§16. Енжар және белсенді тасымалдау механизмі.

10 сынып КГБ №19

ДӘІЖО___________

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
«» КММ
(білім беру ұйымының атауы)
Қысқа мерзімді (сабақ) жоспары
Пассивті тасымалдау механизмі:қарапайым тасымал, мембраналық каналдар арқылы диффузия, жеңілдетілген диффузия. §16. Енжар және белсенді тасымалдау механизмі.

(Сабақ тақырыбы)

Сабақтың барысы:

ҚЫСҚА МЕРЗІМДІ ЖОСПАРҒА ҚОСЫМША

Мәтінмен жұмыс №1

Пассивті және белсенді тасымалдау механизмдері

Биологиялық жүйелерде заттардың жасуша мембранасы арқылы қозғалуы гомеостазды сақтау және жасушалық функцияларды қолдау үшін маңызды. Бұл процесс екі негізгі механизм арқылы жүзеге асырылады: пассивті тасымалдау және белсенді тасымалдау. Бұл механизмдерді түсіну клеткалардың өз ортасымен қалай әрекеттесетінін түсінуге көмектеседі.

Пассивті Тасымалдау

Пассивті тасымалдау — бұл молекулалардың жасуша мембранасы арқылы энергияны пайдаланбай қозғалуы. Бұл процесс молекулалардың табиғи кинетикалық энергиясына сүйенеді және бірнеше жолмен жүзеге асырылады:

1. Диффузия: Бұл молекулалардың жоғары концентрациядан төмен концентрацияға дейін қозғалуын білдіреді, олар тепе-теңдікке жеткенше. Мысалы, сіз парфюмерияны бөлменің бір бұрышына шашсаңыз, иіс біртіндеп бүкіл кеңістікке таралады.

2. Фасилитирленген диффузия: Кейбір молекулалар, мысалы, глюкоза, жасуша мембранасын кесіп өту үшін көмекке мұқтаж. Бұл белок арналар арқылы жүзеге асырылады, олар заттардың концентрация градиенті бойынша қозғалуына мүмкіндік береді.

3. Осмос: Фасилитирленген диффузияның ерекше түрі, осмос — бұл селективті түрде өткізгіш мембрана арқылы судың қозғалысы. Су төмен ерітілген заттар концентрациясынан (көп су) жоғары ерітілген заттар концентрациясына (аз су) дейін қозғалады, тепе-теңдікке жеткенше.

Белсенді Тасымалдау

Белсенді тасымалдау, пассивті тасымалдаудан айырмашылығы, заттарды олардың концентрация градиентіне қарсы, яғни төмен концентрациядан жоғары концентрацияға жылжыту үшін энергияны қажет етеді. Бұл жасуша ішіндегі иондар мен молекулалардың дұрыс концентрациясын сақтауда маңызды. Негізгі механизмдерге мыналар жатады:

1. Иондық насос: Бұл жасуша мембранасына ендірілген белоктар, натрий (Na+) және калий (K+) иондарын олардың концентрация градиентіне қарсы тасымалдайды. Натрий-калий насостары — бұл маңызды мысал, ол Na+ иондарын жасушадан шығарып, K+ иондарын жасушаға кіргізеді, бұл жасушалық функция мен көлемді сақтауда маңызды.

2. Эндоцитоз: Бұл процесс жасушаларға үлкен бөлшектерді немесе сұйықтықтарды мембрананы ішке қарай бүктеу арқылы қамтуға мүмкіндік береді, нәтижесінде везикул пайда болады. Эндоцитоздың екі түрі бар: фагоцитоз (жасуша жейтін) және пиноцитоз (жасуша ішетін).

3. Экзоцитоз: Бұл эндоцитоздың кері процесі, мұнда жасушалар материалдарды шығарады. Заттарды қамтитын везикулалар жасуша мембранасымен бірігіп, олардың құрамын жасушадан тыс шығарады. Бұл процесс жүйке ұяшықтарында нейротрансмиттердің бөлінуі үшін маңызды.

Қорытынды

Пассивті және белсенді тасымалдау механизмдері жасушалардың тіршілік етуі үшін маңызды. Пассивті тасымалдау жасушаларға қажетті заттарды энергия жұмсамай сіңіруге мүмкіндік берсе, белсенді тасымалдау жасушалық функцияларды реттеу арқылы ішкі ортаны сақтауда маңызды. Бұл процестерді түсіну клеткалық биология мен тірі организмдердің жалпы жұмыс істеуін түсінуге мүмкіндік береді.

