معلومة

5.8: النقل النشط والتوازن - علم الأحياء


مثل دفع همفي صعودا

يمكنك أن تقول من خلال وجوههم أن هؤلاء الطيارين يبذلون الكثير من الطاقة في محاولة لدفع هذه الهمفي إلى أعلى منحدر. الرجال يشاركون في مسابقة تختبر قوتهم الغاشمة مقابل الفرق الأخرى. تزن عربة الهمفي حوالي 13000 رطل ، لذا فهي تستهلك كل أوقية من الطاقة التي يمكنهم حشدها لتحريكها صعودًا ضد قوة الجاذبية. يشبه نقل بعض المواد عبر غشاء البلازما إلى حد ما دفع عربة همفي صعودًا - لا يمكن القيام بذلك بدون إضافة طاقة.

ما هو النقل النشط؟

يمكن لبعض المواد أن تنتقل إلى الخلية أو تخرج منها عبر غشاء البلازما دون الحاجة إلى أي طاقة لأنها تنتقل من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة تركيز أقل. يسمى هذا النوع من النقل بالنقل السلبي كما تعلمت في القسم الأخير. تتطلب المواد الأخرى طاقة لعبور غشاء البلازما غالبًا لأنها تنتقل من منطقة ذات تركيز أقل إلى منطقة تركيز أعلى. هذا النوع من النقل يسمى النقل النشط. تأتي طاقة النقل النشط من الجزيء الحامل للطاقة المسمى ATP (أدينوزين ثلاثي الفوسفات). قد يتطلب النقل النشط أيضًا بروتينات نقل ، مثل البروتينات الحاملة ، المضمنة في غشاء البلازما. نوعان من النقل النشط هما النقل بالمضخة والحويصلة.

مضخة

توجد آليتان للمضخة (عمليات النقل النشطة الأولية والثانوية) لنقل المواد ذات الوزن الجزيئي الصغير والجزيئات الكبيرة. ال النقل النشط الأساسي يحرك الأيونات عبر الغشاء ويحدث فرقًا في الشحنة عبر هذا الغشاء. يستخدم نظام النقل النشط الأساسي ATP لنقل مادة ، مثل أيون ، إلى الخلية ، وغالبًا في نفس الوقت ، يتم نقل مادة ثانية خارج الخلية. ال مضخة الصوديوم والبوتاسيوم هي آلية النقل النشط التي تنقل أيونات الصوديوم خارج الخلية وأيونات البوتاسيوم إلى الخلايا - في كل تريليونات الخلايا في الجسم! يتم نقل كلا الأيونات من مناطق ذات تركيز منخفض إلى أعلى ، لذلك هناك حاجة للطاقة لهذه العملية "الشاقة". يتم توفير الطاقة بواسطة ATP. تتطلب مضخة الصوديوم والبوتاسيوم أيضًا بروتينات حاملة. ترتبط البروتينات الحاملة بأيونات أو جزيئات معينة ، وبذلك تغير شكلها. عندما تغير البروتينات الحاملة شكلها ، فإنها تحمل الأيونات أو الجزيئات عبر الغشاء. يوضح الشكل ( PageIndex {2} ) بمزيد من التفصيل كيفية عمل مضخة الصوديوم والبوتاسيوم والأدوار المحددة التي تلعبها البروتينات الحاملة في هذه العملية.

لتقدير أهمية مضخة الصوديوم والبوتاسيوم ، تحتاج إلى معرفة المزيد عن دور الصوديوم والبوتاسيوم في الجسم. كلاهما معادن غذائية أساسية ، مما يعني أنه يجب عليك الحصول عليها من الأطعمة التي تتناولها. كل من الصوديوم والبوتاسيوم عبارة عن إلكتروليتات أيضًا ، مما يعني أنهما ينفصلان إلى أيونات (جزيئات مشحونة) في محلول ، مما يسمح لهما بتوصيل الكهرباء. تتطلب وظائف الجسم الطبيعية نطاقًا ضيقًا جدًا من تركيزات أيونات الصوديوم والبوتاسيوم في سوائل الجسم ، داخل وخارج الخلايا.

  • الصوديوم هو الأيون الرئيسي في السائل خارج الخلايا. تكون تركيزات الصوديوم الطبيعية أعلى بحوالي 10 مرات من داخل الخلايا.
  • البوتاسيوم هو الأيون الرئيسي في السائل داخل الخلايا. تكون تركيزات البوتاسيوم الطبيعية أعلى بحوالي 30 مرة في الداخل من خارج الخلايا.

