Главные идеи
Мембраны регулируют, что входит в клетку и выходит из неё. Вещества проходят пассивно, без затрат энергии, или путём активного транспорта, требующего энергии, а вода перемещается осмосом по градиенту водного потенциала.
- Мембрана — это бислой фосфолипидов с белками (жидкостно-мозаичная модель). Малые неполярные молекулы проходят через неё диффузией, а ионам и полярным молекулам нужны каналы или переносчики.
- Диффузия и облегчённая диффузия идут по градиенту концентрации и не требуют АТФ. Активный транспорт идёт против градиента и тратит АТФ.
- Осмос — это движение воды от более высокого к более низкому водному потенциалу. Клетка набухает в гипотоническом растворе и сжимается в гипертоническом.
- Водный потенциал Ψ = Ψs + Ψp. Добавление растворённого вещества снижает Ψs, а давление повышает Ψp. Скорость диффузии растёт с площадью и градиентом и падает с расстоянием.
Основные формулы
Ψ = Ψs + ΨpΨs = −iCRTrate ∝ surface area × gradient ÷ distance
Разобранный пример
У растительной клетки Ψs = −0,7 МПа и Ψp = +0,3 МПа, значит Ψ = −0,4 МПа. Её помещают в раствор с Ψ = −0,2 МПа. Вода идёт от более высокого водного потенциала к более низкому, из раствора (−0,2) в клетку (−0,4), поэтому клетка набирает воду и становится тургорной.
Частые ошибки
- Утверждение, что вода идёт к меньшей концентрации растворённого вещества. Она идёт к меньшему водному потенциалу, то есть к большей концентрации.
- Путаница тоничности клетки с тоничностью раствора.
- Мнение, что облегчённая диффузия тратит АТФ. Нет, она использует только белок.
Практика
Проверьте себя на тренировочных вопросах по этой теме: Мембраны и транспорт