1. Известно, что клетки эукариотических организмов содержат разнообразные внутренние мембраны, тогда как прокариоты прекрасно обходятся без них. Как вы полагаете, действительно ли внутриклеточные мембраны нужны эукариотам, или же их наличие — «издержки» эволюции? ответ аргументируйте. Постарайтесь привести : ' несколько соображений, подтверждающих те преимущества, которые благодаря мембранным органоидам получают эукариотические клетки.
2. Если клеточную мембрану проткнуть иглой или разрезать микроножом, то она автоматически замкнется. Этот эффект схож с «эффектом мыльного пузыря». Если мыльный пузырь разрезать пополам, то получается два поменьше, а не две половины. При слиянии этих пузырей получается один большой. С чем связано такое свойство мембраны и мыльного пузыря? Какое значение это имеет для живой клетки?
- Барьерная функция: внутриклеточные мембраны разделяют клеточные компартменты и создают отдельные среды, что обеспечивает эффективное функционирование различных биохимических процессов в клетке. Например, мембрана ядра отделяет генетический материал от остальных компонентов клетки и обеспечивает его безопасность.
- Концентрация веществ: мембранные органоиды, такие как митохондрии и хлоропласты, содержат уникальные ферменты и факторы, необходимые для выполнения определенных клеточных функций, таких как дыхание и фотосинтез. Имея свою собственную мембрану, эти органоиды могут создавать и поддерживать оптимальные условия для этих процессов, что повышает эффективность клеточных реакций.
- Внутренняя организация: наличие внутриклеточных мембран способствует организации и упорядочиванию клеточных компонентов. Например, эндоплазматическое ретикулум и аппарат Гольджи играют важную роль в синтезе и транспорте белков, обеспечивая их правильное распределение в клетке.
- Защита от внешних воздействий: внутриклеточные мембраны также помогают защищать клетку от вредного воздействия окружающей среды или других клеток, предотвращая проникновение нежелательных веществ или микроорганизмов.
Таким образом, внутриклеточные мембраны не только несут определенные «издержки» эволюции, но и предоставляют эукариотическим клеткам ряд преимуществ, обеспечивая эффективное функционирование и высокий уровень организации.
2. Свойство клеточной мембраны и мыльного пузыря связано с присутствием веществ, называемых фосфолипидами. Фосфолипиды - основные компоненты клеточной мембраны - имеют амфифильную структуру, то есть они состоят из двух "головок" (фосфатной и гидрофильной) и длинного "хвоста" (гидрофобного).
Этот особый состав фосфолипидов обуславливает свойство мембраны и мыльного пузыря называется поверхностным натяжением. Поверхностное натяжение возникает из-за тенденции молекул фосфолипидов образовывать компактную структуру, минимизирующую контакт с веществами, несовместимыми с липидной фазой (например, водой), и удерживать мембрану в целостном состоянии.
Когда мембрана клетки проткнута или разрезана, молекулы фосфолипидов реорганизуются таким образом, что образовываются две новые поверхности. Эти новые поверхности имеют более высокие значения поверхностного натяжения, чем изначальная поверхность, потому что к разрыву или проколу мембраны приводит к изменению конформации фосфолипидов.
Это свойство мембраны и мыльного пузыря важно для живой клетки потому, что оно позволяет ей сохранять структурную и функциональную целостность. После повреждения мембраны она автоматически замыкается, восстанавливая свою целостность и предотвращая дальнейшую утечку клеточного содержимого.
Таким образом, свойство мембраны и мыльного пузыря обеспечивает защиту клетки от повреждений и помогает ей сохранять необходимые условия для нормальной работы всех внутриклеточных процессов.