Мәтінмен жұмыс №2

Биологиялық мембрана – клетканы қоршаған ортадан бөліп тұрады және клетканың ішкі аймақтарын (бөліктерге) компартменттерге бөледі. Компартменттерде химиялық реакциялар және метаболизм процестері жүреді. Клеткада, кейбір химиялық процестер тек қана мембраналарда жүреді.

Мембрана құрылысының бірнеше модельдері бар. Қазіргі кезде Сингера және Николсонның «сұйық - мозайкалы» моделі қолданылуда. Бұл ғалымдардың айтуынша мембранадағы липид молекуласы биқабат түзеді. Түзілген липидті биқабатта белок молекуласы жүзіп жүреді. Белок молекуласының әр түрлі деңгейде енуі нәтижесінде, ерекще мозайка түзіледі, сондықтан модельдің аталуы осыған байланысты

Биологиялық мембрананың келесі қағидалары белгілі:

Клетка мембранасының қалыңдығы 5 – 10 нм.

2. Мембрана – бұл липопротеинді құрылым, липидтердің және белоктардың сыртқы жағына көмірсу компоненттері бекінеді.

3. Липидтер спонтанды биқабат түзеді және олардың полярлы басы мен полярсыз құйрықтары болады.

4. Мембраналық белоктар әртүрлі қызметтерді атқарады.

5. Көмірсу компоненттері, мембрана үстінде комплекс түзеді, олар гликокаликс деп аталады және сезіну механизміне қатысады

Диффузия – бұл заттардың мөлшері көп жағынан аз жағына қарай, яғни мөлшерлік айырмашылығына сәйкес өтуі. Мембрана арқылы оттек және көмірқышқыл газы осы тәсілмен өтеді. Иондар, глюкоза мен амин қышқылдары, майлар баяу өтеді. Диффузия ағынының бағыты иондардың мөлшеріне және электрохимиялық зарядына байланысты болады. Олардың таралысы қарама қарсы зарядқа және аз мөлшерлік бағытта жүреді. Диффузия енжар, жеңілдетілген тәсілдер мен осмос және сүзіліс түрінде болады. Енжар тасымал заттарды өткізу кезінде зат алмасу энергиясын жұмсамайды. Бұл мембрананың екі жағында заттардың мөлшері бірдей болып теңескенге дейін жүреді. Судан сескенетін заттар липид қабатында еріп барып өтеді. Су және онда жақсы еритін заттар мембрана саңылауы немесе уақытша болатын ақуыздар арқылы кіреді. Еріген заттар мембранадан өте алмаған жағдайда, су олардың көп жағына қарай итерме күшке сәйкес жайылады.

Жеңілденген диффузия – бұл кезде клеткаға мембраналық барьер арқылы заттардың өтуіне, арнайы тасымалдаушы белоктар немесе өткізгіш белоктар көмектеседі. Бұл процесс электрохимиялық градиентпен жүреді. Өткізгіш белок, мембрананың бір жағында заттармен бірігеді де, екінші жағында оны береді. Мысалы: эритроциттерге глюкозаны тасымалдау. Тасымалдаушы белоктардың жұмыс істеу принциптері. Белок молекуласында конформациялық қозғаушыға байланысты канал түзіледі немесе «понг – пинг» механизмі деп аталады. Понг кезінде тасымалдаушы белок қосылатын бөлік сыртқа ашылады, ал ПИНГ кезінде белоктың конформациялық өзгеруіне байланысты бөлік жабылады және клетканың ішіне ашылады.

Осмос. Мембрананың жартылай өткізгіштік қабілеті болады. Өйткені ол өзі арқылы суды оңай, ал басқа заттарды баяу өткізеді. Осмос мембрана арқалы су молекуласы заттардың аз мөлшерлі жағынан көп шоғырланысуы жағына қарай ығысуы. Еріткіштің мұндай қозғалысын жасайтын күш осмостық итерме қысым деп аталады. Бұл қысым еріген заттардың мөлшеріне, қасиеттеріне және температураға байланысты болады.

Осмос. Жасушалық мембрана кейбір заттарды, мысалы суды жақсы өткізсе, кейбір заттарды нашар өткізеді. Осындай мембрананы жартылай өткізетін мембрана дейді. Жартылай өткізетін мембранадан су, негізінен, осмос арқылы өтеді. Осмос деп жартылай өткізетін мембрана арқылы еріген заттың аз орнынан таралымы көп орнына қарай қозғалған су молекулаларын айтады. Осы қозғалысқа келтретін күшті осмостық қысым дейді.

