Toolyard

Мембраны и транспорт: учебное руководство

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 + Ψp
  • Ψs = −iCRT
  • rate ∝ 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

Инструменты из этого руководства

Другие руководства

Закон Снеллиуса, преломление и полное внутреннее отражениеАтомные орбитали: s, p, d и fКак работает гель-электрофорез и как читать гель с ДНКФазы Луны, приливы и затменияБиномиальное распределение, колоколообразная кривая и доска ГальтонаПоследовательные и параллельные цепиКак работают буферы: уравнение Хендерсона — Хассельбаха и буферная ёмкостьМитоз и мейоз: фазы, кроссинговер и нерасхождениеКак работает парниковый эффектРяды Фурье: как собрать волну из синусоидЗакон Бернулли: неразрывность, расходомеры Вентури и трение в трубахКак работает электромагнитная индукция: закон Фарадея, правило Ленца, генераторы и трансформаторыКак работает хроматография: Rf, колонки и разрешениеЗакон Бугера — Ламберта — Бера: оптическая плотность, спектрофотометры и калибровочные кривыеКак идёт синтез белка: транскрипция, трансляция и мутацииФотосинтез и лимитирующие факторы: свет, углекислый газ и температураЦиклы хищников и жертв: уравнения Лотки — ВольтеррыЭпидемические модели SIR и SEIR: R₀, коллективный иммунитет и сглаживание кривойЖизненный цикл звезды и диаграмма Герцшпрунга — РасселаКристаллические решётки, элементарные ячейки и рентгеновская дифракцияСтроение клетки и органоиды: учебное руководствоКлетки и транспорт: учебное руководствоДыхание и фотосинтез: учебное руководствоКлеточный цикл и мейоз: учебное руководствоЭкспрессия генов и синтез белка: учебное руководствоЭволюция и естественный отбор: учебное руководствоЭкология и поток энергии: учебное руководствоФизиология человека: учебное руководствоНервы и мышцы: учебное руководствоБиология растений: учебное руководствоИммунитет и эпидемиология: учебное руководствоФерменты и белки: учебное руководствоБиотехнология и молекулярные методы: учебное руководствоРост и подсчёт микроорганизмов: учебное руководствоСтроение атома и свет: учебное руководствоКинетика реакций: учебное руководствоХимическое равновесие: учебное руководствоСвободная энергия и самопроизвольность: учебное руководствоВероятность и распределения: учебное руководствоОрбиты и свет звёзд: учебное руководствоЗемлетрясения, плиты и датирование: учебное руководствоНоменклатура (названия соединений): учебное руководствоФункциональные группы: учебное руководствоСтроение и связи: учебное руководствоУглеводороды: алканы, алкены и алкины: учебное руководствоСпирты, фенолы и простые эфиры: учебное руководствоАльдегиды и кетоны: учебное руководствоКарбоновые кислоты и их производные: учебное руководствоАмины: учебное руководствоАроматические соединения: учебное руководствоСтереохимия: учебное руководствоЗамещение, отщепление и карбокатионы: учебное руководствоФизические свойства и кислотность: учебное руководствоЯМР- и ИК-спектроскопия: учебное руководствоЛабораторные методы: учебное руководствоКинематика: учебное руководствоЭлектромагнитная индукция: учебное руководствоСовременная физика: учебное руководствоДвижение брошенного тела: учебное руководствоРабота, энергия и мощность: учебное руководствоИмпульс и столкновения: учебное руководствоДвижение по окружности и гравитация: учебное руководствоКолебания: учебное руководствоЖидкости и газы: учебное руководствоВолны и звук: учебное руководствоОптика: учебное руководствоЭлектростатика: учебное руководствоМагнетизм: учебное руководство