ساختار غشای سلولی چگونه است؟ ویژگی های ساختار غشای سلولی

مرزی ( مانع) - محتویات سلولی را از محیط خارجی جدا کنید.

تنظیم تبادل بین سلول و محیط؛

آنها سلول ها را به بخش ها یا محفظه هایی تقسیم می کنند که برای مسیرهای متابولیکی خاص در نظر گرفته شده است. تقسيم كردن);

این محل برخی از واکنش های شیمیایی (واکنش های نور فتوسنتز در کلروپلاست، فسفوریلاسیون اکسیداتیو در طول تنفس در میتوکندری) است.

ایجاد ارتباط بین سلول ها در بافت ارگانیسم های چند سلولی؛

حمل و نقل- حمل و نقل غشایی را انجام می دهد.

گیرنده- محل مکان های گیرنده ای هستند که محرک های خارجی را تشخیص می دهند.

حمل و نقل مواداز طریق غشاء - یکی از عملکردهای اصلی غشاء، تضمین تبادل مواد بین سلول و محیط خارجی. بسته به مصرف انرژی برای انتقال مواد، آنها را متمایز می کنند:

حمل و نقل غیرفعال، یا انتشار تسهیل شده؛

انتقال فعال (انتخابی) با مشارکت ATP و آنزیم ها.

حمل و نقل در بسته بندی غشایی اندوسیتوز (به داخل سلول) و اگزوسیتوز (خارج از سلول) وجود دارد - مکانیسم هایی که ذرات بزرگ و ماکرومولکول ها را از طریق غشاء منتقل می کنند. در طی اندوسیتوز، غشای پلاسمایی یک انواژیناسیون ایجاد می کند، لبه های آن با هم ترکیب می شوند و یک وزیکول به داخل سیتوپلاسم آزاد می شود. وزیکول با یک غشای منفرد از سیتوپلاسم جدا می شود که بخشی از غشای سیتوپلاسمی خارجی است. فاگوسیتوز و پینوسیتوز وجود دارد. فاگوسیتوز جذب ذرات بزرگی است که بسیار سخت هستند. به عنوان مثال فاگوسیتوز لنفوسیت ها، تک یاخته ها و غیره. پینوسیتوز فرآیند جذب و جذب قطرات مایع با مواد حل شده در آن است.

اگزوسیتوز فرآیند حذف مواد مختلف از سلول است. در طی اگزوسیتوز، غشای وزیکول یا واکوئل با غشای سیتوپلاسمی خارجی ترکیب می شود. محتویات وزیکول از سطح سلول خارج می شود و غشاء در غشای سیتوپلاسمی خارجی قرار می گیرد.

در هسته منفعلانتقال مولکول های بدون بار در تفاوت بین غلظت هیدروژن و بارها نهفته است، یعنی. گرادیان الکتروشیمیایی مواد از ناحیه ای با گرادیان بالاتر به ناحیه ای با گرادیان پایین تر حرکت می کنند. سرعت حمل و نقل بستگی به تفاوت در شیب دارد.

انتشار ساده انتقال مواد به طور مستقیم از طریق دولایه لیپیدی است. مشخصه گازها، مولکول های قطبی غیر قطبی یا کوچک بدون بار، محلول در چربی ها. آب به سرعت به دولایه نفوذ می کند زیرا مولکول آن کوچک و از نظر الکتریکی خنثی است. انتشار آب از طریق غشاها اسمز نامیده می شود.

انتشار از طریق کانال های غشایی، انتقال مولکول ها و یون های باردار (Na، K، Ca، Cl) است که به دلیل وجود پروتئین های کانال ساز ویژه ای که منافذ آب را تشکیل می دهند، از غشا نفوذ می کنند.

انتشار تسهیل شده انتقال مواد با استفاده از پروتئین های انتقال ویژه است. هر پروتئین مسئول یک مولکول کاملاً تعریف شده یا گروهی از مولکول های مرتبط است، با آن تعامل می کند و از طریق غشاء حرکت می کند. به عنوان مثال، قندها، اسیدهای آمینه، نوکلئوتیدها و سایر مولکول های قطبی.

حمل و نقل فعالتوسط پروتئین های حامل (ATPase) در برابر یک گرادیان الکتروشیمیایی، با مصرف انرژی انجام می شود. منبع آن مولکول های ATP است. به عنوان مثال، سدیم یک پمپ پتاسیم است.

غلظت پتاسیم در داخل سلول بسیار بیشتر از خارج از آن است و سدیم - بالعکس. بنابراین، کاتیون های پتاسیم و سدیم به طور غیرفعال از طریق منافذ آب غشا در امتداد گرادیان غلظت پخش می شوند. این با این واقعیت توضیح داده می شود که نفوذپذیری غشاء برای یون های پتاسیم بیشتر از یون های سدیم است. بر این اساس، پتاسیم سریعتر از سدیم از سلول به داخل سلول منتشر می شود. با این حال، برای عملکرد طبیعی سلول نسبت معینی از 3 یون پتاسیم و 2 سدیم ضروری است. بنابراین، یک پمپ سدیم-پتاسیم در غشاء وجود دارد که به طور فعال سدیم را از سلول و پتاسیم را به داخل سلول پمپ می کند. این پمپ یک پروتئین غشایی گذرنده است که قادر به بازآرایی ساختاری است. بنابراین، می تواند یون های پتاسیم و سدیم را به خود بچسباند (ضد پورت). این فرآیند انرژی بر است:

از داخل غشاء، یون های سدیم و یک مولکول ATP وارد پروتئین پمپ می شوند و یون های پتاسیم از بیرون می آیند.

یون های سدیم با یک مولکول پروتئین ترکیب می شوند و پروتئین فعالیت ATPase را به دست می آورد. توانایی ایجاد هیدرولیز ATP، که با آزاد شدن انرژی که پمپ را به حرکت در می آورد، همراه است.

فسفات آزاد شده در طول هیدرولیز ATP به پروتئین متصل می شود، به عنوان مثال. پروتئین را فسفریله می کند.

فسفوریلاسیون باعث تغییرات ساختاری در پروتئین می شود و قادر به حفظ یون های سدیم نیست. آنها رها می شوند و به خارج از سلول حرکت می کنند.

ترکیب جدید پروتئین باعث تقویت اتصال یون های پتاسیم به آن می شود.