Белсенсіз тасымалданудың басқа түрі (енжар) – градиентті концентрациялы диффузия болып саналады, яғни жоғары концентрация аймағынан төменгі концентрация аймағына. Осы тасымалдану түрімен клеткаға кіші молекулалар (салмағы 150 Да дан көп емес) енеді, және де оттегі, көмірқышқыл газ және азот енеді. Бұл заттар туннелді мембраналық белоктар арқылы өтеді. Мұндай молекулаларда арнайы типті заттарды өткізетін канал болады. Белсенсіз диффузия зарядсыз иондар немесе молекулаларға тән қасиет. Белсенсіз диффузияның тағы бір түрі липидті биқабатта заттардың ыдырауы болып саналады. Клеткаға осылай спирттер глицерол енеді. Жасушаның екі жағындағы зат таралымының өзгерісі (градиенті) диффузия құбылысымен түсіндіріледі. Диффузия деп молекулалардың хаостық жылулық қозғалысының әсерінен заттың таралымы көп орыннан таралымы аз орынына қарай өздігінен өтуін айтады.

Активті транспорт арнайы тасымалдағыш ақуыздар арқылы жүзеге асады. Бұл ақуыздардың жеңілденген диффузиядағы ақуызздардан айырмашылығы энергияны көп қажет етеді. Плазмалық мембрананың көп бөлігінде жасуша ішінен натрийді шығаратын натрий Na⁺ насосы орналасады. Жануар жасушасында натрий насосымен қатар К+ ионын сырттан ішке қарай өткізетін калий насосы болады. Бұл екеуі бірігіп калий- натрий насосы деп аталады. Осы насос арқылы жасушаға 2 К⁺ кірсе 3 Na⁺ ионы шығып отырады.Натрий –калий насосы калий және натрий иондарын тасымалдау жағдайында жұмыс жасайды.Егер де сыртқы қабатта калий ионы болмаса, жасушадан натрий иондарының белсенді тасмалдануы болмайды Каналдардың аса маңызды қасиеті - оның селективтілігі - талғап өткізгіштігі. Әр канал негізінен тек бір заттың ғана иондарын өткізеді, мысалы, натрий каналдары тек натрий иондарын, ал калий каналдары тек калий иондарын өткізеді.Канал өткізгіштігінің талғампаздығы тасымалданатын ион радиусымен және ионның химиялық құрылысымен анықталады. Натрий –калий насосының маңызы: Жасушадағы осмостық реттелуді қамтамасыз етеді.

Егер жасушаның ішінде натрийдің концентрациясы көбейсе осмостық күштердің әсерінен жасушада көп су жиналып жасуша ісініп жарылып кетуі мүмкін. Мыс: эритоцит жасушалар. Жасуша қабырғалары қатты болып келетін саңырауқұлақ , бактериялар және өсімдіктерде мұндай насос қажет емес. Ал жануарлар жасушасы үшін жүйке және бұлшықет жасушаларында электрлік белсенділікті қамтамасыз етеді.

ҚАЛЫПТАСТЫРУШЫ БАҒАЛАУ ТАПСЫРМАЛАР

Оқушының аты-жөні: _____________________________________________сыныбы___________

Пассивті тасымалдау механизмі туралы жұмыс парағы

Пассивті тасымалдау - бұл жасушалар арқылы заттардың энергия жұмсамай қозғалуы. Бұл процесс концентрация градиентіне сәйкес жүреді. Пассивті тасымалдаудың үш негізгі түрі бар: қарапайым диффузия, мембраналық каналдар арқылы диффузия және жеңілдетілген диффузия. Қарапайым диффузия кезінде молекулалар тікелей мембрана арқылы өтеді. Мембраналық каналдар арқылы диффузия кезінде молекулалар арнайы ақуыз каналдары арқылы өтеді. Жеңілдетілген диффузия кезінде молекулалар тасымалдаушы ақуыздардың көмегімен өтеді.

Бос орындарды толтырыңыз:

1. Пассивті тасымалдау кезінде заттар __ градиентіне сәйкес қозғалады.

2. Қарапайым диффузия кезінде молекулалар __ арқылы тікелей өтеді.

3. Мембраналық каналдар арқылы диффузия кезінде молекулалар __ каналдары арқылы өтеді.

4. Жеңілдетілген диффузия кезінде молекулалар __ ақуыздардың көмегімен өтеді.

5. Пассивті тасымалдау процесі __ жұмсамай жүреді.

Кілт сөздер: энергия, мембрана, тасымалдаушы, концентрация, ақуыз

Бірнеше таңдау сұрақтары: Әр сұраққа дұрыс жауапты таңдаңыз.