هذه الاختلافات في التركيز تخلق تدرجًا كهربائيًا عبر غشاء الخلية ، يسمى جهد الغشاء. ال النقل النشط الثانوي يصف حركة المواد باستخدام طاقة التدرج الكهروكيميائي الذي تم إنشاؤه بواسطة النقل النشط الأولي. باستخدام طاقة التدرج الكهروكيميائي الناتج عن نظام النقل النشط الأساسي ، يمكن إدخال مواد أخرى مثل الأحماض الأمينية والجلوكوز إلى الخلية من خلال قنوات الغشاء. يتكون ATP نفسه من خلال النقل النشط الثانوي باستخدام تدرج أيون الهيدروجين في الميتوكوندريا. يعد التحكم بإحكام في إمكانات الغشاء أمرًا بالغ الأهمية لوظائف الجسم الحيوية ، بما في ذلك نقل النبضات العصبية وتقلص العضلات. تذهب نسبة كبيرة من طاقة الجسم للحفاظ على هذه القدرة عبر أغشية تريليونات الخلايا مع مضخة الصوديوم والبوتاسيوم.

نقل الحويصلة

بعض الجزيئات ، مثل البروتينات ، تكون أكبر من أن تمر عبر غشاء البلازما ، بغض النظر عن تركيزها داخل الخلية وخارجها. تعبر الجزيئات الكبيرة جدًا غشاء البلازما بنوع مختلف من المساعدة يسمى نقل الحويصلات. يتطلب نقل الحويصلات طاقة ، لذلك فهو أيضًا شكل من أشكال النقل النشط. هناك نوعان من نقل الحويصلات: الالتقام الخلوي والإفراز الخلوي.

الالتقام

الالتقام هو نوع من النقل الحويصلي الذي ينقل مادة إلى الخلية. يبتلع غشاء البلازما المادة تمامًا ، وتندفع الحويصلة من الغشاء ، وتحمل الحويصلة المادة إلى داخل الخلية. يتم استخدامه من قبل جميع خلايا الجسم لأن معظم المواد المهمة بالنسبة لها هي قطبية وتتكون من جزيئات كبيرة ، وبالتالي لا يمكن أن تمر عبر غشاء البلازما الكارهة للماء. عندما تبتلع خلية كاملة أو جسيم صلب آخر ، تسمى العملية البلعمة. عندما يبتلع السائل ، تسمى العملية كثرة الكريات. عندما يتم أخذ المحتوى على وجه التحديد بمساعدة المستقبلات الموجودة على غشاء البلازما ، يتم تسميته بوساطة مستقبلات الإلتقام.

يستخدم التباين المستهدف من الالتقام الخلوي بروتينات ملزمة في غشاء البلازما خاصة بمواد معينة. ترتبط الجزيئات بالبروتينات ويغزو غشاء البلازما ، وبذلك تدخل المادة والبروتينات في الخلية. إذا كان المرور عبر غشاء الهدف بوساطة مستقبلات الإلتقام غير فعال ، لن يتم إزالته من سوائل الأنسجة أو الدم. وبدلاً من ذلك ، ستبقى في تلك السوائل وتزيد من تركيزها. تحدث بعض الأمراض التي تصيب الإنسان بسبب فشل الالتقام الخلوي بوساطة المستقبلات. على سبيل المثال ، يُزال شكل الكوليسترول الذي يُطلق عليه اسم البروتين الدهني منخفض الكثافة أو LDL (يُشار إليه أيضًا باسم الكوليسترول "الضار") من الدم عن طريق الالتقام الخلوي بوساطة المستقبلات. في مرض فرط كوليسترول الدم العائلي من الأمراض الوراثية البشرية ، تكون مستقبلات LDL معيبة أو مفقودة تمامًا. الأشخاص الذين يعانون من هذه الحالة لديهم مستويات مهددة للحياة من الكوليسترول في دمائهم لأن خلاياهم لا تستطيع إزالة المادة الكيميائية من دمائهم.

طرد خلوي

طرد خلوي هو نوع من النقل الحويصلي الذي ينقل مادة خارج الخلية. تنتقل الحويصلة التي تحتوي على المادة عبر السيتوبلازم إلى غشاء الخلية. ثم يندمج غشاء الحويصلة مع غشاء الخلية ويتم إطلاق المادة خارج الخلية.