افزودن یون های پتاسیم باعث دفسفوریلاسیون پروتئین می شود. دوباره ترکیب خود را تغییر می دهد.

تغییر در ساختار پروتئین منجر به آزاد شدن یون های پتاسیم در داخل سلول می شود.

پروتئین دوباره آماده است تا یون های سدیم را به خود بچسباند.

در یک چرخه کار، پمپ 3 یون سدیم را از سلول خارج می کند و در 2 یون پتاسیم پمپ می کند.

سیتوپلاسم- جزء اجباری سلول که بین دستگاه سطحی سلول و هسته قرار دارد. این یک مجموعه ساختاری ناهمگن پیچیده است که شامل موارد زیر است:

هیالوپلاسما

اندامک ها (اجزای دائمی سیتوپلاسم)

آخال ها اجزای موقت سیتوپلاسم هستند.

ماتریکس سیتوپلاسمی(هیالوپلاسم) محتویات داخلی سلول است - محلول کلوئیدی بی رنگ، ضخیم و شفاف. اجزای ماتریکس سیتوپلاسمی فرآیندهای بیوسنتز را در سلول انجام می دهند و حاوی آنزیم های لازم برای تولید انرژی هستند که عمدتاً به دلیل گلیکولیز بی هوازی است.

خواص اساسی ماتریکس سیتوپلاسمی

خواص کلوئیدی سلول را تعیین می کند. همراه با غشاهای درون سلولی سیستم واکوئولی، می توان آن را یک سیستم کلوئیدی بسیار ناهمگن یا چند فازی در نظر گرفت.

ایجاد تغییر در ویسکوزیته سیتوپلاسم، انتقال از ژل (ضخیم تر) به سل (مایع تر)، که تحت تأثیر عوامل خارجی و داخلی رخ می دهد.

سیکلوز، حرکت آمیبوئید، تقسیم سلولی و حرکت رنگدانه در کروماتوفورها را فراهم می کند.

قطبیت محل اجزای داخل سلولی را تعیین می کند.

خواص مکانیکی سلول ها را فراهم می کند - خاصیت ارتجاعی، توانایی ادغام، سفتی.

اندامک ها- ساختارهای سلولی دائمی که تضمین می کنند سلول عملکردهای خاصی را انجام می دهد. بسته به ویژگی های ساختاری، آنها متمایز می شوند:

اندامک های غشایی - ساختار غشایی دارند. آنها می توانند تک غشایی (ER، دستگاه گلژی، لیزوزوم ها، واکوئل های سلول های گیاهی) باشند. دو غشایی (میتوکندری، پلاستیدها، هسته).

اندامک های غیر غشایی - ساختار غشایی (کروموزوم ها، ریبوزوم ها، مرکز سلولی، اسکلت سلولی) ندارند.

اندامک های همه منظوره مشخصه همه سلول ها هستند: هسته، میتوکندری، مرکز سلول، دستگاه گلژی، ریبوزوم ها، EPS، لیزوزوم ها. هنگامی که اندامک ها مشخصه انواع سلول های خاصی هستند، اندامک های ویژه نامیده می شوند (به عنوان مثال، میوفیبریل هایی که یک فیبر عضلانی را منقبض می کنند).

شبکه آندوپلاسمی- یک ساختار پیوسته منفرد که غشای آن رگه ها و چین های زیادی را تشکیل می دهد که شبیه لوله ها، میکروواکوئل ها و مخازن بزرگ هستند. غشاهای ER از یک سو به غشای سیتوپلاسمی سلول و از سوی دیگر به پوسته بیرونی غشای هسته متصل هستند.

دو نوع EPS وجود دارد - خشن و صاف.

در ER خشن یا دانه ای، مخازن و لوله ها با ریبوزوم ها همراه هستند. قسمت بیرونی غشاء است ER صاف یا دانه ای هیچ ارتباطی با ریبوزوم ها ندارد. این قسمت داخلی غشا است.

ساختار سلول

نظریه سلولی

طرح

سلول یک واحد ساختاری اولیه یک موجود زنده است.

1. نظریه سلولی.

2. ساختار سلولی.

3. تکامل سلولی.

در سال 1665م آر. هوک اولین کسی بود که سلول های گیاهی را کشف کرد. در سال 1674م A. Leeuwenhoek سلول حیوانی را کشف کرد. در سال 1839م T. Schwann و M. Schleiden نظریه سلولی را فرموله کردند. اصل اصلی نظریه سلولی این بود که سلول اساس ساختاری و عملکردی سیستم های زنده است. اما آنها به اشتباه معتقد بودند که سلول ها از ماده بدون ساختار تشکیل شده اند. در سال 1859م R. Virchow ثابت کرد که سلول های جدید تنها با تقسیم سلول های قبلی تشکیل می شوند.

اصول اولیه تئوری سلولی :

1) سلول واحد ساختمانی و عملکردی همه موجودات زنده است. همه موجودات زنده از سلول تشکیل شده اند.

2) همه سلول ها اساساً از نظر ترکیب شیمیایی و فرآیندهای متابولیکی مشابه هستند.

3) سلول های جدید با تقسیم سلول های موجود تشکیل می شوند.

4) همه سلول ها اطلاعات ارثی را به یک شکل ذخیره و پیاده سازی می کنند.

5) فعالیت زندگی یک ارگانیسم چند سلولی به عنوان یک کل توسط تعامل سلول های تشکیل دهنده آن تعیین می شود.

بر اساس ساختار آنها، 2 نوع سلول وجود دارد:

پروکاریوت ها

یوکاریوت ها

پروکاریوت ها شامل باکتری ها و جلبک های سبز آبی هستند. پروکاریوت ها با یوکاریوت ها در موارد زیر متفاوت هستند: آنها اندامک های غشایی موجود در سلول یوکاریوتی ندارند (میتوکندری، شبکه آندوپلاسمی، لیزوزوم ها، کمپلکس گلژی، کلروپلاست).

مهمترین تفاوت آنها این است که هسته احاطه شده با غشاء ندارند. DNA پروکاریوتی با یک مولکول دایره ای چین خورده نشان داده می شود. پروکاریوت ها همچنین فاقد سانتریول های مرکز سلولی هستند، بنابراین هرگز با میتوز تقسیم نمی شوند. آنها با آمیتوز - تقسیم سریع مستقیم مشخص می شوند.

