5.E: هيكل ووظيفة أغشية البلازما (تمارين)

Last updated
Save as PDF

Page ID: 196251

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

5.1: المكونات والهيكل

من بين الوظائف الأكثر تعقيدًا لغشاء البلازما القدرة على إرسال الإشارات عن طريق البروتينات المعقدة والمتكاملة المعروفة باسم المستقبلات. تعمل هذه البروتينات كمستقبلات للمدخلات خارج الخلية وكمنشطات للعمليات داخل الخلايا. توفر هذه المستقبلات الغشائية مواقع التعلق خارج الخلية للمؤثرات مثل الهرمونات وعوامل النمو، وتقوم بتنشيط سلاسل الاستجابة داخل الخلايا عندما تكون مؤثراتها مرتبطة.

مراجعة الأسئلة

ما مكون غشاء البلازما الذي يمكن العثور عليه على سطحه أو تضمينه في بنية الغشاء؟

بروتين
كولسترول
الكربوهيدرات
فوسفوليبيد

إجابة: أ

ما هي خاصية الفوسفوليبيد التي تساهم في سيولة الغشاء؟

رأسها
كولسترول
ذيل الأحماض الدهنية المشبعة
روابط مزدوجة في ذيل الأحماض الدهنية

إجابة: د

ما الوظيفة الأساسية للكربوهيدرات المرتبطة بالجزء الخارجي من أغشية الخلايا؟

تحديد الخلية
مرونة الغشاء
تقوية الغشاء
القنوات من خلال الغشاء

إجابة: أ

استجابة مجانية

لماذا من المفيد أن يكون غشاء الخلية سائلًا في الطبيعة؟

إجابة: تسمح الخاصية السائلة لغشاء الخلية بمرونة أكبر للخلية مما لو كان الغشاء صلبًا. كما يسمح بحركة مكونات الغشاء المطلوبة لبعض أنواع نقل الأغشية.

لماذا تميل الفوسفوليبيدات إلى توجيه نفسها تلقائيًا إلى شيء يشبه الغشاء؟

إجابة: يجب أن تتماشى المناطق الكارهة للماء وغير القطبية مع بعضها البعض حتى يكون للهيكل الحد الأدنى من الطاقة الكامنة، وبالتالي تحقيق استقرار أعلى. لا يمكن أن تختلط ذيول الأحماض الدهنية في الفوسفوليبيدات بالماء، ولكن «رأس» الفوسفات للجزيء يمكنه ذلك. وهكذا، يتجه الرأس إلى الماء والذيل إلى الدهون الأخرى.

5.2: النقل السلبي

يجب أن تسمح أغشية البلازما لبعض المواد بالدخول والخروج من الخلية، وتمنع بعض المواد الضارة من الدخول وبعض المواد الأساسية من المغادرة. وبعبارة أخرى، فإن أغشية البلازما قابلة للاختراق بشكل انتقائي - فهي تسمح لبعض المواد بالمرور، ولكن ليس البعض الآخر. وإذا فقدوا هذه الانتقائية، فإن الخلية لن تكون قادرة على الحفاظ على نفسها، وسيتم تدميرها. تتطلب بعض الخلايا كميات أكبر من المواد المحددة مقارنة بالخلايا الأخرى.

مراجعة الأسئلة

يتحرك الماء عبر التناضح _________.

في جميع أنحاء السيتوبلازم
من منطقة ذات تركيز عالٍ من المواد المذابة الأخرى إلى منطقة أقل
من منطقة ذات تركيز عالٍ من الماء إلى منطقة ذات تركيز أقل
من منطقة ذات تركيز منخفض من الماء إلى منطقة ذات تركيز أعلى

إجابة: ج

القوة الرئيسية الدافعة للحركة في الانتشار هي __________.

درجة الحرارة
حجم الجسيمات
تدرج التركيز
مساحة سطح الغشاء

إجابة: ج

ما المشكلة التي تواجهها الكائنات الحية التي تعيش في المياه العذبة؟

تميل أجسادهم إلى امتصاص الكثير من الماء.
ليس لديهم طريقة للتحكم في نغمتهم.
المياه المالحة فقط هي التي تسبب مشاكل للحيوانات التي تعيش فيها.
تميل أجسامهم إلى فقدان الكثير من الماء لبيئتهم.

إجابة: أ

استجابة مجانية

ناقش سبب تأثير ما يلي على معدل الانتشار: الحجم الجزيئي ودرجة الحرارة وكثافة المحلول والمسافة التي يجب قطعها.

إجابة: تتحرك الجزيئات الثقيلة ببطء أكثر من الجزيئات الأخف. يتطلب الأمر مزيدًا من الطاقة في الوسط لتحريكها. تؤدي زيادة درجة الحرارة أو إنقاصها إلى زيادة أو تقليل الطاقة في الوسط، مما يؤثر على الحركة الجزيئية. كلما كان المحلول أكثر كثافة، كلما كان من الصعب على الجزيئات التحرك عبره، مما يؤدي إلى إبطاء الانتشار بسبب الاحتكاك. تتطلب الخلايا الحية إمدادًا ثابتًا من العناصر الغذائية ومعدلًا ثابتًا لإزالة النفايات. إذا كانت المسافة التي يجب أن تقطعها هذه المواد كبيرة جدًا، فلن يتمكن الانتشار من نقل العناصر الغذائية والنفايات بكفاءة للحفاظ على الحياة.