الاستتباب ووظيفة الخلية

لكي تعمل الخلية بشكل طبيعي ، يجب الحفاظ على حالة مستقرة داخل الخلية. على سبيل المثال ، يجب أن يظل تركيز الأملاح والعناصر الغذائية والمواد الأخرى ضمن نطاق معين. عملية الحفاظ على الظروف المستقرة داخل الخلية (أو كائن حي بأكمله) هي عملية استتباب. يتطلب التوازن الداخلي تعديلات مستمرة لأن الظروف تتغير دائمًا داخل الخلية وخارجها. تلعب العمليات الموضحة في هذا الدروس السابقة أدوارًا مهمة في التوازن. عن طريق نقل المواد داخل وخارج الخلايا ، فإنها تحافظ على الظروف ضمن النطاق الطبيعي داخل الخلايا والكائن ككل.

الميزة: الميزة: جسدي البشري

يعد الحفاظ على التوازن الصحيح للصوديوم والبوتاسيوم في سوائل الجسم عن طريق النقل النشط أمرًا ضروريًا للحياة نفسها ، لذلك ليس من المستغرب أن الحصول على التوازن الصحيح للصوديوم والبوتاسيوم في النظام الغذائي مهم للصحة الجيدة. قد تزيد الاختلالات من خطر الإصابة بارتفاع ضغط الدم وأمراض القلب والسكري واضطرابات أخرى.

إذا كنت مثل غالبية الأمريكيين ، فإن الصوديوم والبوتاسيوم غير متوازنين في نظامك الغذائي. من المحتمل أن تستهلك الكثير من الصوديوم وقليل من البوتاسيوم. اتبع هذه الإرشادات للمساعدة في ضمان توازن هذه المعادن في الأطعمة التي تتناولها:

  • يجب أن يكون إجمالي تناول الصوديوم أقل من 2300 مجم / يوم. يوجد معظم الملح في النظام الغذائي في الأطعمة المصنعة أو يضاف مع شاكر الملح. توقف عن إضافة الملح وابدأ في التحقق من الملصقات الغذائية لمحتوى الصوديوم. الأطعمة التي تعتبر منخفضة الصوديوم تحتوي على أقل من 140 مجم / حصة (أو 5٪ قيمة يومية).
  • يجب أن يكون إجمالي كمية البوتاسيوم 4700 مجم / يوم. من السهل إضافة البوتاسيوم إلى النظام الغذائي باختيار الأطعمة المناسبة ، وهناك الكثير من الخيارات. تحتوي معظم الفواكه والخضروات على نسبة عالية من البوتاسيوم ، وخاصة البطاطس والموز والبرتقال والمشمش والخوخ والخضر الورقية والطماطم والفاصوليا والأفوكادو. الأطعمة الأخرى التي تحتوي على كميات كبيرة من البوتاسيوم هي الأسماك واللحوم والدواجن والحبوب الكاملة.

إعادة النظر

  1. تعريف النقل النشط.
  2. ما هي مضخة الصوديوم والبوتاسيوم؟ لماذا هو مهم جدا؟
  3. اذكر نوعين من نقل الحويصلات. أي نوع ينقل المواد خارج الخلية؟
  4. ما هي أوجه التشابه والاختلاف بين البلعمة والكريات؟
  5. مضخة الصوديوم والبوتاسيوم هي:
    1. الفوسفوليبيد
    2. بروتين
    3. كربوهيدرات
    4. أيون
  6. ما هي الأهمية الوظيفية لتغير شكل البروتين الحامل في مضخة الصوديوم والبوتاسيوم بعد ارتباط أيونات الصوديوم؟
  7. سم قاتل مشتق من نباتات تسمى ouabain يمنع مضخة الصوديوم والبوتاسيوم ويمنعها من العمل. ما رأيك في تأثير هذا على توازن الصوديوم والبوتاسيوم في الخلايا؟ اشرح اجابتك.
  8. صحيحة أو خاطئة. تستخدم مضخة الصوديوم والبوتاسيوم بروتينًا واحدًا لضخ كل من الصوديوم والبوتاسيوم.
  9. صحيحة أو خاطئة. تتكون الحويصلات من الغشاء النووي.
  10. ما يسمى التدرج الكهربائي عبر غشاء الخلية cn؟
  11. يتم إطلاق جزيئات الإشارات الكيميائية المسماة بالناقلات العصبية من الخلايا العصبية (الخلايا العصبية) من خلال الحويصلات. هذا مثال على:
    1. كثرة الخلايا
    2. البلعمة
    3. الالتقام
    4. طرد خلوي
  12. تأتي الطاقة من أجل النقل النشط من
    1. ATP
    2. RNA
    3. بروتينات الناقل
    4. أيونات الصوديوم
  13. في أي بنية توجد بروتينات النقل التي تنقل المواد داخل الخلية وخارجها؟