سلول های یوکاریوتی سلول های موجودات تک سلولی و چند سلولی هستند. آنها از سه جزء اصلی تشکیل شده اند:

غشای سلولی که سلول را احاطه کرده و آن را از محیط خارجی جدا می کند.

سیتوپلاسم حاوی آب، نمک های معدنی، ترکیبات آلی، اندامک ها و اجزاء؛

هسته که حاوی مواد ژنتیکی سلول است.

1- سر قطبی مولکول فسفولیپید

2- دم اسید چرب مولکول فسفولیپید

3- پروتئین انتگرال

4- پروتئین محیطی

5- پروتئین نیمه انتگرال

6- گلیکوپروتئین

7 - گلیکولیپید

غشای سلولی خارجی در تمام سلول ها (حیوانی و گیاهی) ذاتی است، ضخامتی در حدود 7.5 (تا 10) نانومتر دارد و از مولکول های لیپید و پروتئین تشکیل شده است.

در حال حاضر، مدل سیال-موزاییک ساخت غشای سلولی گسترده است. طبق این مدل، مولکول‌های لیپید در دو لایه قرار می‌گیرند که انتهای آبگریز (آب گریز - محلول در چربی) رو به روی یکدیگر و انتهای محلول در آب (آب دوست) آن‌ها رو به حاشیه است. مولکول های پروتئین در لایه لیپیدی قرار می گیرند. برخی از آنها در سطح بیرونی یا داخلی قسمت لیپیدی قرار دارند، برخی دیگر تا حدی غوطه ور هستند یا از طریق غشاء نفوذ می کنند.

عملکرد غشاها :

محافظ، مرز، مانع؛

حمل و نقل؛

گیرنده - که به دلیل پروتئین ها انجام می شود - گیرنده هایی که توانایی انتخابی برای مواد خاصی (هورمون ها، آنتی ژن ها و غیره) دارند، وارد تعاملات شیمیایی با آنها می شوند، سیگنال ها را به سلول منتقل می کنند.

شرکت در تشکیل تماس های بین سلولی؛

حرکت برخی از سلول ها را فراهم می کند (حرکت آمیب).

سلول های حیوانی دارای یک لایه نازک گلیکوکالیکس در بالای غشای سلولی خارجی هستند. این مجموعه ای از کربوهیدرات ها با لیپیدها و کربوهیدرات ها با پروتئین است. گلیکوکالیکس در فعل و انفعالات بین سلولی نقش دارد. غشاهای سیتوپلاسمی اکثر اندامک های سلولی دقیقاً ساختار مشابهی دارند.

در سلول های گیاهی، خارج از غشای سیتوپلاسمی. یک دیواره سلولی متشکل از سلولز وجود دارد.

انتقال مواد از طریق غشای سیتوپلاسمی .

دو مکانیسم اصلی برای ورود یا خروج مواد به سلول وجود دارد:

1.حمل و نقل غیرفعال

2. حمل و نقل فعال

انتقال غیرفعال مواد بدون مصرف انرژی صورت می گیرد. نمونه ای از این انتقال، انتشار و اسمز است که در آن حرکت مولکول ها یا یون ها از ناحیه ای با غلظت بالا به ناحیه ای با غلظت کمتر، به عنوان مثال، مولکول های آب رخ می دهد.

حمل و نقل فعال - در این نوع انتقال، مولکول ها یا یون ها در برابر یک گرادیان غلظت به غشاء نفوذ می کنند که به انرژی نیاز دارد. نمونه ای از انتقال فعال پمپ سدیم-پتاسیم است که به طور فعال سدیم را از سلول پمپ می کند و یون های پتاسیم را از محیط خارجی جذب می کند و آنها را به داخل سلول منتقل می کند. پمپ یک پروتئین غشایی ویژه است که ATP را هدایت می کند.

انتقال فعال حفظ حجم سلولی و پتانسیل غشا ثابت را تضمین می کند.

انتقال مواد می تواند توسط اندوسیتوز و اگزوسیتوز انجام شود.

اندوسیتوز نفوذ مواد به داخل سلول است، اگزوسیتوز از سلول است.

در طی اندوسیتوز، غشای پلاسمایی انواژیناسیون ها یا برآمدگی هایی ایجاد می کند که سپس ماده را در بر می گیرد و پس از آزاد شدن به وزیکول تبدیل می شود.

دو نوع اندوسیتوز وجود دارد:

1) فاگوسیتوز - جذب ذرات جامد (سلول های فاگوسیت)،

2) پینوسیتوز - جذب مواد مایع. پینوسیتوز مشخصه تک یاخته آمیبوئید است.

با اگزوسیتوز، مواد مختلفی از سلول ها خارج می شود: بقایای غذای هضم نشده از واکوئل های گوارشی خارج می شود و ترشح مایع آنها از سلول های ترشحی خارج می شود.

سیتوپلاسم –(سیتوپلاسم + هسته تشکیل پروتوپلاسم). سیتوپلاسم از یک ماده خاکی آبکی (ماتریکس سیتوپلاسمی، هیالوپلاسم، سیتوزول) و اندامک ها و اجزاء مختلف موجود در آن تشکیل شده است.

شامل -مواد زائد سلولی 3 گروه از اجزاء وجود دارد - مهم تروفیک، ترشحی (سلول های غده) و ویژه (رنگدانه).

اندامک ها -اینها ساختارهای دائمی سیتوپلاسم هستند که عملکردهای خاصی را در سلول انجام می دهند.

اندامک های با اهمیت عمومی و خاص متمایز می شوند. خاص در اکثر سلول ها یافت می شود، اما به مقدار قابل توجهی فقط در سلول هایی که عملکرد خاصی را انجام می دهند وجود دارد. اینها عبارتند از میکروویل های سلول های اپیتلیال روده، مژک های اپیتلیوم نای و برونش ها، تاژک ها، میوفیبریل ها (تامین کننده انقباض عضلانی و غیره).

اندامک های دارای اهمیت کلی عبارتند از ER، کمپلکس گلژی، میتوکندری، ریبوزوم ها، لیزوزوم ها، سانتریول های مرکز سلول، پراکسی زوم ها، میکروتوبول ها، میکروفیلامان ها. در سلول های گیاهی پلاستیدها و واکوئل ها وجود دارد. اندامک های دارای اهمیت کلی را می توان به اندامک های دارای ساختار غشایی و غیر غشایی تقسیم کرد.