1. Пассивті тасымалдаудың қай түрі арнайы ақуыз каналдарын қолданады?
   a) Қарапайым диффузия
   b) Мембраналық каналдар арқылы диффузия
   c) Жеңілдетілген диффузия
   d) Белсенді тасымалдау

2. Қай процесс энергия жұмсамайды?
   a) Белсенді тасымалдау
   b) Эндоцитоз
   c) Пассивті тасымалдау
   d) Экзоцитоз

3. Жеңілдетілген диффузия кезінде қандай компоненттер қолданылады?
   a) АТФ молекулалары
   b) Тасымалдаушы ақуыздар
   c) Натрий-калий сорғысы
   d) Везикулалар

4. Қарапайым диффузия қалай жүреді?
   a) Арнайы каналдар арқылы
   b) Тасымалдаушы ақуыздар арқылы
   c) Тікелей мембрана арқылы
   d) Везикулалар арқылы

5. Пассивті тасымалдау қай бағытта жүреді?
   a) Тек жоғары концентрациядан төмен концентрацияға
   b) Тек төмен концентрациядан жоғары концентрацияға
   c) Концентрация градиентіне қарсы
   d) Кез келген бағытта

Ашық сұрақтар: Келесі сұрақтарға толық сөйлемдермен жауап беріңіз:

1. Пассивті тасымалдау мен белсенді тасымалдау арасындағы негізгі айырмашылықты түсіндіріңіз.

2. Мембраналық каналдар арқылы диффузия процесін сипаттаңыз.

3. Жеңілдетілген диффузияның биологиялық маңыздылығы қандай?

Жауаптар кілті:

Бос орындарды толтырыңыз:

1. концентрация

2. мембрана

3. ақуыз

4. тасымалдаушы

5. энергия

Бірнеше таңдау сұрақтары:

1. b) Мембраналық каналдар арқылы диффузия

2. c) Пассивті тасымалдау

3. b) Тасымалдаушы ақуыздар

4. c) Тікелей мембрана арқылы

5. a) Тек жоғары концентрациядан төмен концентрацияға

Ашық сұрақтар:

1. Пассивті тасымалдау мен белсенді тасымалдау арасындағы негізгі айырмашылық - энергия қолданылуында. Пассивті тасымалдау энергия жұмсамай, концентрация градиентіне сәйкес жүреді. Ал белсенді тасымалдау АТФ энергиясын қолданып, концентрация градиентіне қарсы жүреді.

2. Мембраналық каналдар арқылы диффузия - бұл пассивті тасымалдаудың бір түрі. Бұл процесте молекулалар мембранадағы арнайы ақуыз каналдары арқылы өтеді. Бұл каналдар белгілі бір молекулаларға ғана өткізгіш болып табылады, сондықтан бұл процесс селективті болып саналады.

3. Жеңілдетілген диффузияның биологиялық маңыздылығы өте зор. Бұл процесс арқылы глюкоза сияқты маңызды молекулалар жасушаға тез әрі тиімді түрде енеді. Тасымалдаушы ақуыздар молекулалардың мембрана арқылы өтуін жеңілдетеді, бірақ бұл процесс әлі де энергия жұмсамайды. Бұл жасушаның энергия үнемдеуіне көмектеседі.

ҚАЛЫПТАСТЫРУШЫ БАҒАЛАУ ТАПСЫРМАЛАР

Оқушының аты-жөні: _____________________________________________сыныбы___________

Na⁺

1-тапсырма. «Биологиялық диктант» бос орындарға кілт сөздерді пайдалана отырып, тиісті сөздерді жазыңыз.

........................ жасушаны қоршаған ортадан қорғайды және заттардың енуі мен шығуын реттейді.

Диффузия бөлшектер .................... концентрациялы аймақтан ................. концентрациялы аймаққа өткенде байқалады.

Судың іріктемелі өткізгіш мембранадағы жоғары концентрациялы аймақтан төмен концентрациялы аймаққа өтуі ............... деп аталады.

Молекулалардың жасуша мембранасының айналасында ..................... – өте маңызды процесс.

Кілт сөздер:

Жасуша мембранасы

Жоғары, төмен

Осмос

тасымалдануы

2-тапсырма. Жасуша мембранасындағы санмен (1,2,3,4,5) көрсетілген құрылымдарды жазып шығыңыз.

3-тапсырма. Суреттегі заттарды тасымалданатын транспорттарына бөліп жазыңыз.

Белсенді (активті) транспорт арқылы тасымалданатын заттар: ...........................................................................................................................................................

Енжар (пассивті) транспорт арқылы тасымалданатын заттар: ...........................................................................................................................................................

су	көмірқышқыл газы
глюкоза	оттегі
натрий иондары	май қышқылдары

Дескриптор:

- пассивті және активті тасымалдау механизмдерін сипаттайды – 2 балл;

- жасуша мембранасының құрылымдарын жазады – 2 балл;

- пассивті және активті тасымалдау механизмдерін анықтайды – 2 балл;