Выделение веществ из клетки называется

Питание бактерий – это поступление веществ в бактериальную клетку, которое контролируется цитоплазматическая мембрана, она полупроницаема и обладает избирательной проницаемостью.

Механизмы поступления веществ в клетку:

Простая (пассивная) диффузия – идет по градиенту концентрации и из области большей концентрации в область с меньшей без затрат энергии (вода, минеральные в-ве).

Облегченная диффузия– по градиенту концентрации, без затрат энергии с участием белков переносчиков пермиаз. Пермиазы на внешней стороне клетки соединяются с субстратом, переносят его в клетку, а там комплекс диссоциирует и субстрат освобождается.

Активный транспорт– против градиента концентрации. Протекает с затратой энергии. В нем участвуют связывающие белки фермиазы, имеющие сродство с субстратом. После переноса вещества в клетку – комплекс диссоциирует и белок переносится на поверхность клетки.

Транслокация радикала– ферменты вызывают на поверхности клетки модификацию молекул углевода (фосфорилируют) и она присоединяется к фермиазам и переносится в клетку – углевод освобождается в виде фосфата.

Механизмы выделения веществ из клетки.

Бактериальная клетка выделяет продукты метаболизма, ферменты, токсины различными механизмами:

Прямой транспорт – через мембрану перемещается белок предшественник, который состоит из выделяемого вещества и сигнального пептида. На поверхности мембраны пептид пептидазами отрезается, выделяемое вещество удаляется, а пептид возвращается в клетку.

Сигнальный транспорт– сигнальный пептид взаимодействует с рецепторами цитоплазматической мембраны, образуются канальцы, по которым выделяются вещества.

Ферменты бактерий – специфические белки, катализирующие химические реакции.

Они вызывают перераспределение e – плотностей и некоторую деформацию молекулы субстрата, что приводит к ослаблению внутримолекулярных связей, снижается энергия активации и ускоряется реакция.

По типу катализируемой реакции – оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы, лигазы.

эндоферменты – катализируют реакции внутри клетки.

экзоферменты – выделяются из бактериальной клетки, катализируют расщепление

По зависимости от генетического контроля:

конститутивные – имеются в течение всех жизни

индуцибильные – образуются в ответ на наличие субстрата

протеолитические – расщепляют белки

сахаролитические – расщепляют углеводы

липолитические – расщепляющие жиры.

Синтез ферментов генетически детерминирован, является видовым признаком служит для идентификации м/о

Ферменты бактерии определяют их болезнетворность

Ферментативные свойства используются в м/б промышленности

Протеазы расщепляют белки до аминокислот, мочевины, индола, сероводорода, аммиака.

На средах с белком по выделению этих продуктов выявляют протеазы.

На средах с желатином – разжижение среды

На свернутой сыворотке – по ее разжижению

На молоке по его просветлению (разрушается казеин)

На МПБ – по выделению газа индола и H₂S(выявляют с помощью индикаторных бумажек)

Эти ферменты расщепляют углеводы до альдегидов, кислот, углекислого газа, и H₂.

У среде МПБ или МПА с углеводами (моносахара), добавляют индикатор кислотообразования и пополов газообразования. По такому принципу создают среды Гиса и Пестрый ряд.

Если цвет среды изменяется и выделяется газ, значит, происходит расщепление углеводов.

На этом принципе создаются: панели, планшеты, бумажные индикаторные системы (СИБ, БИС), энетротуба и приборы для учета ферментативной активности.

Липазы выявляют на ЖСА (желточно-солевом агаре), в желтке много липидов, разрушение которых сопровождается просветлением среды.

источник

«. В недалеком будущем учение о выделении веществ должно развиться в целый связный отдел физиологии растений».

Процессы выделения веществ широко распространены у растений и могут выполнять многообразные функции. Например, от повреждений и инфекций клетку защищают клеточные стенки, формирующиеся из выделяемых цитоплазмой полисахаридов и других соединений, слизистые полисахаридные чехлы на поверхности многих клеток (водорослей, корневых волосков, пыльцевых трубок и др.), восковые выделения на поверхности листьев. Поддержанию постоянства ионного состава клеток и защите от избыточного засоления способствует выделительная деятельность солевых желёзок и солевых волосков растений-галофитов. Функцию внеклеточного переваривания осуществляют протеолитические ферменты, секретируемые железами насекомоядных растений. Выделение нектара способствует опылению растений насекомыми и т. д.

Продукты метаболизма растений оказывают сильное воздействие на окружающую среду. Корневые выделения изменяют химические и физические свойства почвы и определенным образом влияют на ее обитателей, прежде всего на микрофлору. Ежегодно в атмосферу Земли поступает 175 млн. т летучих углеводородов, терпеноидов, в том числе эфирных масел, продуцируемых растениями. Выделения водорослей в гидросферу составляют 20 — 40% от ассимилируемого ими углерода. Выброс излишков сильно восстановленных летучих вторичных метаболитов типа эфирных масел, по-видимому, создает более сбалансированные условия для обмена веществ. В ходе эволюции секретируемые вещества оказались полезными и для других целей, в частности для привлечения одних организмов и защиты от других. Выделение соединений, способных угнетать или стимулировать окружающие растения, служит одним из способов взаимодействия растений в фитоценозах (Г. Грюмер, 1957; А. М. Гродзинский, 1965). Такие химические взаимодействия между растениями в сообществах получили название аллелопатии.