اندامک های با ساختار غشایی یا دو غشایی یا تک غشایی هستند. میتوکندری ها و پلاستیدها به عنوان سلول های دو غشایی طبقه بندی می شوند. سلول های تک غشایی شامل شبکه آندوپلاسمی، کمپلکس گلژی، لیزوزوم ها، پراکسی زوم ها و واکوئل ها هستند.

اندامک هایی که غشا ندارند: ریبوزوم ها، مرکز سلولی، میکروتوبول ها، ریز رشته ها.

میتوکندری – این اندامک هایی به شکل گرد یا بیضی هستند. آنها از دو غشا تشکیل شده اند: داخلی و خارجی. غشای داخلی دارای برجستگی هایی به نام cristae است که میتوکندری ها را به بخش هایی تقسیم می کند. محفظه ها با یک ماده پر می شوند - ماتریس. ماتریکس حاوی DNA، mRNA، tRNA، ریبوزوم، نمک های کلسیم و منیزیم است. بیوسنتز پروتئین مستقل در اینجا اتفاق می افتد. وظیفه اصلی میتوکندری سنتز انرژی و تجمع آن در مولکول های ATP است. میتوکندری های جدید در نتیجه تقسیم میتوکندری های قدیمی در سلول تشکیل می شوند.

پلاستیدها – اندامک هایی که عمدتاً در سلول های گیاهی یافت می شوند. آنها در سه نوع هستند: کلروپلاست، که حاوی رنگدانه سبز است. کروموپلاست ها (رنگدانه های قرمز، زرد، نارنجی)؛ لوکوپلاست (بی رنگ).

کلروپلاست ها به لطف رنگدانه سبز کلروفیل قادر به سنتز مواد آلی از غیر آلی با استفاده از انرژی خورشید هستند.

کروموپلاست ها رنگ های روشنی به گل ها و میوه ها می دهند.

لکوپلاست ها قادر به جمع آوری مواد مغذی ذخیره مانند نشاسته، لیپیدها، پروتئین ها و غیره هستند.

شبکه آندوپلاسمی ( EPS ) یک سیستم پیچیده از واکوئل ها و کانال هایی است که توسط غشاها محدود شده اند. EPS صاف (دانه ای) و خشن (دانه ای) وجود دارد. صاف روی غشای خود ریبوزوم ندارد. این شامل سنتز لیپیدها، لیپوپروتئین ها، تجمع و حذف مواد سمی از سلول است. گرانولار ER دارای ریبوزوم هایی بر روی غشاهای خود است که در آن پروتئین ها سنتز می شوند. سپس پروتئین ها وارد کمپلکس گلژی و از آنجا خارج می شوند.

مجموعه گلگی (دستگاه گلژی)این مجموعه ای از کیسه های غشایی مسطح - مخازن و یک سیستم مرتبط از حباب ها است. پشته ای از سیسترن ها دیکتوزوم نامیده می شود.

توابع مجموعه گلژی : اصلاح پروتئین، سنتز پلی ساکارید، انتقال مواد، تشکیل غشای سلولی، تشکیل لیزوزوم.

لیزوزوم ها – آنها وزیکول های احاطه شده در غشاء هستند که حاوی آنزیم هستند. آنها تجزیه درون سلولی مواد را انجام می دهند و به اولیه و ثانویه تقسیم می شوند. لیزوزوم های اولیه حاوی آنزیم هایی به شکل غیر فعال هستند. پس از ورود مواد مختلف به اندامک ها، آنزیم ها فعال می شوند و فرآیند هضم آغاز می شود - اینها لیزوزوم های ثانویه هستند.

پراکسی زوم هاظاهر حباب هایی دارند که توسط یک غشاء محدود شده اند. آنها حاوی آنزیم هایی هستند که پراکسید هیدروژن را که برای سلول ها سمی است، تجزیه می کند.

واکوئل ها – این اندامک های سلول های گیاهی حاوی شیره سلولی هستند. شیره سلولی ممکن است حاوی مواد مغذی اضافی، رنگدانه ها و مواد زائد باشد. واکوئل ها در ایجاد فشار تورگ و در تنظیم متابولیسم آب-نمک شرکت می کنند.

ریبوزوم ها – اندامک های متشکل از زیر واحدهای بزرگ و کوچک. آنها می توانند روی ER یا آزادانه در سلول قرار گیرند و پلی زوم ها را تشکیل دهند. آنها از rRNA و پروتئین تشکیل شده اند و در هسته تشکیل می شوند. بیوسنتز پروتئین در ریبوزوم ها اتفاق می افتد.

مرکز سلولی – در سلول های حیوانات، قارچ ها و گیاهان پایین تر یافت می شود و در گیاهان بالاتر وجود ندارد. از دو سانتریول و یک کره تابشی تشکیل شده است. سانتریول ظاهر یک استوانه توخالی است که دیواره آن از 9 ریز لوله سه گانه تشکیل شده است. هنگامی که سلول ها تقسیم می شوند، رشته های دوکی میتوزی را تشکیل می دهند که جدا شدن کروماتیدها در آنافاز میتوز و کروموزوم های همولوگ را در طول میوز تضمین می کند.

میکروتوبول ها – سازندهای لوله ای با طول های مختلف. آنها بخشی از سانتریول ها، دوک های میتوزی، تاژک ها، مژک ها هستند، عملکرد حمایتی را انجام می دهند و حرکت ساختارهای درون سلولی را تقویت می کنند.

میکروفیلامنت ها – تشکیلات نازک رشته ای در سراسر سیتوپلاسم قرار دارند، اما به ویژه بسیاری از آنها در زیر غشای سلولی وجود دارد. آنها همراه با میکروتوبول ها، اسکلت سلولی را تشکیل می دهند، جریان سیتوپلاسم، حرکات داخل سلولی وزیکول ها، کلروپلاست ها و سایر اندامک ها را تعیین می کنند.

9.5.1. یکی از وظایف اصلی غشاها مشارکت در انتقال مواد است. این فرآیند از طریق سه مکانیسم اصلی به دست می آید: انتشار ساده، انتشار تسهیل شده و انتقال فعال (شکل 9.10). مهم ترین ویژگی های این مکانیسم ها و نمونه هایی از مواد منتقل شده در هر مورد را به خاطر بسپارید.