لماذا ينتقل الماء عبر الغشاء؟

إجابة: ينتقل الماء عبر الغشاء بالتناضح بسبب وجود تدرج تركيز عبر غشاء المذاب والمذيب. لا يمكن للمذاب أن يتحرك بشكل فعال لموازنة التركيز على جانبي الغشاء، لذلك يتحرك الماء لتحقيق هذا التوازن.

كل من المحاليل الوريدية العادية التي يتم تناولها في الطب، والمحلول الملحي العادي ومحلول رينجر الملمع، متساوي التوتر. لماذا هذا مهم؟

إجابة: يضمن حقن المحاليل متساوية التوتر عدم حدوث أي اضطراب في التوازن التناضحي، وعدم أخذ الماء من الأنسجة أو إضافته إليها من الدم.

5.3: النقل النشط

تتطلب آليات النقل النشطة استخدام طاقة الخلية، وعادة ما تكون في شكل أدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP). إذا كان يجب أن تنتقل المادة إلى الخلية مقابل تدرج تركيزها - أي إذا كان تركيز المادة داخل الخلية أكبر من تركيزها في السائل خارج الخلية (والعكس صحيح) - يجب أن تستخدم الخلية الطاقة لتحريك المادة. تقوم بعض آليات النقل النشطة بنقل المواد ذات الوزن الجزيئي الصغير، مثل الأيونات، عبر الغشاء.

مراجعة الأسئلة

يجب أن يعمل النقل النشط بشكل مستمر بسبب __________.

تبلى أغشية البلازما
ليست كل الأغشية مسببة للورم البرمائي
النقل الميسر يعارض النقل النشط
يعمل الانتشار باستمرار على تحريك المواد المذابة في اتجاهين متعاكسين

إجابة: د

كيف تجعل مضخة الصوديوم والبوتاسيوم الجزء الداخلي من الخلية مشحونًا بشكل سلبي؟

عن طريق طرد الأنيونات
عن طريق سحب الأنيونات
عن طريق طرد المزيد من الكاتيونات التي يتم أخذها
عن طريق استقبال وطرد عدد متساوٍ من الكاتيونات

إجابة: ج

ما اسم مزيج التدرج الكهربي وتدرج التركيز؟

التدرج المحتمل
الإمكانات الكهربائية
إمكانية التركيز
التدرج الكهروكيميائي

إجابة: د

استجابة مجانية

من أين تحصل الخلية على الطاقة لعمليات النقل النشطة؟

إجابة: تحصد الخلية الطاقة من ATP الناتجة عن عملية التمثيل الغذائي الخاصة بها لتشغيل عمليات النقل النشطة، مثل نشاط المضخات.

كيف تساهم مضخة الصوديوم والبوتاسيوم في الشحنة السالبة الصافية لداخل الخلية؟

إجابة: تقوم مضخة الصوديوم والبوتاسيوم بإخراج ثلاثة أيونات Na ⁺ (موجبة) لكل اثنين من أيونات K ⁺ (الموجبة) التي تضخها، وبالتالي تفقد الخلية شحنة موجبة في كل دورة من دورات المضخة.

5.4: النقل بالجملة

بالإضافة إلى نقل الأيونات والجزيئات الصغيرة عبر الغشاء، تحتاج الخلايا أيضًا إلى إزالة الجزيئات والجسيمات الأكبر واستيعابها (انظر الجدول 5.4.1 للحصول على أمثلة). حتى أن بعض الخلايا قادرة على ابتلاع الكائنات الحية الدقيقة أحادية الخلية بأكملها. ربما تكون قد افترض بشكل صحيح أن امتصاص الخلية لجزيئات كبيرة وإطلاقها يتطلب طاقة. ومع ذلك، لا يمكن لجسيم كبير المرور عبر الغشاء، حتى مع الطاقة التي توفرها الخلية.

مراجعة الأسئلة

ماذا يحدث لغشاء الحويصلة بعد خروج الخلايا؟

يغادر الخلية.
يتم تفكيكها بواسطة الخلية.
يندمج مع غشاء البلازما ويصبح جزءًا منه.
يتم استخدامه مرة أخرى في حدث خروج آخر من الخلايا.

إجابة: ج

ما آلية النقل التي يمكنها إدخال خلايا كاملة إلى الخلية؟

داء البينوكات
البلعمة
النقل الميسر
النقل الأساسي النشط

إجابة: ب

ما هي الطريقة المهمة التي تختلف بها إندوسيتوسيس بوساطة المستقبلات عن البلعمة؟

إنه ينقل كميات صغيرة فقط من السوائل.
لا ينطوي على الضغط على الغشاء.
إنه يجلب فقط مادة مستهدفة بشكل خاص.
إنه يجلب المواد إلى الخلية، بينما تزيل البلعمة المواد.

إجابة: ج

استجابة مجانية

لماذا من المهم وجود أنواع مختلفة من البروتينات في أغشية البلازما لنقل المواد داخل وخارج الخلية؟

إجابة: تسمح البروتينات للخلية بتحديد المركب الذي سيتم نقله، وتلبية احتياجات الخلية وعدم جلب أي شيء آخر.

لماذا تواجه الأيونات صعوبة في اختراق أغشية البلازما على الرغم من صغر حجمها؟

إجابة: يتم شحن الأيونات، وبالتالي فهي محبة للماء ولا يمكن ربطها بالجزء الدهني من الغشاء. يجب نقل الأيونات بواسطة البروتينات الحاملة أو القنوات الأيونية.