У растений, так же как у животных, выделение веществ может быть пассивным и активным. Пассивное выделение продуктов обмена веществ по градиенту концентрации называется экскрецией, активное выведение веществ — секрецией. В процессах секреции обязательно участие активного транспорта веществ, на что затрачивается метаболическая энергия.

Как и у животных, у растений различают три способа выделения веществ из клетки: мерокриновую, апокриновую и голокриновую секрецию.

1. Мерокриновый тип секреции включает в себя две разновидности : а) эккриноную (мономолекулярную) секрецию через мембраны, осуществляемую активными переносчиками или ионными насосами; б) гранулокриновую секрецию — выделение веществ в «мембранной упаковке», т. е. в пузырьках (везикулах), секрет которых освобождается наружу при взаимодействии пузырька с плазмалеммой или поступает во внутренние компартменты клетки (в вакуоль).

2. Апокриновая секреция осуществляется с отрывом вместе с секретом части цитоплазмы, например с отрывом головок у солевых волосков некоторых галофитов.

3. Голокриновой называется секреция, при которой в результате активного секреторного процесса вся клетка превращается в секрет. Примером может служить секреция слизи клетками корневого чехлика.

Процесс секреции у растений осуществляется специализированными клетками и тканями. Наряду с этим к секреции способна каждая растительная клетка, формирующая клеточную стенку. В мембранах всех клеток функционируют ионные насосы (Н + -помпа и др.) и механизмы вторичного активного транспорта.

У растений нет единой выделительной системы, свойственной животным. Выделяемые вещества могут накапливаться внутри клетки (в вакуолях), в специальных хранилищах (например, в смоляных ходах) или выносятся на поверхность растения.

Наиболее изученным механизмом эккриновой секреции являются ионные насосы, прежде всего Н + -помпа (см. 1.1.1). Меньше известно о физиологии гранулокриновой (везикулярной) секреции. Для животных объектов установлено, что секреция с участием везикул аппарата Гольджи — сложный многоступенчатый процесс, осуществляющийся в два этапа: 1) транспорт везикул, 2) слияние их с плазмалеммой. На первом этапе секреторные пузырьки направленно перемещаются от АГ к определенным участкам клеточной мембраны с помощью микротрубочек и актиновых микрофиламентов, для чего необходим АТР. На втором этапе везикулы слипаются (адгезия) с плазмалеммой при участии специальных белков (гликопро-теинов типа лектина — см. 14.9) и Са 2 + . В результате происходит кластеризация адгезивного комплекса, обнажение липидных фаз в области контакта, слияние липидных бислоев везикулы и клеточной мембраны, прорыв контакта и расширение прорыва. Все это приводит к встраиванию мембраны секреторного пузырька в клеточную мембрану и выходу секрета на наружную поверхность плазмалеммы. На втором этапе секреторного процесса клетке необходим Са 2+ . Роль кальция многообразна: участие в активации актомиозинового комплекса, снижение поверхностного отрицательного заряда контактирующих мембран, Са 2 + -зависимое фосфорилирование мем бранных белков с участием кальмодулина (см. 6.7). Молекулярный механизм везикулярной секреции в растительных клетках не изучен. Однако известно, что и здесь необходим Са 2+ . По-видимому, процессы секреции у растений аналогичны тому, что известно для клеток животных.

К наружным секреторным структурам относятся железистые волоски (трихомы), желёзки (солевые, насекомоядных растений), нектарники, осмофоры и гидатоды. Внутренние секреторные структуры представлены идиобластами 2, вместилищами и млечниками.

Выделение Сахаров у растений осуществляется специализированными секреторными образованиями — нектарниками. Нектарники могут быть локализованы на различных частях цветка (цветковые, или флоральные, нектарники) либо на вегетативных частях растения — стеблях, листьях, прилистниках (внецветковые, или экстрафлоральные, нектарники).

Разнообразно анатомическое строение нектарников. Самые простые не содержат секреторных клеток и состоят из межклеточных полостей, примыкающих с одной стороны к элементам флоэмы, а с другой — к устьицам. Нектар, представляющий собой в этом случае флоэмный сок, выделяется через устьица. Если нектарник состоит из одного слоя эпидермальных клеток, покрытых кутикулой, то нектар выделяется через поры в кутикуле или через ее разрывы. Чаще всего нектарник состоит из эпидермальных клеток с железистыми волосками и устьицами и многоклеточной железистой паренхимной ткани. К секреторной ткани нектарника примыкают либо только флоэмные элементы, либо флоэмные и ксилемные. Нектар выделяется эпидермальными клетками или секреторными волосками. В период активного функционирования секреторные клетки содержат много митохондрий, в них хорошо развиты ЭР и пластиды. Вакуоли в секреторных клетках небольшие, АГ менее развит.

Нектар — многокомпонентный продукт. Основу его составляет несколько измененный флоэмный сок. В нектаре преобладают глюкоза, фруктоза и сахароза (во флоэмном соке — сахароза). В небольших концентрациях в нем представлены минеральные ионы (К + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ , PO 2- ₄), ди- и трикарбоновые органические кислоты, витамины (аскорбиновая, никотиновая, фолиевая кислоты и др.), белки, иногда липиды. Концентрация Сахаров может меняться от 7 до 87% в зависимости от типа нектарников, вида растений, условий влажности и температуры. Флоральные нектарники могут также образовывать вещества типа стероидных гормонов, необходимые для репродуктивных процессов у насекомых.