شکل 9.10.مکانیسم های انتقال مولکول ها از طریق غشا

انتشار ساده- انتقال مواد از طریق غشاء بدون مشارکت مکانیسم های خاص. حمل و نقل در امتداد یک گرادیان غلظت بدون مصرف انرژی رخ می دهد. با انتشار ساده، بیومولکول های کوچک منتقل می شوند - H2O، CO2، O2، اوره، مواد کم مولکولی آبگریز. سرعت انتشار ساده با گرادیان غلظت متناسب است.

انتشار تسهیل شده- انتقال مواد از طریق غشا با استفاده از کانال های پروتئینی یا پروتئین های حامل خاص. در امتداد یک گرادیان غلظت بدون مصرف انرژی انجام می شود. مونوساکاریدها، آمینو اسیدها، نوکلئوتیدها، گلیسرول و برخی یونها منتقل می شوند. سینتیک اشباع مشخصه است - در غلظت معینی (اشباع) ماده حمل شده، تمام مولکول های حامل در انتقال شرکت می کنند و سرعت انتقال به حداکثر مقدار می رسد.

حمل و نقل فعال- همچنین به مشارکت پروتئین های حمل و نقل ویژه نیاز دارد، اما انتقال برخلاف گرادیان غلظت انجام می شود و بنابراین نیاز به مصرف انرژی دارد. با استفاده از این مکانیسم، یون های Na+، K+، Ca2+، Mg2+ از طریق غشای سلولی و پروتون ها از طریق غشای میتوکندری منتقل می شوند. انتقال فعال مواد با سینتیک اشباع مشخص می شود.

9.5.2. نمونه ای از یک سیستم حمل و نقل که انتقال فعال یون ها را انجام می دهد، Na+,K+-آدنوزین تری فسفاتاز (Na+,K+-ATPase یا Na+,K+-pump) است. این پروتئین در عمق غشای پلاسمایی قرار دارد و قادر است واکنش هیدرولیز ATP را کاتالیز کند. انرژی آزاد شده در طول هیدرولیز 1 مولکول ATP برای انتقال 3 یون Na+ از سلول به فضای خارج سلولی و 2 یون K+ در جهت مخالف استفاده می شود (شکل 9.11). در نتیجه عمل Na+,K+-ATPase، اختلاف غلظت بین سیتوزول سلولی و مایع خارج سلولی ایجاد می شود. از آنجایی که انتقال یون ها معادل نیست، اختلاف پتانسیل الکتریکی رخ می دهد. بنابراین، یک پتانسیل الکتروشیمیایی ایجاد می شود که شامل انرژی اختلاف پتانسیل های الکتریکی Δφ و انرژی تفاوت در غلظت مواد ΔC در دو طرف غشاء است.

شکل 9.11.نمودار پمپ Na+، K+.

9.5.3. انتقال ذرات و ترکیبات با وزن مولکولی بالا از طریق غشاها

همراه با حمل و نقل مواد آلی و یون ها که توسط حامل ها انجام می شود، مکانیسم بسیار ویژه ای در سلول وجود دارد که برای جذب ترکیبات با مولکولی بالا به داخل سلول و حذف ترکیبات با مولکولی بالا از آن با تغییر شکل غشای زیستی طراحی شده است. این مکانیسم نامیده می شود حمل و نقل وزیکولی.

شکل 9.12.انواع انتقال تاولی: 1 - اندوسیتوز; 2- اگزوسیتوز.

در حین انتقال ماکرومولکول ها، تشکیل متوالی و همجوشی وزیکول های احاطه شده در غشاء (وزیکول) اتفاق می افتد. بر اساس جهت حمل و نقل و ماهیت مواد منتقل شده، انواع زیر از انتقال تاولی متمایز می شود:

اندوسیتوز(شکل 9.12، 1) - انتقال مواد به داخل سلول. بسته به اندازه وزیکول های حاصل، آنها متمایز می شوند:

آ) پینوسیتوز - جذب ماکرومولکول های مایع و محلول (پروتئین ها، پلی ساکاریدها، اسیدهای نوکلئیک) با استفاده از حباب های کوچک (قطر 150 نانومتر).

ب) فاگوسیتوز - جذب ذرات بزرگ مانند میکروارگانیسم ها یا بقایای سلولی. در این حالت وزیکول های بزرگی به نام فاگوزوم با قطر بیش از 250 نانومتر تشکیل می شود.

پینوسیتوز مشخصه اکثر سلول های یوکاریوتی است، در حالی که ذرات بزرگ توسط سلول های تخصصی - لکوسیت ها و ماکروفاژها جذب می شوند. در مرحله اول اندوسیتوز، مواد یا ذرات روی سطح غشا جذب می شوند که این فرآیند بدون مصرف انرژی اتفاق می افتد. در مرحله بعد، غشاء با ماده جذب شده به داخل سیتوپلاسم عمیق می شود. هجوم های موضعی ناشی از غشای پلاسمایی از سطح سلول جدا شده و وزیکول هایی را تشکیل می دهند که سپس به داخل سلول مهاجرت می کنند. این فرآیند توسط سیستمی از ریز رشته ها به هم متصل شده و وابسته به انرژی است. وزیکول ها و فاگوزوم هایی که وارد سلول می شوند می توانند با لیزوزوم ها ادغام شوند. آنزیم های موجود در لیزوزوم ها مواد موجود در وزیکول ها و فاگوزوم ها را به محصولات با وزن مولکولی کم (اسیدهای آمینه، مونوساکاریدها، نوکلئوتیدها) تجزیه می کنند، که به داخل سیتوزول منتقل می شوند، جایی که سلول می تواند از آنها استفاده کند.

اگزوسیتوز(شکل 9.12، 2) - انتقال ذرات و ترکیبات بزرگ از سلول. این فرآیند، مانند اندوسیتوز، با جذب انرژی رخ می دهد. انواع اصلی اگزوسیتوز عبارتند از:

آ) ترشح - حذف ترکیبات محلول در آب از سلول که استفاده می شود یا بر سایر سلول های بدن تأثیر می گذارد. این می تواند هم توسط سلول های غیر تخصصی و هم توسط سلول های غدد درون ریز، غشای مخاطی دستگاه گوارش، که برای ترشح موادی که تولید می کنند (هورمون ها، انتقال دهنده های عصبی، پروآنزیم ها) بسته به نیازهای خاص بدن سازگار است، انجام دهد.

