмос), активний — з АТФ проти градієнта 😉
Закріпи тему «Клітинна мембрана. Транспорт речовин» на тестах 🎯
Пройди тести формату НМТ саме з цієї теми — безкоштовно, з розбором кожної помилки.