На секрецию нектара влияет продуктивность фотосинтеза. Для образования нектара важен транспорт ассимилятов по флоэме из ближайших к нектарнику листьев. В тканях нектарника сахара флоэмного сока метаболизируются (сахароза расщепляется на глюкозу и фруктозу и т. д.), к ним присоединяются сахара, образующиеся из крахмала нектарников. Секреция нектара сопровождается усилением поглощения кислорода тканями нектарников, зависит от температуры и подавляется недостатком О₂, ингибиторами дыхательной цепи и окислительного фосфорилирования. При неблагоприятных условиях ткани нектарника могут поглощать (ресорбировать) компоненты нектара.

1 Осмофоры — желёзки, расположенные в различных частях цветка, вырабатывающие эфирные масла, от которых зависит аромат цветков.

2 Секреторные идиобласты — одиночные клетки, служащие для отложения каких-либо веществ. Обычно отличаются по размерам или форме от окружающих клеток.

У нектарников различных растений наблюдается суточный ритм деятельности, зависящий от внешних условий.

Этапы образования и выделения нектара изучены недостаточно. Полагают (рис. 9.1), что первым звеном его активного транспорта служит выход флоэмного сока из ситовидных трубок. Дальнейший транспорт преднектара возможен как по клеточным стенкам (по апопласту), так и по симпласту, через плазмодесмы. Для этапа секреции нектара предложен механизм эккриновой секреции, возможно, с помощью Н + — сахар — котранспортного механизма (см. 1.1.1 и 8.2.3). Предполагается также участие гранулокриновой секреции с участием элементов ЭР.

Флоральные нектарники возникли у покрытосеменных растений в меловом периоде мезозойской эры. Наряду с окрашенным венчиком и ароматом цветков нектар явился важным элементом энтомофилии — приспособлением для привлечения насекомых, осуществляющих перекрестное опыление. Появление нектара стало мощным фактором сопряженной эволюции насекомых и растений: множественных изменений цветка и приспособительного изменения режима питания и ротового аппарата насекомых- опылителей. Нектаром экстрафлоральных нектарников питаются муравьи, осы и другие насекомые.

Нектар, обладающий фитонцидными и бактериостатическими свойствами, защищает завязь от микроорганизмов.

У растений существуют специализированные структуры, выделяющие полисахаридную слизь. Слизь образуют секреторные идиобласты, в которых она накапливается между клеточной стенкой и плазмалеммой. Слизь может вырабатываться эпителием слизевых ходов, расположенных в различных органах растений, а также выделяется специализированными волосками и желёзками на листьях и стеблях. У этих структур секрет накапливается под кутикулой, разрывы которой затем восстанавливаются.

Выделяемая полисахаридная слизь состоит из кислых и нейтральных полисахаридов, полисахаридов, близких к пектиновым веществам, или из кислых мукополисахаридов (у элодеи). У водорослей слизи сульфатированы. Все слизи растений сильно оводнены. Главная особенность ультраструктуры сли-зеобразующих клеток — преобладание АГ, который находится в состоянии гиперсекреции: содержит многочисленные диктио-сомы с множеством пузырьков. Секреция слизи осуществляется по гранулокриновому типу. Включение везикул аппарата Гольджи со слизью в экстраплазматическое пространство происходит путем экзоцитоза.

В клетках корневого чехлика слизь откладывается между плазмалеммой и клеточной стенкой, затем проникает через стенку и достигает поверхности. Каждая везикула Гольджи освобождается от полисахаридов в среднем за 30 с. Секреторная активность осуществляется ритмично с максимумами через каждые 3 ч, причем процесс секреции синхронен у всех клеток чехлика. По мере секреции клетки чехлика претерпевают прогрессирующую вакуолизацию и в конце концов сами становятся слизью (голокриновая секреция).

Функции, выполняемые секретируемой слизью, различны. У насекомоядных растений это ловчая слизь. В архегониях мхов она является средой, по которой движутся сперматозоиды. Слизь корневого чехлика выполняет защитную функцию (от повреждений кончика корня частицами почвы) п облегчает перемещение корня в почве. Слизи способствуют удержанию воды на поверхности или в полостях растения, участвуют в регуляции прорастания семян, у которых эпидер-мальные клетки выделяют слизь, набухающую при намачивании. В слизи могут содержаться молекулы специфических белков — лектинов. которые защищают орган (или клетку) от проникновения инфекции или способствуют формированию благоприятной для данного растения микрофлоры.

Из протеиногенных секреторных структур растений наиболее известны пищеварительные желёзки насекомоядных растений. Однако секретировать белок могут и желёзки листьев обычных растений. Например, у желёзок тополя и ивы в течение онтогенеза листа состав секрета меняется от терпеноидно-го до гликопротеинового. Еще одним примером протеиногенных клеток служат клетки алейронового слоя злаков.

Особенностью протеиногенных клеток является преобладание в них гранулярного ЭР. который синтезирует секрети-руемые белки, и активное состояние АГ, в котором осуществляются гликозилирование белков и образование гликопротеинов; в клетках много митохондрий.

Протеины могут накапливаться в специализированных алейроновых вакуолях (запасные белки в алейроновых клетках бобовых и злаков), выделяться во внутреннюю среду организма (например, гидролитические ферменты алейроновых клеток в эндосперме злаков) или выводиться наружу (гликопротеины листьев тополя, гидролазы пищеварительного сока насекомоядных растений и др.). Секреция протеаз у насекомоядных растений индуцируется хеморецепторами, чувствительными к азоту и фосфору. Выделение гидролитических ферментов из алейроновых клеток злаков находится под контролем гиббереллина.

