Строение и функции клеточной мембраны

Содержание:

1.Строение и функции клеточной мембраны………………………..……2

2.Иммунная и эндокринная системы человека……………………….…..4

3.Учение В.И. Вернадского.

Закон динамического равновесия в природе. ………………………….…5

4.Классификация фитоценозов

в зависимости от состава сообществ. Агрофитоценозы.

Физиологические, механические, и биологические связи    в биоценозах…………………………………………………………………..6

5.Какое наказание последует при незаконной охоте и уничтожении критических местообитаний для организмов записанных в Красную Книгу…………………………………………………………………….…..9

6.Список литературы…………………………………………………….....10

1.Строение и функции клеточной мембраны.

          Кле́точная мембра́на отделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая её целостность; регулируют обмен между клеткой и средой; внутриклеточные мембраны разделяют клетку на специализированные замкнутые отсеки — компартменты или органеллы, в которых поддерживаются определённые условия среды.

          Строение: 
Внешний тонкий слой живой цитоплазмы; на поверхности - выросты и складки, служащие соединению клеток. В состав входят все основные группы веществ, содержащихся в клетке: белки, липиды, вода, АТФ, полисахариды (в комплексе с некоторыми наружными белками; служат рецепторами клетки), ферменты, ионы и т.д. 
Строение мембран универсально. 
Жидкостно-мозаичная модель с гиброфобно-гидрофильными взаимодействиями: 
- Жидкостный двойной слой молекул фосфолипидов, обращенных друг к другу гидрофобными концами, а наружу – гидрофильными. 
- Периферические белки на поверхности билипидного слоя связаны с полярными головками липидных молекул электростатическим взаимодействием. 
- Интегральные белки пронизывают всю толщу мембраны; их гидрофобная часть погружена в гидрофобную зону билипидного слоя. 
- Полуинтегральные белки наполовину погружены в мембрану и выступают наружу с внутренней или внешней стороны. 
Плазмалемма обладает полупроницаемостью. 
           Функции:

1.Барьерная — обеспечивает регулируемый, избирательный, пассивный и активный обмен веществ с окружающей средой. Например, мембрана пероксисом защищает цитоплазму от опасных для клетки пероксидов. Избирательная проницаемость означает, что проницаемость мембраны для различных атомов или молекул зависит от их размеров, электрического заряда и химических свойств. Избирательная проницаемость обеспечивает отделение клетки и клеточных компартментов от окружающей среды и снабжение их необходимыми веществами.

2.транспортная — через мембрану происходит транспорт веществ в клетку и из клетки. Транспорт через мембраны обеспечивает: доставку питательных веществ, удаление конечных продуктов обмена, секрецию различных веществ, создание ионных градиентов, поддержание в клетке оптимального pH и концентрации ионов, которые нужны для работы клеточных ферментов.
Частицы, по какой-либо причине неспособные пересечь фосфолипидный бислой (например, из-за гидрофильных свойств, так как мембрана внутри гидрофобна и не пропускает гидрофильные вещества, или из-за крупных размеров), но необходимые для клетки, могут проникнуть сквозь мембрану через специальные белки-переносчики (транспортеры) и белки-каналы или путем эндоцитоза.
При пассивном транспорте вещества пересекают липидный бислой без затрат энергии по градиенту концентрации путем диффузии. Вариантом этого механизма является облегчённая диффузия, при которой веществу помогает пройти через мембрану какая-либо специфическая молекула. У этой молекулы может быть канал, пропускающий вещества только одного типа.
Активный транспорт требует затрат энергии, так как происходит против градиента концентрации. На мембране существуют специальные белки-насосы, в том числе АТФаза, которая активно вкачивает в клетку ионы калия (K+) и выкачивают из неё ионы натрия (Na+).

3.матричная — обеспечивает определенное взаиморасположение и ориентацию мембранных белков, их оптимальное взаимодействие.

4.механическая — обеспечивает автономность клетки, ее внутриклеточных структур, также соединение с другими клетками (в тканях). Большую роль в обеспечение механической функции имеют клеточные стенки, а у животных — межклеточное вещество.

энергетическая — при фотосинтезе в хлоропластах и клеточном дыхании в митохондриях в их мембранах действуют системы переноса энергии, в которых также участвуют белки;

5.рецепторная — некоторые белки, находящиеся в мембране, являются рецепторами (молекулами, при помощи которых клетка воспринимает те или иные сигналы).
Например, гормоны, циркулирующие в крови, действуют только на такие клетки-мишени, у которых есть соответствующие этим гормонам рецепторы. Нейромедиаторы (химические вещества, обеспечивающие проведение нервных импульсов) тоже связываются с особыми рецепторными белками клеток-мишеней.

6.ферментативная — мембранные белки нередко являются ферментами. Например, плазматические мембраны эпителиальных клеток кишечника содержат пищеварительные ферменты.