النقل النشط

النقل النشط هو عملية نقل المواد داخل الخلايا وخارجها وبينها باستخدام الطاقة. في بعض الحالات ، يمكن أن تتم حركة المواد عن طريق النقل السلبي ، الذي لا يستخدم أي طاقة. ومع ذلك ، غالبًا ما تحتاج الخلية إلى نقل المواد مقابل تدرج تركيزها. في هذه الحالات ، يلزم النقل النشط.


النقل السلبي في الخلايا: الانتشار والتناضح البسيط والميسر

انتشار بسيط

تعريف هي حركة مادة عبر الغشاء ، بسبب اختلاف التركيز ، دون أي مساعدة من الجزيئات الأخرى. تتحرك المادة ببساطة من جانب الغشاء حيث تكون أكثر تركيزًا إلى الجانب حيث تكون أقل تركيزًا. شكل يوضح أدناه كيف يعمل الانتشار. المواد التي يمكن أن تنضغط بين جزيئات الدهون في غشاء البلازما عن طريق الانتشار البسيط هي بشكل عام جزيئات صغيرة جدًا كارهة للماء ، مثل جزيئات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون.

ألق نظرة على هذا الفيديو الذي يوضح الانتشار عبر الغشاء:

هنا & # 8217s ورقة عمل ملخص فيديو لملءها ووضعها في دفتر الأحياء الخاص بك:

التنافذ

التنافذ هو نوع خاص من الانتشار - انتشار جزيئات الماء عبر الغشاء. مثل الجزيئات الأخرى ، ينتقل الماء من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة ذات تركيز أقل. يتحرك الماء داخل الخلية أو خارجها حتى يتساوى تركيزه على جانبي غشاء البلازما.

أكاديمية خان: الانتشار والتناضح:

إليك رسم متحرك يوضح كيفية عمل التناضح:

نشر الميسر

لا يمكن أن ينتشر الماء والعديد من المواد الأخرى عبر الغشاء. تحتاج الجزيئات المحبة للماء والأيونات المشحونة والجزيئات الكبيرة نسبيًا مثل الجلوكوز إلى المساعدة في الانتشار. تأتي المساعدة من بروتينات خاصة في الغشاء المعروف باسم نقل البروتينات. يسمى الانتشار بمساعدة بروتينات النقل نشر الميسر. هناك عدة أنواع من بروتينات النقل ، بما في ذلك بروتينات القناة والبروتينات الحاملة. كلاهما معروض في شكل أدناه.

  • تشكل بروتينات القناة مسامًا أو ثقوبًا صغيرة في الغشاء. يسمح هذا لجزيئات الماء والأيونات الصغيرة بالمرور عبر الغشاء دون ملامسة ذيول كارهة للماء لجزيئات الدهون في الجزء الداخلي من الغشاء. إنها مثل الأنفاق التي تسمح فقط لجزيئات معينة بالمرور. & # 8220 عذرًا أيها الأصدقاء ، يمكنك & # 8217t استخدام هذه القناة ، إنها & # 8217s فقط لهؤلاء الزملاء هنا. أنت & # 8217 يجب أن تذهب إلى البروتين الناقل وهو & # 8217ll يسمح لك بالمرور. & # 8221
  • ترتبط البروتينات الحاملة بأيونات أو جزيئات معينة ، وبذلك تغير شكلها. عندما تغير البروتينات الحاملة شكلها ، فإنها تحمل الأيونات أو الجزيئات عبر الغشاء. ألا تبدو مثل أفواه التمساح تلتقط قطعة من الأشياء من خارج الخلية ثم تبصقها في الداخل؟ بروتينات التمساح الحاملة. حسنًا ، هذا & # 8217s ليس اسمهم حقًا ، ولكنه قد يساعدك على التذكر.