У растений имеются три группы секреторных эпидермальных образований, участвующих в выделении минеральных веществ:

1. Солевые железы листьев и стеблей галофитов. Они выделяют избыток ионов, поглощаемых растением при его росте в высокосолевой среде. Одновременно с солями железы теряют много воды. Соли поступают наружу, где смываются дождем или откладываются на кутикуле (рис. 9.2).

2. Солевые волоски на листьях, состоящие из двух клеток: ножки и головки. Когда в вакуоли головки накапливается много солей, головка отрывается (апокриновая секреция). На ее месте несколько раз в течение роста листа образуется новая головка. Солевые волоски теряют очень мало воды и широко распространены у растений в условиях засоления (рис. 9.2).

3. Секреторные клетки насекомоядных растений, выделяющие ионы, воду и гидролитические ферменты.

Важно отметить, что секреторные системы, выделяющие соли, не имеют непосредственной связи с проводящей системой растения. Ионы в железах и волосках транспортируются по симпласту, так как боковые стенки их клеток пропитаны суберином и лигнином. Секреция солей осуществляется с помощью мембранных транспортных помп или в везикулах. У солевых желёзок лимониума в плазмалемме наружных клеток функционирует электрогенный хлорный насос, направленный наружу. Сопряженно с хлором пассивно транспортируется натрий. Активность Сl — — насоса индуцируется повышением концентрации солей в наружном растворе и является необходимой частью механизма адаптации растения к изменению солености среды. Точно так же накопление ионов в головке секреторного волоска наблюдается только при увеличении концентрации NaCl во внешней среде. Транспорт ионов в желёзках и волосках регулируется светом и осуществляется с затратой энергии АТР.

Секреция этих вторичных метаболитов осуществляется у растений одноклеточными образованиями (масляные клетки, секреторные идиобласты, нечленистые млечники) или многоклеточными структурами (железистые волоски, желёзки, железистый эпидермис, железистый эпителий смоляных ходов и вместилищ, членистые млечники, осмофоры). У многоклеточных секреторных структур (кроме членистых млечников) основная масса терпеноидов выводится из клетки, у идиобластов и млечников — накапливается в вакуолях.

Особенность ультраструктуры терпеноидогенных клеток — преимущественное развитие в них агранулярного ЭР, который, как полагают, участвует в синтезе терпеноидов. Для этих клеток характерно также большое количество лейкопластов, митохондрий и липидных капель.

Предполагается, что компоненты эфирных масел и смол могут синтезироваться и накапливаться в агранулярном рети-кулуме, митохондриях, пластидах и даже в ядре. Они выводятся эккриновой секрецией через плазмалемму, поступают в свободное пространство клеточных стенок и оттуда попадают либо в канал смоляного хода, либо (у желёзок) на поверхность растений. Каучук и гутта, по-видимому, остаются в тех клетках, в которых были синтезированы.

Выделяемые растениями эфирные масла, смолы, каучук и гутта являются производными изопрена (С₅H₈) и синтезируются в различных клеточных органоидах с участием ацетил-СоА. В состав эфирных масел входят:

а) альдегиды, спирты и эфиры спиртов алифатических терпенов (С_!0Н₁₆), например спирты линалоол (выделяется цветками ландыша, содержится также в апельсиновом и кориандревом масле), гераниол (важный компонент розового масла, масла герани, эвкалипта) и др.;

б) циклические терпены и их производные, например лимонен (в скипидаре, масле укропа, тмина), вторичный спирт — ментол, составляющий 70% эфирного масла перечной мяты, пинен — главный компонент скипидара и др.

Каучук и гутта — полимерные производные изопрена (C5N8). Полиизопреновая цепь каучука может включать 500 — 5000 остатков изопрена, а гутты — около 100. Основной производитель каучука — бразильская гевея; в нашей стране каучуконосами являются кок-сагыз и тау-сагыз, у которых каучук накапливается в’млечниках корней. Гуттаперчу содержат бересклет и субтропическое дерево эвкомия. Гутта сосредоточена в замкнутых вместилищах в коре корней бересклета и в листьях у эвкомии.

Как уже отмечалось, секреты (полисахаридная слизь, различные терпеноиды, смолы и т. д.) могут накапливаться в специальных вместилищах и млечниках. Секреторные вместилища (смоляные и слизевые ходы) встречаются во всех частях растения. Они возникают либо путем разъединения ранее плотно прилегающих друг к другу клеток, либо путем растворения самих клеток. В последнем случае полагают, что секрет вырабатывается клетками до их разрушения.

Млечники — это одиночные клетки (нечленистые) или ряды слившихся клеток (членистые), содержащие млечный сок, или латекс. Латекс состоит из жидкой основы, представляющей собой вакуолярный сок млечника (углеводы, органические кислоты, белок, слизи, алкалоиды), и взвешенных в нем углеводородов, относящихся к терпенам (эфирные масла, смолы, каротиноиды, каучук или гутта). У млечников протопласт остается живым и занимает постенное положение. Основной объем клетки заполнен вакуолью с латексом. Как и в ситовидных трубках, в млечниках нет четкой границы между цитоплазмой и вакуолью. Они способны к росту в живых тканях и погибают при отмирании окружающих клеток.

Так как сок из секреторных вместилищ и млечников пассивно вытекает лишь при поранении, эти образования относят к экскреторной системе растений.