осуществление генерации и проведения биопотенциалов.
С помощью мембраны в клетке поддерживается постоянная концентрация ионов: концентрация иона К+ внутри клетки значительно выше, чем снаружи, а концентрация Na+ значительно ниже, что очень важно, так как это обеспечивает поддержание разности потенциалов на мембране и генерацию нервного импульса.

7.маркировка клетки — на мембране есть антигены, действующие как маркеры — «ярлыки», позволяющие опознать клетку. Это гликопротеины (то есть белки с присоединенными к ним разветвленными олигосахаридными боковыми цепями), играющие роль «антенн». Из-за бесчисленного множества конфигурации боковых цепей возможно сделать для каждого типа клеток свой особый маркер. С помощью маркеров клетки могут распознавать другие клетки и действовать согласованно с ними, например, при формировании органов и тканей. Это же позволяет иммунной системе распознавать чужеродные антигены.

2.Иммунная и эндокринная системы человека.

Основными системами организма, контролирующими и регулирующими постоянство внутренних сред (в том числе постоянство белкового состава — белковый гомеостаз), являются эндокринная и иммунная системы.

           Эндокринная система организма не только контролирует постоянство внутренних сред организма, но и сама оказывает большое влияние на процессы старения. Эндокринные железы (железы внутренней секреции) — это дирижеры обмена веществ и других важных процессов, происходящих в организме. Они осуществляют свои функции при помощи гормонов, выделяемых непосредственно в кровь. Деятельность самих желез также регулируется с помощью гормонов, которые выделяет гипофиз — своеобразный пульт управления и координации действия гормонов. Гипофизом, в свою очередь, руководит гипоталамус, расположенный в мозгу и представляющий «гибрид» нервной и эндокринной систем. Механизм этой регуляции осуществляется при помощи различных аминов (катехоламины, адреналин, норадреналин и др.). Нарушение гомеостаза при старении — это не просто неправильное функционирование эндокринных желез, а скорее нарушение контроля гипоталамуса над гипофизом. Как следствие этого, гипофиз также теряет контроль над деятельностью эндокринных желез, активность которых начинает изменяться. Так, максимальная активность гормонов тимуса достигается у человека в 7—9 лет. В старости активность большинства желез сохраняется на несколько меньшем уровне, резко снижается активность тимуса и половых желез и повышается активность ряда гормонов гипофиза, которые как бы пытаются компенсировать функции угасающих желез, стимулировать их действие. Правильным подбором качества и состава пищевых продуктов можно не только влиять на, процессы обмена в нашем организме, но и нормализовать нейрогуморальную регуляцию организма, активизировать процессы восстановления и компенсации. Так, богатая углеводами диета влияет на вегетативную нервную и эндокринную системы. Доказано, что введение ряда веществ увеличивает активность небольшой популяции клеток в гипоталамусе, вырабатывающих катехоламины. Например, при подкармливании мышей диоксифенилаланином заметно увеличивается продолжительность их жизни в период расцвета сил. 
            Иммунная (защитная) система организма — это группа органов и клеток, защищающих организм от действия микроорганизмов, вирусов и аномальных клеток собственного организма (раковые или поврежденные клетки). Защита эта осуществляется с помощью клеток крова лейкоцитов, среди которых наибольшее значение имеют Т- и В-лимфоциты (Т- и В-клетки).

В-клетки производят антитела. Антитела представляют собой белки, уничтожающие чуждые живые организмы (бактерии, грибы) и нейтрализующие ядовитые вещества, которые эти организмы выделяют лимфоциты, защищающие наш организм и «прошедшие обучение» в тимусе, носят название Т-клеток. Они атакуют и уничтожают раковые клетки, а также регулируют производство антител В-клетками. Т-клетки живут намного дольше, чем В-клетки, поэтому они являются хранителями информации о всех враждебных антигенах, побывавших хотя бы один раз в организме, и о том, как надо уничтожать этих агрессоров. Осуществляет это Т- клетка путем «обучения» и управления атакующим действием В-клеток, как командиры обучают и управляют действиями солдат.
          С возрастом влияние Т-клеток на В-клетки слабеет, и вышедшие из-под контроля Т-клеток В-клетки могут начать военные действия против собственного организма (аутоиммунные реакции) — начать производить антитела, которые разрушают собственные клетки и ткани организма. Так возникают такие аутоиммунные болезни старости, как ревматизм, разрушающий клапаны сердца, полиартрит, разрушающий суставы, некоторые болезни почек. Как же активизировать («подстегнуть») стареющие клетки иммунной системы, заставить их добросовестно выполнять свои функции? Найдены ли такие методы и вещества, которые способны замедлять процессы старения и ослабления защитных сил организма, задержать на время развитие болезней старости, сохранить па более длительный срок активность и трудоспособность людей? Эксперименты на животных и наблюдения за процессами старения людей показывают, что такие способы есть. И первый из них — ограничение в еде и строго сбалансированная по всем необходимым организму веществам диета.

     3.Учение В.И. Вернадского. Закон динамического равновесия в природе.