النقل النشط

النقل النشط يحدث عندما تكون هناك حاجة للطاقة لمادة ما للتحرك عبر غشاء البلازما. الطاقة مطلوبة لأن المادة تنتقل من منطقة ذات تركيز أقل إلى منطقة تركيز أعلى. هذا يشبه إلى حد ما تحريك الكرة صعودًا لا يمكن القيام به بدون إضافة طاقة. تأتي طاقة النقل النشط من الجزيء الحامل للطاقة المسمى ATP. مثل النقل السلبي ، قد يشمل النقل النشط أيضًا بروتينات النقل. يمكنك مشاهدة مقطع فيديو عن النقل النشط هنا:

مضخة الصوديوم والبوتاسيوم

مثال على النقل النشط هو مضخة الصوديوم والبوتاسيوم. عندما تعمل هذه المضخة ، يتم ضخ أيونات الصوديوم خارج الخلية ، ويتم ضخ أيونات البوتاسيوم في الخلية. ينتقل كلا الأيونات من مناطق ذات تركيز منخفض إلى أعلى ، لذلك هناك حاجة إلى ATP لتوفير الطاقة لهذه العملية "الشاقة". شكل يوضح أدناه بمزيد من التفصيل كيفية حدوث هذا النوع من النقل النشط.

نقل الحويصلة

بعض الجزيئات ، مثل البروتينات ، تكون أكبر من أن تمر عبر غشاء البلازما ، بغض النظر عن تركيزها داخل الخلية وخارجها. تعبر الجزيئات الكبيرة جدًا غشاء البلازما بنوع مختلف من المساعدة يسمى نقل الحويصلات. يتطلب نقل الحويصلات طاقة ، لذلك فهو أيضًا شكل من أشكال النقل النشط. هناك نوعان من نقل الحويصلات: الالتقام الخلوي والإفراز الخلوي. يتم عرض كلا النوعين في شكل أدناه والموضحة أدناه.

  • الالتقام هو نوع نقل الحويصلة الذي ينقل مادة إلى الخلية. يبتلع غشاء البلازما المادة تمامًا ، وتندفع الحويصلة من الغشاء ، وتحمل الحويصلة المادة إلى داخل الخلية. عندما تبتلع خلية كاملة ، تسمى العملية البلعمة. عندما يبتلع السائل ، تسمى العملية كثرة الخلايا.
  • طرد خلوي هو نوع نقل الحويصلة الذي ينقل مادة خارج الخلية. تنتقل الحويصلة التي تحتوي على المادة عبر السيتوبلازم إلى غشاء الخلية. ثم يندمج غشاء الحويصلة مع غشاء الخلية ويتم إطلاق المادة خارج الخلية.

الاستتباب ووظيفة الخلية

لكي تعمل الخلية بشكل طبيعي ، يجب الحفاظ على حالة مستقرة داخل الخلية. على سبيل المثال ، يجب أن يظل تركيز الأملاح والعناصر الغذائية والمواد الأخرى ضمن نطاق معين. عملية الحفاظ على الظروف المستقرة داخل الخلية (أو كائن حي بأكمله) هي عملية استتباب. يتطلب التوازن الداخلي تعديلات مستمرة ، لأن الظروف تتغير دائمًا داخل الخلية وخارجها. تلعب العمليات الموضحة في هذا الدرس أدوارًا مهمة في التوازن. عن طريق نقل المواد داخل وخارج الخلايا ، فإنها تحافظ على الظروف ضمن النطاق الطبيعي داخل الخلايا والكائن ككل.

ملخص الدرس

  • يتمثل الدور الرئيسي لغشاء البلازما في نقل المواد داخل وخارج الخلية. هناك نوعان رئيسيان من النقل الخلوي: النقل السلبي والنقل النشط.
  • النقل السلبي لا يتطلب طاقة. يحدث عندما تنتقل المواد من مناطق ذات تركيز أعلى إلى منخفض. تشمل أنواع النقل السلبي الانتشار البسيط والتناضح والانتشار الميسر.
  • يتطلب النقل النشط طاقة من الخلية. يحدث عندما تنتقل المواد من مناطق ذات تركيز منخفض إلى أعلى أو عندما يتم نقل جزيئات كبيرة جدًا. تشمل أنواع النقل النشط المضخات الأيونية ، مثل مضخة الصوديوم والبوتاسيوم ، ونقل الحويصلات ، والذي يتضمن الالتقام الخلوي والإخراج الخلوي.
  • يساعد نقل الخلايا الخلايا في الحفاظ على التوازن من خلال الحفاظ على الظروف ضمن النطاقات الطبيعية داخل جميع خلايا الكائن الحي.

أسئلة مراجعة الدرس

اعد الاتصال

1. ما هو التناضح؟ ما هو نوع النقل هذا؟

2. وصف أدوار بروتينات النقل في نقل الخلايا.