Растения выделяют многие вещества как пассивным (экскреция), так и активным способом, т. е. с затратой метаболической энергии (секреция). Процесс секреции осуществляется специализированными клетками и тканями, но присущ также каждой клетке (формирование клеточной стенки, ионные насосы мембран, вторичный активный транспорт). На уровне клетки у растений функционируют те же основные способы выделения веществ, что и у животных. Единой выделительной системы у растений нет. Выделяемые вещества накапливаются внутри клетки (в вакуолях) или в специальных хранилищах (смоляные и слизевые ходы) либо выводятся наружу. Выделения растений играют существенную роль в поддержании гомеостаза клеток самого растения, а также при формировании почвенных и наземных фитоценозов, в сопряженной эволюции растений с другими организмами, например с насекомыми.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

ТЕСТ КЛЕТКА

Часть с ответами

У прокариот, в сравнении с эукариотами, отсутствуют..

В цитоплазме прокариотических клеток нет мембранных органоидов: митохондрий, пластидов, ЭПС, комплекса Гольджи, лизосом. Их функции выполняют складки и выпячивания наружной мембраны мезосомы.

В мембранах эукариот.

один слой липидов
два слоя липидов
три слоя липидов

Клеточная мембрана состоит из молекул липидов, расположенных в два слоя. В неё вкраплены различные белковые молекулы. Некоторые из них находятся на внешней или внутренней поверхности липидной части мембраны; другие пронизывают всю толщину мембраны.

Легко пройдет через липидный слой мембраны.

Для того чтобы проникнуть в цитоплазму и включиться в метаболизм клетки, вещества должны пройти через мембрану — плазмалемму. Перенос веществ через мембрану может идти пассивным и активным путем. При пассивном поступлении веществ через мембрану основой переноса и в этом случае является диффузия. Скорость диффузии зависит от толщины мембраны и от растворимости вещества в липидной фазе мембраны. Поэтому неполярные вещества, которые растворяются в липидах (органические и жирные кислоты, эфиры), легче проходят через мембрану.

Прохождение через мембрану ионов натрия и калия происходит путем.

Прохождение через мембрану ионов натрия и калия происходит с помощью активного переноса. Процесс идёт за счёт энергии, выделяющейся при гидролизе АТФ.

Выведение веществ из клетки называется.

Экзоцитоз — выделение клеткой различных частиц в окружающую среду — процесс, обратный эндоцитозу.

Рецепторная функция мембраны связана с.

белками и липидами
липидами и углеводами
белками и углеводами

Рецепторная функция мембраны связана с белками и углеводами (гликокаликс выполняет сигнальную и рецепторную функции).

Ядро представляет собой структуру.

Ядро — важнейшая структура в клетках эукариот. Обычно ядро имеет шаровидную форму и отделено от цитоплазмы оболочкой, состоящей из двух мембран.

Формирование лизосом клетки происходит в.

рибосомах
аппарате Гольджи
митохондриях

Формируются лизосомы в комплексе Гольджи, где накапливаются пищеварительные ферменты.

На рибосомах в процессе биосинтеза образуются.

аминокислоты
белки первичной структуры
т-РНК

На рибосомах в процессе биосинтеза образуются белки первичной структуры.

Одна из важнейших функций лизосом.

синтез ферментов
переваривание отмерших клеток
синтез гормонов

Одна из важнейших функций лизосом внутриклеточное пищеварение. Они способны расщеплять практически все природные полимерные органические соединения.

Кристы митохондрий образованы.

внутренней мембраной
наружной мембраной
матриксом

Тело митохондрий состоит из двойной мембранной оболочки, внутреннюю часть которой образует большое количество складок, перегородок, трубочек, гребней, называемых кристами.

Основная роль крист заключается в том, что на них.

синтезируется митохондриальная ДНК
происходит окисление органических соединений
происходит синтез митохондриальных белков

Основная роль крист заключается в том, что на них происходит окисление органических соединений. Именно в митохондриях происходит ферментативное расщепление углеводов, жиров, аминокислот с освобождением энергии и последующим превращение её в энергию АТФ.

Где сосредоточен хлорофилл хлоропластов?

в гранах
в матриксе (строме)
в наружной мембране

Хлорофилл в хлоропластах сосредоточен в гранах. Структурной и функциональной единицей хлоропластов являются тилакоиды — плоские мембранные мешочки, уложенные в стопки (граны).

Что является источником кислорода при фотосинтезе?

Вода — источник кислорода, выделяемое при фотосинтезе. Она — основная среда, где протекают биохимические и химические реакции.

15. При фотосинтезе используются вещества:

При фотосинтезе используются углекислый газ и вода.

Часть без ответов

У прокариот, в сравнении с эукариотами, отсутствуют..

В мембранах эукариот.

один слой липидов
два слоя липидов
три слоя липидов

Легко пройдет через липидный слой мембраны.

Прохождение через мембрану ионов натрия и калия происходит путем.

Выведение веществ из клетки называется.

Рецепторная функция мембраны связана с.

белками и липидами
липидами и углеводами
белками и углеводами

Ядро представляет собой структуру.

двумембранную
одномембранную
немембранную

Формирование лизосом клетки происходит в.

рибосомах
аппарате Гольджи
митохондриях

На рибосомах в процессе биосинтеза образуются.

аминокислоты
белки первичной структуры
т-РНК

Одна из важнейших функций лизосом.

источник

Еще в начале XIX в. исследователи обратили внимание на то, что корни могут не только поглощать, но и выделять элементы минерального питания в окружающую среду. Выделение — выведение из организма продуктов обмена веществ (солей, органических веществ и воды). В русском языке термину «выделение» соответствуют два латинских термина: «секреция» (от лат. secretion — отделение) и «экскреция» (от лат. ех — из). Под экскрецией понимают выделение конечных продуктов обмена, не используемых больше в метаболизме. Секреция — активное выделение специфических продуктов обмена веществ, которые необходимы самому растению. Эти вещества называют секретами, а вещества, которые могут повредить клетки, если их не удалить — экскретами. Секрет или экскрет может накапливаться в самом растении (в вакуолях, специальных вместилищах) или выделяться наружу (пахучие вещества, нектар).