پروتئین های ترشح شده بر روی ریبوزوم های مرتبط با غشاهای شبکه آندوپلاسمی خشن سنتز می شوند. این پروتئین‌ها سپس به دستگاه گلژی منتقل می‌شوند، در آنجا اصلاح، تغلیظ، دسته‌بندی می‌شوند و سپس به شکل وزیکول‌هایی بسته‌بندی می‌شوند که به داخل سیتوزول آزاد می‌شوند و متعاقباً با غشای پلاسمایی ترکیب می‌شوند تا محتویات وزیکول‌ها خارج از سلول باشد.

برخلاف ماکرومولکول ها، ذرات کوچک ترشح شده مانند پروتون ها با استفاده از مکانیسم های انتشار تسهیل شده و انتقال فعال به خارج از سلول منتقل می شوند.

ب) دفع - حذف موادی که نمی توان از سلول استفاده کرد (به عنوان مثال، در طی گلبول های قرمز، حذف ماده مش از رتیکولوسیت ها، که بقایای اندامک های انباشته شده است). به نظر می رسد مکانیسم دفع این است که ذرات دفع شده در ابتدا در یک وزیکول سیتوپلاسمی به دام افتاده اند که سپس با غشای پلاسما ترکیب می شود.

طبیعت موجودات و سلول‌های زیادی را خلق کرده است، اما با وجود این، ساختار و بیشتر عملکرد غشاهای بیولوژیکی یکسان است که این امکان را می‌دهد تا ساختار آنها را بررسی کرده و ویژگی‌های کلیدی آنها را بدون گره خوردن به نوع خاصی از سلول بررسی کنیم.

غشا چیست؟

غشاها یک عنصر محافظ هستند که بخشی جدایی ناپذیر از سلول هر موجود زنده است.

واحد ساختاری و عملکردی همه موجودات زنده روی کره زمین سلول است. فعالیت زندگی آن به طور جدایی ناپذیری با محیطی که با آن انرژی، اطلاعات و ماده مبادله می کند، مرتبط است. بنابراین انرژی غذایی لازم برای عملکرد سلول از بیرون می آید و صرف عملکردهای مختلف آن می شود.

ساختار ساده ترین واحد ساختاری یک موجود زنده: غشای اندامک، اجزاء مختلف. اطراف آن را غشایی احاطه کرده است که درون آن هسته و تمام اندامک ها قرار دارند. اینها میتوکندری، لیزوزوم، ریبوزوم، شبکه آندوپلاسمی هستند. هر عنصر ساختاری غشای خاص خود را دارد.

نقش در فعالیت سلولی

غشای بیولوژیکی نقشی محوری در ساختار و عملکرد یک سیستم زندگی ابتدایی ایفا می کند. فقط سلولی که توسط یک پوسته محافظ احاطه شده است به حق می تواند ارگانیسم نامیده شود. فرآیندی مانند متابولیسم نیز به دلیل وجود غشاء انجام می شود. اگر یکپارچگی ساختاری آن مختل شود، این منجر به تغییر در وضعیت عملکردی بدن به عنوان یک کل می شود.

غشای سلولی و وظایف آن

سیتوپلاسم سلول را از محیط خارجی یا از غشاء جدا می کند. غشای سلولی عملکرد مناسب عملکردهای خاص، ویژگی تماس های بین سلولی و تظاهرات ایمنی را تضمین می کند و تفاوت بین غشایی در پتانسیل الکتریکی را حفظ می کند. این شامل گیرنده هایی است که می توانند سیگنال های شیمیایی - هورمون ها، واسطه ها و سایر اجزای فعال بیولوژیکی را درک کنند. این گیرنده ها توانایی دیگری به آن می دهند - تغییر فعالیت متابولیک سلول.

عملکرد غشاء:

1. انتقال فعال مواد.

2. انتقال غیرفعال مواد:

2.1. انتشار ساده است.

2.2. انتقال از طریق منافذ

2.3. انتقال با انتشار یک حامل همراه با یک ماده غشایی یا با انتقال یک ماده در طول زنجیره مولکولی حامل انجام می شود.

3. انتقال غیر الکترولیت ها به دلیل انتشار ساده و آسان.

ساختار غشای سلولی

اجزای غشای سلولی لیپیدها و پروتئین ها هستند.

لیپیدها: فسفولیپیدها، فسفاتیدیل اتانول آمین، اسفنگومیلین، فسفاتیدیلینوزیتول و فسفاتیدیل سرین، گلیکولیپیدها. نسبت لیپیدها 40-90٪ است.

پروتئین ها: محیطی، انتگرال (گلیکوپروتئین ها)، اسپکترین، اکتین، اسکلت سلولی.

عنصر ساختاری اصلی یک لایه دوگانه از مولکول های فسفولیپید است.

غشای سقف: تعریف و نوع شناسی

برخی از آمار. در قلمرو فدراسیون روسیه، غشاء نه چندان دور به عنوان یک ماده سقف استفاده شده است. سهم سقف های غشایی از تعداد کل دال های سقف نرم تنها 1.5 درصد است. سقف های قیر و ماستیک در روسیه رواج بیشتری یافته است. اما در اروپای غربی سهم سقف های غشایی 87 درصد است. تفاوت محسوس است.

به عنوان یک قاعده، غشاء به عنوان ماده اصلی هنگام پوشش سقف برای سقف های مسطح ایده آل است. برای کسانی که شیب زیاد دارند کمتر مناسب است.

حجم تولید و فروش سقف ممبران در بازار داخلی روند رشد مثبتی دارد. چرا؟ دلایل بیش از حد واضح است:

• عمر سرویس حدود 60 سال است. فقط تصور کنید، فقط مدت گارانتی استفاده که توسط سازنده ایجاد شده است، به 20 سال می رسد.
• نصب آسان. برای مقایسه: نصب سقف قیر 1.5 برابر بیشتر از نصب سقف غشایی طول می کشد.
• سهولت کار تعمیر و نگهداری.

ضخامت غشاهای سقف می تواند 0.8-2 میلی متر باشد و وزن متوسط ​​یک متر مربع 1.3 کیلوگرم است.

خواص غشاهای سقف:

• قابلیت ارتجاعی؛
• استحکام - قدرت؛
• مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش و سایر محیط های تهاجمی؛
• مقاومت در برابر سرما؛
• مقاوم در برابر آتش.