3. ما هي مضخة الصوديوم والبوتاسيوم؟

4. اذكر نوعين من نقل الحويصلات. أي نوع ينقل المواد خارج الخلية؟

تطبيق المفاهيم

5. افترض أن الجزيء يجب أن يعبر غشاء البلازما إلى خلية. الجزيء عبارة عن بروتين كبير جدًا. كيف سيتم نقلها إلى الخلية؟ اشرح اجابتك.

6. الرسم أدناه يوضح السائل داخل وخارج الخلية. تمثل النقاط جزيئات المادة التي تحتاجها الخلية. الجزيئات صغيرة جدًا وكارهة للماء. ما نوع النقل الذي سينقل الجزيئات إلى داخل الخلية؟

فكر بشكل نقدي

7. قارن وقارن الانتشار البسيط والانتشار الميسر. لكل نوع من أنواع الانتشار ، أعط مثالاً للجزيء الذي يتم نقله بهذه الطريقة.

8. اشرح كيف يساعد نقل الخلايا الكائن الحي في الحفاظ على التوازن.

نقاط للنظر فيها

تشترك جميع الخلايا في بعض الهياكل والوظائف الأساسية نفسها ، لكن الخلايا تختلف أيضًا.


الالتقام

بالإضافة إلى تحريك الأيونات الصغيرة والجزيئات عبر الغشاء ضد تدرجات تركيزها ، تحتاج الخلايا أيضًا إلى إزالة الجزيئات والجزيئات الكبيرة وتأخذها. حتى أن بعض الخلايا قادرة على ابتلاع الكائنات الحية الدقيقة أحادية الخلية بأكملها. ربما تكون قد افترضت بشكل صحيح أن امتصاص الخلية وإطلاقها للجسيمات الكبيرة يتطلب طاقة. ومع ذلك ، لا يمكن لجسيم كبير جدًا أن يمر مباشرة عبر الغشاء ، حتى مع الطاقة التي توفرها الخلية.

الالتقام هو نوع من النقل النشط الذي ينقل الجسيمات ، مثل الجزيئات الكبيرة ، وأجزاء من الخلايا ، وحتى الخلايا الكاملة ، إلى خلية. هناك اختلافات مختلفة في الالتقام الخلوي ، ولكن جميعها تشترك في خاصية مشتركة: غشاء البلازما للخلية ينغمس ، ويشكل جيبًا حول الجسيم المستهدف. ينقبض الجيب ، مما يؤدي إلى احتواء الجسيم في فجوة تم إنشاؤها حديثًا والتي تكونت من غشاء البلازما.

الشكل 7 يتم عرض ثلاثة اختلافات في الالتقام الخلوي. (أ) في أحد أشكال الالتقام الخلوي ، البلعمة ، يحيط غشاء الخلية بالجسيم ويقرص ليشكل فجوة داخل الخلايا. (ب) في نوع آخر من الالتقام الخلوي ، كثرة الخلايا ، يحيط غشاء الخلية بكمية صغيرة من السائل ويقرص ، مكونًا حويصلة. (ج) في حالة الالتقام الخلوي بوساطة المستقبلات ، يتم استهداف امتصاص المواد من قبل الخلية لنوع واحد من المواد التي ترتبط بالمستقبل الموجود في غشاء الخلية الخارجي. (الائتمان: تعديل العمل لماريانا رويز فياريال)

البلعمة هي العملية التي يتم من خلالها امتصاص الجسيمات الكبيرة ، مثل الخلايا ، بواسطة خلية. على سبيل المثال ، عندما تغزو الكائنات الحية الدقيقة جسم الإنسان ، فإن نوعًا من خلايا الدم البيضاء يسمى العدلة يزيل الغازي من خلال هذه العملية ، ويحيط ويبتلع الكائنات الحية الدقيقة ، التي يتم تدميرها بعد ذلك بواسطة العدلات (الشكل 7أ).

يسمى نوع من الالتقام الخلوي كثرة الكريات. هذا يعني حرفيًا "شرب الخلية" وتم تسميته في وقت كان الافتراض فيه أن الخلية تتعمد تناول السائل خارج الخلية. في الواقع ، تأخذ هذه العملية المواد المذابة التي تحتاجها الخلية من السائل خارج الخلية (الشكل 7ب).