Изучение поглощения веществ корнями в течение нескольких суток за небольшие промежутки времени (каждые 1—2 ч) показало, что поглощение калия, кальция, фосфатов и сульфатов чередуется с их выделением (рис. 6.22). Однако ионов поглощается больше, чем их выделяется, поэтому, когда мы увеличиваем временной интервал между взятием проб, в итоге создается впечатление, что корни только поглощают вещества.

Следовательно, у растений выделение является такой же необходимой функцией, как и у любого другого организма, осуществляющего постоянный обмен веществ с внешней средой.

Способность растений выделять в наружный раствор ионы отмечена во многих исследованиях по минеральному питанию. Было установлено, что выделяются калий, фосфаты, сульфаты, органические вещества (щавелевая, лимонная, яблочная, янтарная, фумаровая кислоты — промежуточные продукты дыхания); аминокислоты и амиды (продукты первичной ассимиляции азота); а также нуклеотиды, ферменты, витамины, сахара (глюкоза, фруктоза). Практически выделяются все водорастворимые вещества, различные по своей химической природе, сложности строения и биологическому значению. Вещества, вырабатываемые клетками и выделяемые во внешнюю среду через корни, называются корневыми выделениями. Выделяемые вещества не являются отбросами. Они содержатся в разных органеллах (ядре, пластидах, вакуоли), а также в цитозоле и участвуют в обмене веществ.

Рис. 6.22. Ритмичность поглощения и выделения корнями фосфатов 1

Вещества выделяют и надземные органы, которые, подвергаясь действию дождя, росы, тумана, искусственного орошения, периодически оказываются в водной среде. Количество выделившихся в дождливое время веществ может достигать 50—60% от всего сухого вещества органа. Листья разных растений различаются по своей способности выделять те или иные элементы. Листья тыквы, бобов, кукурузы выделяют 3—4% 45 Са, 42 К и 32 Р от количества, поглощенного корнями, в то время как листья томатов и сахарной свеклы того же возраста — только 0,8—1,5%. В листовых выделениях содержатся калий, магний, натрий, фосфор, а также углеводы, аминокислоты и другие органические кислоты.

Выделительные функции есть у каждой клетки в той или иной степени. Например, образование срединной пластинки во время деления клетки и формирование клеточной стенки связано с интенсивным транспортом в клеточную стенку или на ее поверхность компонентов лигнина, суберина, кутина, воска.

Вещества выделяются не только во внешнюю среду. На клеточном уровне вещество, образовавшееся в одной органелле или клетке, может уйти в другую клетку. Ближний транспорт — это последовательное поглощение и выделение веществ, ионов. Вещество, поступившее в клетку, может выделиться в апопласт, сосуд или в ситовидную трубку. [1]

У растений имеются и специальные выделительные (секреторные) ткани, которые делят на две группы: внутренней (млечники, идиобласты, смоляные ходы, вместилища) и внешней (железистые волоски, нектарники, гидатоды) секреции. Функции выделительных тканей растения существенно отличаются от функций выделительных тканей животных.

Вещества, образуемые в секреторных клетках, — это в основном вторичные метаболиты (алкалоиды, таннины, лигнин, различные терпеноиды, входящие в состав эфирных масел и смол, а также летучие органические вещества типа бутилена, уксусного альдегида, этанола, пропанола и др.). Секрет может состоять из комплекса разных веществ.

Секреты, выступающие из ран при естественных или искусственных повреждениях (смолы, бальзамы), играют роль бактерицидного пластыря. Выделяющиеся в цветках ароматические и сахаристые вещества (нектар) привлекают насекомых- опылителей. Накапливающиеся во вместилищах вещества могут снова включаться в метаболизм, и в этом случае они являются запасными. Клетки-идиобласты сохраняют токсичные или ненужные больше для метаболизма вещества длительное время.

источник

Процессы выделения веществ выполняют разнообразные функции. Например, от повреждений и микроорганизмов клетки защищают клеточные стенки, которые образуются из выделяемых полисахаридов и других веществ, слизистые полисахаридные чехлы на поверхности корневых волосков, восковые выделения на поверхности листьев, летучие фитонциды. Выделение нектаров способствует опылению растений насекомыми и ловле добычи насекомоядными растениями.

Выделение веществ может быть пассивным и активным. Пассивное выделение по градиенту концентрации называется экскрецией, активное выведение веществ с затратой энергии – секрецией. У растений различают три типа секреции.

1. Мерокриновая может быть двух разновидностей: а) эккриновая (мономолекулярная) через мембраны, которая осуществляется переносчиками или ионными насосами, б) гранулокриновая – выделение веществ в везикулах (мембранных пузырьках, секрет которых освобождается наружу при взаимодействии везикул с плазмалеммой или переходит в вакуоль. Везикулы образуются в аппарате Гольджи.

2. Апокриновая – когда вместе с секретом выделяется часть цитоплазмы, например, вместе с отрывом головок у солевых волосков галофитов.

3. Голокриновая – когда вся клетка превращается в секрет, например, секреция слизи клетками корневого чехлика.