سه نوع غشای سقف وجود دارد. ویژگی اصلی طبقه بندی نوع مواد پلیمری است که پایه بوم را تشکیل می دهد. بنابراین، غشاهای سقف عبارتند از:

• متعلق به گروه EPDM، بر اساس مونومر اتیلن-پروپیلن-دی ان پلیمریزه شده، یا به عبارت ساده، مزایا: استحکام بالا، کشش، مقاومت در برابر آب، سازگاری با محیط زیست، هزینه کم ساخته می شوند. معایب: تکنولوژی چسب برای اتصال ورق ها با استفاده از نوار مخصوص، استحکام کم اتصالات. دامنه کاربرد: به عنوان یک ماده ضد آب برای کف تونل ها، منابع آب، تأسیسات ذخیره سازی زباله، مخازن مصنوعی و طبیعی و غیره استفاده می شود.
• غشاهای PVC اینها پوسته هایی هستند که در تولید آنها از پلی وینیل کلرید به عنوان ماده اصلی استفاده می شود. مزایا: مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش، مقاومت در برابر آتش، طیف گسترده ای از رنگ پارچه های غشایی. معایب: مقاومت کم در برابر مواد قیر، روغن ها، حلال ها. مواد مضر را در جو آزاد می کند؛ رنگ بوم به مرور زمان محو می شود.
• TPO ساخته شده از الفین های ترموپلاستیک آنها می توانند تقویت شوند یا تقویت نشده باشند. اولی به مش پلی استر یا پارچه فایبرگلاس مجهز شده است. مزایا: سازگاری با محیط زیست، دوام، قابلیت ارتجاعی بالا، مقاومت در برابر دما (در دماهای بالا و پایین)، اتصالات جوشی درزهای پارچه. معایب: رده قیمت بالا، عدم وجود تولید کننده در بازار داخلی.

غشاء پروفیل: ویژگی ها، عملکردها و مزایا

غشاهای پروفیلی یک نوآوری در بازار ساخت و ساز هستند. این غشاء به عنوان یک ماده ضد آب استفاده می شود.

ماده مورد استفاده در تولید پلی اتیلن است. دومی در دو نوع وجود دارد: پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) و پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE).

مشخصات فنی غشاهای LDPE و HDPE

فهرست مطالب
استحکام کششی (MPa)
کشیدگی کششی (%)
چگالی (kg/cu.m.)
مقاومت فشاری (MPa)
قدرت ضربه (بریدگی) (KJ/m²)
مدول الاستیسیته خمشی (MPa)
سختی (MRa)
دمای عملیاتی (˚С)	از 60- تا 80+	از 60- تا 80+
میزان جذب آب روزانه (%)

غشای پروفیل ساخته شده از پلی اتیلن پرفشار دارای سطح خاصی است - جوش های توخالی. ارتفاع این سازندها می تواند از 7 تا 20 میلی متر متغیر باشد. سطح داخلی غشاء صاف است. این امکان خم شدن بدون مشکل مصالح ساختمانی را فراهم می کند.

تغییر شکل بخش های جداگانه غشاء مستثنی است، زیرا فشار به دلیل وجود همان برآمدگی ها در کل منطقه آن به طور مساوی توزیع می شود. از ژئوممبران می توان به عنوان عایق تهویه استفاده کرد. در این صورت تبادل حرارت آزاد در داخل ساختمان تضمین می شود.

مزایای غشاهای پروفیلی:

• افزایش قدرت؛
• مقاومت در برابر حرارت؛
• مقاومت در برابر تأثیرات شیمیایی و بیولوژیکی؛
• عمر طولانی (بیش از 50 سال)؛
• سهولت نصب و نگهداری؛
• قیمت قابل قبول.

غشاهای پروفیلی در سه نوع تولید می شوند:

• با پارچه تک لایه؛
• با پارچه دو لایه = ژئوتکستایل + غشای زهکشی؛
• با پارچه سه لایه = سطح لغزنده + ژئوتکستایل + غشای زهکشی.

یک غشای پروفیل تک لایه برای محافظت از عایق رطوبتی اصلی، نصب و برچیدن بتن آماده سازی دیوارهای با رطوبت بالا استفاده می شود. در هنگام نصب از یک لایه محافظ دو لایه استفاده می شود که شامل سه لایه است و در خاک های مستعد سرمازدگی و در خاک های عمیق استفاده می شود.

مناطق استفاده از غشاهای زهکشی

غشاء پروفیل در زمینه های زیر کاربرد دارد:

1. عایق رطوبتی پایه پایه. حفاظت قابل اعتمادی را در برابر تأثیر مخرب آب های زیرزمینی، سیستم های ریشه گیاهان، فرونشست خاک و آسیب های مکانیکی فراهم می کند.
2. زهکشی دیوار فونداسیون. اثرات آب های زیرزمینی و نزولات جوی را با انتقال آنها به سیستم های زهکشی خنثی می کند.
3. نوع افقی - محافظت در برابر تغییر شکل به دلیل ویژگی های ساختاری.
4. مشابه آماده سازی بتن. در مورد کارهای ساختمانی در ساخت و ساز ساختمان ها در منطقه ای با آب زیرزمینی کم، در مواردی که از عایق رطوبتی افقی برای محافظت در برابر رطوبت مویرگی استفاده می شود، استفاده می شود. همچنین از جمله وظایف غشای پروفیل می توان به جلوگیری از عبور مایع سیمان به داخل زمین اشاره کرد.
5. تهویه سطوح دیوار با سطوح رطوبت بالا. قابل نصب در داخل و خارج اتاق. در حالت اول، گردش هوا فعال می شود و در حالت دوم، رطوبت و دمای مطلوب تضمین می شود.
6. سقف معکوس استفاده شده است.

غشای سوپردیفیوژن

غشای سوپردیفیوژن یک ماده نسل جدید است که هدف اصلی آن محافظت از عناصر ساختار سقف در برابر باد، بارش و بخار است.

تولید مواد محافظ بر اساس استفاده از مواد غیر بافته، الیاف متراکم با کیفیت بالا است. غشاهای سه لایه و چهار لایه در بازار داخلی محبوب هستند. بررسی‌های کارشناسان و مصرف‌کنندگان تأیید می‌کند که هر چه یک سازه بر اساس لایه‌های بیشتری باشد، عملکردهای محافظتی آن قوی‌تر است و بنابراین بازده انرژی اتاق به طور کلی بالاتر است.