يستخدم الاختلاف المستهدف من الالتقام الخلوي بروتينات ملزمة في غشاء البلازما خاصة بمواد معينة (الشكل 7ج). ترتبط الجزيئات بالبروتينات ويغزو غشاء البلازما ، وبذلك تدخل المادة والبروتينات في الخلية. إذا كان المرور عبر غشاء الهدف بوساطة مستقبلات الإلتقام غير فعال ، لن يتم إزالته من سوائل الأنسجة أو الدم. وبدلاً من ذلك ، ستبقى في تلك السوائل وتزيد من تركيزها.

تحدث بعض الأمراض التي تصيب الإنسان بسبب فشل الالتقام الخلوي بوساطة المستقبلات. على سبيل المثال ، يُزال شكل الكوليسترول الذي يُطلق عليه اسم البروتين الدهني منخفض الكثافة أو LDL (يُشار إليه أيضًا باسم الكوليسترول "الضار") من الدم عن طريق الالتقام الخلوي بوساطة مستقبلات. في مرض فرط كوليسترول الدم العائلي من الأمراض الوراثية البشرية ، تكون مستقبلات LDL معيبة أو مفقودة تمامًا. يعاني الأشخاص المصابون بهذه الحالة من مستويات كوليسترول مهددة للحياة في دمائهم ، لأن خلاياهم لا تستطيع إزالة المادة الكيميائية من دمائهم.


التوازن & # 038 النقل

أنا. محلول مفرط التوتر
1. تركيز المذاب خارج الخلية higher (كمية أقل من الماء)
2. ينتشر الماء خارج الخلية حتى يتم الوصول إلى التوازن
3. سوف تتقلص الخلايا وتموت في حالة فقدان الكثير من الماء
4. الخلايا النباتية تصبح مترهلة (الذبول) تسمى تحلل البلازما

ج. محلول ناقص التوتر
1. تركيز المذاب أكبر
داخل الخلية (كمية أقل من الماء)
2. يتحرك الماء في الخلية حتى يتم الوصول إلى التوازن
3. خلايا حيوانية تضخم وانفجر أمبير (ليز) إذا تناولوا الكثير من الماء
4. انحلال الخلايا هو انفجار الخلايا
5. زرع الخلايا أصبح متورم بسبب ضغط الماء للخارج على جدار الخلية
6. ضغط تورغور في الخلايا النباتية يساعدهم في الحفاظ على شكلهم
7. تعمل الخلايا النباتية بشكل أفضل في المحاليل منخفضة التوتر

ك. حلول متساوية التوتر
1. تركيز من المذاب نفس داخل وأمبير خارج الخلية
2. ينتقل الماء إلى داخل الخلية ويخرج منها بمعدل متساوٍ لذلك هناك لا توجد حركة صافية للمياه
3. تعمل الخلايا الحيوانية بشكل أفضل في المحاليل متساوية التوتر

رابعا. كيف تتعامل الخلايا مع التناضح

A. خلايا الحيوانات على الأرض عادة ما تكون في بيئة متساوية التوتر (التوازن)

تعيش كائنات المياه العذبة في بيئات منخفضة التوتر ، لذلك ينتقل الماء باستمرار إلى خلاياها

تستخدم كائنات المياه العذبة أحادية الخلية الطاقة لضخ المياه الزائدة عن طريقها الفجوة المنقبضة

د- تمنع جدران الخلايا النباتية الخلايا النباتية من الانفجار في البيئات منخفضة التوتر

إي بعض الكائنات البحرية علبة ضخ الملح الزائد

A. أسرع من الانتشار البسيط

ب- يعتبر النقل السلبي بسبب عدم استخدام الطاقة الزائدة

C. يحدث أسفل تدرج تركيز

D. يشارك بروتينات الناقل مضمن في غشاء الخلية للمساعدة في التحرك عبر مواد مذابة معينة مثل الجلوكوز

E. جزيئات الناقل تغيير الشكل عند المرفقات المذابة لهم

F. يساعد التغيير في شكل البروتين الحامل على تحريك المادة المذابة عبر الغشاء

ج. بروتينات القناة في غشاء الخلية تشكل أنفاقًا عبر الغشاء لتحريك المواد

قد تكون بروتينات القناة H. دائمًا مفتوحة أو بها بوابات التي تفتح وتغلق للتحكم في حركة المواد المسماة القنوات المسورة

1- تفتح البوابات وتغلق استجابة للتركيز داخل الخلية وخارجها

A. يتطلب استخدام ATP أو الطاقة

ب- ينقل المواد ضد تدرج تركيزهم من منطقة ذات تركيز أقل إلى أعلى

C. قد تتضمن أيضًا بروتينات غشائية

D. تستخدم للتحرك أيونات مثل Na + و Ca + و K + عبر غشاء الخلية

E. مضخة الصوديوم والبوتاسيوم يتحرك 3 Na + للخارج لكل 2 K + في الخلية
1. يسبب اختلافًا في الشحنة داخل الخلية وخارجها
2. يسمى الفرق في تهمة غشاء المحتملة