Процесс секреции у растений осуществляется специализированными клетками и тканями. К наружным секреторным структурам относятся железистые волоски (трихомы), железки, нектарники, осмофоры (железки, расположенные в цветках и вырабатывающие эфирные масла, от которых зависит аромат цветков) и гидатоды. Примером внутренних секреторных структур могут быть идиобласты – одиночные клетки, служащие для отложения каких-либо веществ. Кроме того, к секреции способна каждая растительная клетка, формирующая свою клеточную стенку.

Дата добавления: 2015-05-26 ; просмотров: 464 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

источник

Каким образом осуществляется выделение веществ из клетки и какое значение имеет этот процесс для решения биотехнологических задач?

Значение выделения продуктов жизнедеятельности организма, В процессе обмена веществ в клетках образуются конечные продукты. Среди них могут быть и ядовитые для клеток вещества. Так, при расщеплении аминокислот, нуклеиновых кислот и других азотсодержащих соединений образуются токсические вещества —аммиак, мочевина и мочевая кислота, которые по мере их накопления подлежат выведению из организма. Должны удаляться» кроме того, избыток воды, углекислый газ, яды, которые поступают вместе с вдыхаемым воздухом, поглощаемой пищей и водой, избыток витаминов, гормонов, лекарственные препараты и т. п. При накоплении этих веществ в организме возникает опасность нарушения постоянства состава и объема внутренней среды организма, что может отразиться на здоровье человека. Бактерии секретируют широкий спектр БАБ — ферменты, токсины, антибиотики и др. Некоторые соединения секретируются в окружающую среду непосредственно через ЦПМ, другие (обычно белки) первоначально попадают в периплазматическую полость в виде предшественников. Предшественник содержит сигнальный пептид, с помощью которого молекула белка проходит во внешнюю среду. На поверхности ЦПМ сигнальная пептидаза отщепляет сигнальный пептид, и этим завершает превращение внутриклеточного предшественника в зрелый секретируемый белок. Процессы выделения в среду определённых соединений из бактериальной клетки нельзя рассматривать как выброс «шлаков»: это скорее механизмы адаптации микроорганизмов к условиям внешней среды, которые требуют конкурентной борьбы либо использования особых полимерных субстратов. В первом случае продукция антибиотиков даёт преимущество штамму-продуценту по сравнению с другими микроорганизмами, во втором — секреция гидролаз позволяет утилизировать труднодоступный субстрат, что обеспечивает их продуцентам успех в борьбе за источники питания в данной экологической нише.

источник

Вещества выделяются из протопластов отдельных клеток или тканей многоклеточных растений в том случае, если они присутствуют в клетках в виде шлаков или прочих балластных веществ (например, неорганических соединений), которые не используются (или уже не могут быть использованы) в обмене веществ и, возможно, даже являются помехой для него (например, высокие концентрации N a С I , Са(ОН)₂ у погруженных водных растений). Процесс выделения подобных шлаков или балластных веществ называют экскрецией, а выделяемые вещества — экскретами. Кроме того, часто выделяются соединения, которые выполняют определенные функции вне клетки, например, гамоны (см. 8.2.1.1), аттрактанты и пищевые вещества для животных-опылителей (см. 11.2), антибиотики у микроорганизмов или ферменты у насекомоядных растений (см. 9.1.2). Эти соединения называют секретами.

Часто сложно определить (или даже бессмысленно пытаться это сделать), к какой из двух категорий отнести выделенные вещества — к секретам или экскретам. Так, выделение сахара экстрафлоральными нектарниками (см. рис. 11.251) будет считаться экскрецией, а цветками, где сахар послужит для привлечения опылителей, — секрецией.

По месту и виду выделения различают пять различных механизмов (рис. 6.136).

Рис. 6.136. Некоторые способы выделения веществ клеткой: А — выделение экскретов (внутриклеточно); С — осаждение в цитоплазме; G ₁, G ₂— гранулокринное выделение через соответственно плазмалемму и плазмалемму + клеточную стенку; Е₁, E ₂— эккринное выделение через плазмалемму и плазмалемму + клеточную стенку; Н — голокринное выделение вследствие лизиса клетки

• Внутриклеточное осаждение экскретов: продукты располагаются непосредственно в цитоплазме и в органеллах цитоплазмы.

Примером являются частицы каучука в членистых млечных трубках Hevea (рис. 6.137), Papaver и Taraxacum , расположенные непосредственно в межклеточном веществе У Euphorbia они, напротив, содержатся в вакуолях.

Рис. 6.137. Частицы каучука в цитоплазме млечника Hevea brasihensis . Млечник кроме таких типичных клеточных компонентов, как ядро клетки, митохондрии, клеточная стенка, содержит характерные органеллы неизвестного назначения органеллы с белковыми фибриллами и — названные по имени открывшего их ученого — частицы Фрея-Висслинга, содержащие тельца-включения неизвестной природы (20000х)

• Внутриклеточное выделение экскретов: вещества при этом покидают цитоплазму, но не клетку.

Так, например, выделяются эфирные масла у видов многих семейств ( Araceae , Zingibera — ceae , Piperaceae , Lauraceae , Valerianaceae ) в эк- страплазматический карман — масляную емкость, примыкающую к клеточной стенке. Сюда же относятся вещества, которые транспортируются в вакуоли, так как они отделяются тонопластом от мест активного обмена веществ

• Гранулокринное выделение: секрет или экскрет (или их предшественники) после синтеза в цитоплазме или органеллах (например, пластидах) подвергаются компартментации при участии внутренней цитоплазматической мембраны, которая образуется эндоплазматическим ретикулумом, аппаратом Гольджи или вакуолью. Затем они перемещаются (часто после трансформации в этих мешочках) вместе с мембранными покровами на поверхность клетки, где выбрасываются наружу в результате раскрытия пузырька (экзоцитоз).