          Закон динамического равновесия. Вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем и их иерархия взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функциональные структурные качественные и количественные перемены, сохраняющие общую сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств систем, где эти изменения происходят, или в их иерархии.

Эмпирическим путем установлен ряд следствий действия данного Закона:

а) любое изменение среды (веществ, энергии, информации, динамических качеств экосистем) неизбежно приводит к развитию природных цепных реакций, направленных в сторону нейтрализации произведенного изменения или формирования новых природных систем, образование которых при значительных изменениях среды может принять необратимый характер;

б) взаимодействие вещественно-энергетических экологических компонентов (энергии, газов, жидкостей и др.), информации и динамических качеств природных систем количественно не является линейным, т.е. слабое воздействие или изменение одного из показателей может вызвать сильные отклонения в других (и во всей системе в целом);

в) производимые в крупных экосистемах перемены относительно необратимы. Проходя по иерархии снизу вверх - от места воздействия до биосферы в целом, они меняют глобальные процессы и тем самым переводят их на новый эволюционный уровень;

г) любое местное преобразование природы вызывает в глобальной совокупности биосферы и в ее крупнейших подразделениях ответные реакции, приводящие к относительной неизменности эколого-экономического потенциала, увеличение которого возможно лишь путем значительного возрастания энергетических вложений (см. Закон снижения энергетической эффективности природопользования).

         Закон внутреннего динамического равновесия - одно из узловых положений в природопользовании. Пока изменения среды слабы и произведены на относительно небольшой площади, они или ограничиваются конкретным местом, или «гаснут» в цепи иерархии экосистем. Но как только перемены достигают существенных значений для крупных экосистем, например происходят в масштабах больших речных бассейнов, они приводят к существенным сдвигам в этих обширных природных образованиях, а через них, в соответствии со следствием, и во всей биосфере Земли.

            4.Классификация фитоценозов в зависимости от состава сообществ.

Агрофитоценозы. Физиологические, механические, и биологические связи в биоценозах.

     Классификация фитоценозов:

Принципы классификации фитоценозов. При классификации фитоценозов сходные сообщества объединяют в группы - классификационные единицы. Низшая единица классификации — ассоциация (совокупность фитоценозов, имеющих более или менее одинаковый внешний облик, сходный флористический состав и одни и те же доминирующие виды по ярусам). Названия ассоциаций даются перечислением русских названий доминирующих растений каждого яруса фитоценоза начиная с самого верхнего яруса (сосна обыкновенная + ель европейская — брусника + черника — мох плеуроциум) или латинских названий (Pinus sylvestris + Picea abies — Vaccinium vitis-idaea + Vaccinium myrtillus — Pleurozium schreberi). Формация — это совокупность ассоциаций, у которых в верхнем ярусе доминирует один и тот же вид растения (например, сосняки, дубравы и пр.)

Ординацией называют построение рядов фитоценозов по постепенному изменению какого-либо фактора окружающей среды в определенном направлении. Так, можно провести ординацию по фактору увлажнения почвы. В этом случае получится ряд сообществ, где каждое займет соответствующее место в зависимости от условий увлажнения, в которых оно развивается, причем крайнее из них будет соответствовать наиболее влажным почвам, а противоположное — наиболее сухим.

. Схема эдафо-фитоценотических рядов типов еловых лесов Ельники-зеленомошники. Встречаются в условиях расчлененного рельефа, на более или менее богатых суглинках, а также глинах и супесях. К этой группе относят ельники кисличные, черничные и брусничные. 2) Ельники-долгомошники (в моховом ярусе господствует кукушкин лен). Встречаются в условиях более или менее равнинного рельефа на слабо дренированных почвах с признаками заболачивания (состав почв тот же, что и в ельниках 1 группы). 3) Ельники сфагновые. Встречаются в условиях равнинного рельефа, нередко в котловинных понижениях, на недренированных заболоченных почвах. Моховой покров состоит в основном из сфагновых мхов. 4) Ельники травяные. Располагаются по дну долин небольших речек и ручьев в виде узких полос на богатых сырых почвах с проточным увлажнением. Хорошо развит травяной покров. 5) Ельники сложные. Приурочены к богатым, хорошо дренированным почвам, часто с близким залеганием известняков. В этих лесах хорошо развиты подлесок и травяной покров, присутствуют широколиственные породы - дуб, клен, липа. Эти 5 групп ассоциаций образуют экологические ряды, отражающие изменения еловых лесов в зависимости от увлажнения и богатства почвы (рис.). Ряд А (от кисличного к брусничному ельнику) – увеличение сухости почвы и некоторое обеднение почвы. Ряд В (от кисличного к сфагновому ельнику) – увеличение увлажнения и ухудшения аэрации почвы. Ряд С (от кисличного к сложному ельнику) – увеличение богатства и аэрации почвы. Ряд Д (от кисличного к приручьевому ельнику) – увеличение проточного увлажнения. Ряд Е (от кисличного к сфагновому ельнику) – увеличение застойного увлажнения и уменьшение аэрации почвы.