F. مضخات أيون تساعد العضلات والخلايا العصبية على العمل

ج. النباتات استخدام النقل النشط إلى تساعد الجذور على امتصاص العناصر الغذائية من التربة (المغذيات النباتية تتركز داخل الجذر أكثر من الخارج)

A. ينقل الجزيئات الكبيرة والمعقدة مثل البروتينات عبر غشاء الخلية

ب. الجزيئات الكبيرة أو الطعام أو قطرات السوائل معبأة في أكياس مرتبطة بغشاء تسمى حويصلات

ج. الالتقام ينقل الجزيئات الكبيرة إلى الخلية

د. البلعمة هو أحد أنواع الالتقام الخلوي
1. غشاء الخلية يمتد خارج تشكيل pseudopods (إسقاطات تشبه الإصبع) تحيط بالجسيم
2. الكيس الغشائي يحيط بالمواد ويقرص مضخم الصوت داخل الخلية مما يجعل أ حويصلة
3. يمكن أن تندمج الحويصلة مع الجسيمات المحللة (عضيات الجهاز الهضمي) أو إطلاق محتوياتها في السيتوبلازم
4. مستخدم من قبل أميبا لتغذية و أمبير خلايا الدم البيضاء لقتل البكتيريا
5. المعروف باسم & # 8220 خلية الأكل & # 8221

E. كثرة الخلايا هو نوع آخر من الالتقام الخلوي
1. يحيط غشاء الخلية قطرات السائل
2. السوائل المأخوذة في الحويصلة المربوطة بالغشاء
3. المعروف باسم & # 8220 خلية الشرب & # 8221

F. طرد خلوي يستخدم لإزالة المنتجات الكبيرة من الخلية مثل النفايات والمخاط ومنتجات الخلايا الأمبيرية

ج. البروتينات يتم تصنيعها بواسطة الريبوسومات الموجودة في الخلية في حويصلات النقل بواسطة جهاز جولجي


ملخص القسم

يشمل التدرج المركب الذي يؤثر على أيون تدرج تركيزه وتدرجه الكهربائي. تحتاج الخلايا الحية إلى مواد معينة بتركيزات أكبر مما هي عليه في الفضاء خارج الخلية. يتطلب تحريك المواد إلى أعلى تدرجاتها الكهروكيميائية طاقة من الخلية. يستخدم النقل النشط الطاقة المخزنة في ATP لتزويد النقل بالوقود. يستخدم النقل النشط لمواد صغيرة الحجم جزيئيًا بروتينات متكاملة في غشاء الخلية لتحريك المادة - هذه البروتينات مماثلة للمضخات. بعض المضخات ، التي تقوم بالنقل النشط الأولي ، تقترن مباشرة بـ ATP لتحريك عملها. في النقل الثانوي ، يمكن استخدام الطاقة من النقل الأولي لنقل مادة أخرى إلى الخلية وزيادة تدرج تركيزها.

تتطلب طرق الالتقام الاستخدام المباشر لـ ATP لتغذية نقل الجزيئات الكبيرة مثل الجزيئات الكبيرة لأجزاء الخلايا أو الخلايا الكاملة التي يمكن أن تبتلعها خلايا أخرى في عملية تسمى البلعمة. في البلعمة ، يغزو جزء من الغشاء ويتدفق حول الجسيم ، في النهاية يقرص ويترك الجسيم محاطًا بالكامل بمغلف من غشاء البلازما. يتم تفكيك الفجوات بواسطة الخلية ، مع استخدام الجزيئات كغذاء أو إرسالها بطريقة أخرى. كثرة الخلايا هي عملية مماثلة على نطاق أصغر. تطرد الخلية النفايات والجزيئات الأخرى من خلال عملية عكسية ، إفراز الخلايا. يتم نقل النفايات خارج الخلية ، مما يدفع الحويصلة الغشائية إلى غشاء البلازما ، مما يسمح للحويصلة بالاندماج مع الغشاء ودمج نفسها في بنية الغشاء ، وإطلاق محتوياتها إلى الجزء الخارجي من الخلية.


شاهد الفيديو: النقل النشط (كانون الثاني 2022).