Очень часто выделение осуществляет аппарат Гольджи (см. 2.2.6.3). Может быть выделена каждая важная группа макромолекул. Примером гранулокринного выделения через вакуоли является выделение жидкостей через пульсирующие или сократительные вакуоли у низших растений и животных в пресной воде, которое служит для осморегуляции.

• Эккринное выделение вещество транспортируется не в мембранной везикуле, а поступает наружу 7 непосредственно через плазмалемму. Эккринными выделениями являются, например, некоторые вещества, составляющие клеточную стенку (см. 6 17.1.1, остальные выделяются грануло- кринно), в большинстве случаев — нектар (однако в случае нектарников из чашелистиков у Abutilón нектар выделяется посредством везикул ЭР или «секреционного ретикулума»), вода (хотя у некоторых растительных жгутиконосцев вода выводится гранулокринно при участии аппарата Гольджи) и соли. Этим же способом выделяется, вероятно, большинство липофильных секретов и экскретов.

Большинство нектарников, наружных гидатод и солевых железах, предположительно, имеют аналогичный выделительный механизм, так как они часто связаны между собой переходными формами Этот механизм секреции еще не ясен окончательно Поскольку нет гранулокринного выделения, через специфические транслокаторы, вероятно, сахара или соли транспортируются через плазмалемму наружу, вода затем перемещается осмотически Хотя такой механизм секреции объясняет строгую зависимость секреционных процессов от обмена веществ, с его помощью трудно объяснить высокое разнообразие метаболитов в составе секретов, так, например, нектар, как правило, помимо различных сахаров, содержит также аминокислоты, ферменты, витамины, фитогормоны, неорганические вещества и т д. Это легко понять, если считать механизмом секреции локальное повышение проницаемости плазмалеммы железистых клеток в местах секреции, через которые клеточный тургор (он поддерживается благодаря активному поступлению веществ из соседних клеток) «продавливает» водный раствор посредством фильтрации под давлением Характерный химический состав, например, нектара по сравнению с таковым железистой ткани, вероятно, создается в результате (экспериментально доказанного) обратного всасывания определенных веществ

Для каждого из названных механизмов эккринного выделения необходима обширная площадь поверхности железистых клеток, поэтому они часто имеют характер так называемых переходных (трансфертах) клеток, которые отличаются характерными выростами и утолщениями стенки (см 3 2 5, рис 3 27).

Такие переходные клетки, кроме определенных желез (нектарников, гидатод, солевых железок галофитов и пищеварительных железок насекомоядных растений), обнаруживаются еще в тех клетках, которые поглощают вещества из окружающей среды (например, в клетках эпидермиса погруженных растений Elodea , Vallisnena или водопроницаемых клетках Nymphaea ), в тех, которые поглощают вещества из соседних клеток (например, в клетках зародыша, гаусторий паразитических покрытосеменных, Orobanche или Cuscuta ), и наконец, в тех клетках, которые отдают вещества соседним клеткам (например, клетках эндосперма, семядолей, тапетума, клетках-спутницах и флоэмной паренхиме в тонких листовых жилках, клетках в корневых клубеньках).

Деятельность подобных обособленных железок, осуществляющих выделение наружу (экзотропно), например солевых железок (нектарники) или внутрь организма (эндотропно), например сопровождающих клеток, переходных клеток в корневых клубеньках, эпителиальных клеток в смоляных ходах (см 3 2 5 2, рис 3 29), часто очень важна Солевые железки, например, прежде всего встречаются у растений, произрастающих на засоленных почвах (например, у видов Plumbaginaceae и Frankeniaceae ), нередко играют значительную роль в солевом обмене У мангрового растения Aegiahtis annulata , например, на верхней стороне листа находится более 900 солевых желез на 1 см 2 , которые выделяют раствор солей с концентрацией 450 мкмоль мл 1 С1 , 355 мкмоль мл -1 Na + и 27 мкмоль мл- 1 К + . Так как отношение Na + К + в ткани листа составляет только 3 1, выделение (или реабсорбция при фильтрации под давлением) происходит здесь селективно и активно. Оно может также тормозиться ядовитыми продуктами обмена веществ.

• Голокринное выделение: вещество в конце концов высвобождается в результате растворения клетки (лизигенным способом) Этот процесс может происходить опять же эндотропно (например, экскретные емкости кожуры плодов Citrus , см рис 3 30) или экзотропно, например, при выделении веществ, вызывающих хемотаксис, архегониальными растениями в результате растворения шейковых и брюшных канальных клеток (см 112) или при образовании опыляющей капли у голосеменных в результате растворения верхушки нуцеллуса.

Помимо названных механизмов выделения существует способ поступления веществ из растения в окружающую среду посредством отделения и растворения клеток, например в корне, в процессе постоянного отслаивания и образования клеток корневого чехлика (см рис 3 6) Освободившиеся вещества, например сахар, азотистые соединения, гормоны, витамины, вторичные метаболиты (например, участвующие в аллелопатии), оказывают существенное непосредственное влияние на поверхность корней и ризосферу, т е область обитания микроорганизмов вокруг корней Значительное количество веществ выделяется во время листопада В результате вымывания, например во время дождя, из листьев также может высвободиться множество ионов (прежде всего, К + , намного меньше Са 2+ ).

источник