بسته به نوع سقف، ویژگی های طراحی آن و شرایط آب و هوایی، تولید کنندگان توصیه می کنند که ترجیح دادن به یک یا نوع دیگری از غشای انتشار را ترجیح دهند. بنابراین، آنها برای سقف های شیبدار سازه های پیچیده و ساده، برای سقف های شیبدار با حداقل شیب، برای سقف های با پوشش درز و غیره وجود دارند.

غشای superdiffusion مستقیماً روی لایه عایق حرارتی قرار می گیرد، کفپوش ساخته شده از تخته. نیازی به شکاف تهویه نیست. این ماده با منگنه های مخصوص یا میخ های فولادی محکم می شود. لبه های ورق های پخش به هم متصل می شوند و حتی در شرایط شدید نیز می توان کار را انجام داد: در باد شدید و غیره.

علاوه بر این، پوشش مورد نظر می تواند به عنوان یک پوشش موقت سقف مورد استفاده قرار گیرد.

غشاهای PVC: ماهیت و هدف

غشاهای PFC یک ماده سقفی هستند که از پلی وینیل کلراید ساخته شده و دارای خواص کشسانی هستند. چنین مواد سقف مدرن به طور کامل جایگزین آنالوگ های رول قیر شده است که دارای یک اشکال قابل توجه است - نیاز به نگهداری و تعمیر سیستماتیک. امروزه ویژگی های مشخصه غشاهای PVC امکان استفاده از آنها را هنگام انجام تعمیرات سقف های مسطح قدیمی فراهم می کند. هنگام نصب سقف های جدید نیز از آنها استفاده می شود.

سقف ساخته شده از این ماده به راحتی قابل استفاده است و نصب آن بر روی هر نوع سطحی، در هر زمان از سال و در هر شرایط آب و هوایی قابل انجام است. غشای PVC دارای خواص زیر است:

• استحکام - قدرت؛
• پایداری در مواجهه با اشعه ماوراء بنفش، انواع مختلف بارش، بارهای نقطه ای و سطحی.

به لطف ویژگی های منحصر به فرد خود است که غشاهای پی وی سی سال ها به طور صادقانه به شما خدمت می کنند. طول عمر چنین سقفی برابر با طول عمر خود ساختمان است، در حالی که مصالح رول سقفی نیاز به تعمیرات منظم و در برخی موارد، برچیدن کامل و نصب طبقه جدید دارند.

ورق های غشایی پی وی سی با جوش گرم به یکدیگر متصل می شوند که دمای آن در محدوده 400-600 درجه سانتیگراد می باشد. این اتصال کاملاً مهر و موم شده است.

مزایای غشاهای PVC

مزایای آنها آشکار است:

• انعطاف پذیری سیستم سقف که به بهترین وجه برای پروژه ساخت و ساز مناسب است.
• درز اتصال بادوام و بدون هوا بین صفحات غشایی؛
• تحمل ایده آل در برابر تغییرات آب و هوایی، شرایط آب و هوایی، دما، رطوبت؛
• افزایش نفوذپذیری بخار، که باعث تبخیر رطوبت انباشته شده در فضای زیر سقف می شود.
• بسیاری از گزینه های رنگ؛
• خواص آتش سوزی؛
• توانایی حفظ خواص و ظاهر اصلی خود برای مدت طولانی؛
• غشای PVC یک ماده کاملاً سازگار با محیط زیست است که توسط گواهی های مربوطه تأیید شده است.
• فرآیند نصب مکانیزه است، بنابراین زمان زیادی نمی برد.
• قوانین عملیاتی امکان نصب اضافات مختلف معماری را مستقیماً در بالای خود سقف غشایی PVC فراهم می کند.
• نصب تک لایه باعث صرفه جویی در هزینه شما می شود.
• سهولت نگهداری و تعمیر.

پارچه غشایی

پارچه ممبران از دیرباز در صنعت نساجی شناخته شده است. کفش و لباس از این ماده ساخته شده است: بزرگسالان و کودکان. غشاء اساس پارچه غشایی است که به شکل یک فیلم پلیمری نازک ارائه می شود و دارای ویژگی هایی مانند ضد آب و نفوذپذیری بخار است. برای تولید این ماده، این فیلم با لایه های محافظ بیرونی و داخلی پوشانده شده است. ساختار آنها توسط خود غشاء تعیین می شود. این کار به منظور حفظ تمام خواص مفید حتی در صورت آسیب انجام می شود. به عبارت دیگر، لباس های غشایی با قرار گرفتن در معرض بارش به صورت برف یا باران خیس نمی شوند، اما در عین حال کاملا اجازه می دهند بخار از بدن به محیط بیرونی عبور کند. این توان به پوست اجازه تنفس می دهد.

با توجه به تمام موارد فوق، می توان نتیجه گرفت که لباس زمستانی ایده آل از چنین پارچه ای ساخته می شود. غشای پایه پارچه می تواند:

• با منافذ؛
• بدون منافذ؛
• ترکیب شده.

غشاها که دارای ریز منافذ زیادی هستند حاوی تفلون هستند. ابعاد چنین منافذی حتی به اندازه یک قطره آب هم نمی رسد، بلکه از یک مولکول آب بزرگتر است که نشان دهنده مقاومت در برابر آب و توانایی حذف عرق است.

غشاهایی که منافذ ندارند معمولا از پلی اورتان ساخته می شوند. لایه داخلی آنها تمام ترشحات عرق و چربی بدن انسان را متمرکز کرده و آنها را به بیرون می راند.

ساختار غشاء ترکیبی دلالت بر وجود دو لایه دارد: متخلخل و صاف. این پارچه ویژگی های باکیفیت بالایی دارد و تا سالیان متمادی دوام خواهد داشت.

به لطف این مزایا، لباس‌ها و کفش‌هایی که از پارچه‌های غشایی ساخته می‌شوند و برای پوشیدن در فصل زمستان در نظر گرفته شده‌اند، بادوام، اما سبک وزن هستند و از یخ زدگی، رطوبت و گرد و غبار محافظت می‌کنند. آنها به سادگی برای بسیاری از انواع فعال تفریحات زمستانی و کوهنوردی غیرقابل جایگزین هستند.