8. Механизмы процессов диффузии и осмоса.

Этот транспорт осуществляется за счет ранее запасенной (потенциальной) энергии, которая создается в виде электрического, концентрационного и гидростатического градиентов.

Диффузия — движение частиц из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. При этом важную роль играют электрические заряды частиц. Частицы с одноименными электрическими зарядами отталкиваются друг от друга, с разноименными зарядами — притягиваются друг к другу Направление диффузии определяется взаимодействием концентрационного и электрического градиентов. Если частицы не заряжены, то направление их диффузии определяется только градиентом концентрации. Направления действия электрического и концентрационного градиентов могут не совпадать.

Простая диффузия происходит слишком медленно и плохо контролируется. С течением времени ее скорость изменяется мало, пока существует движущая сила (электрический, концентрационный градиенты). Простая диффузия осуществляется либо через каналы, либо непосредственно через липидный бислой, через который проходят жирорастворимые частицы.

Облегченная диффузия характерна для частиц - неэлектролитов, способных образовывать комплексы с другими молекулами (молекулами-переносчиками).

Осмос — движение растворителя через полупроницаемую мембрану в область с большей концентрацией частиц, т.е. с большим осмотическим давлением. Вода поступает в клетку через водные каналы.

9. Энергетические потоки в растительной клетке и морфофункциональные особенности органоидов, участвующих в этих процессах.

Поток энергии у представителей разных групп организмов представлен внутриклеточными механизмами энергообеспечения – брожением, фото- или хемосинтезом, дыханием.

Центральная роль в биоэнергетике клеток животных принадлежит дыхательному обмену. Он включает реакции расщепления низкокалорийного органического «топлива» в виде глюкозы, жирных кислот, аминокислот и использования выделяемой энергии для синтеза высококалорийного клеточного «топлива» в виде АТФ. АТФ и другие соединения, богатые энергией в биологически утилизируемой форме, называются макроэргическими. Энергия АТФ, непосредственно или будучи перенесенной на другие макроэргические соединения в разнообразных процессах преобразуется в тот или иной вид работы – химическую, осмотическую, электрическую, механическую, регуляторную.

Среди органелл такой клетки особое место в дыхательном обмене принадлежит митохондриям, с внутренней мембранной которых связаны ферменты дыхательной цепи, а также матриксу цитоплазмы, в котором протекает процесс безкислородного расщепления глюкозы – анаэробный гликолиз. Из преобразователей энергии химических связей АТФ в работу наиболее изучена механохимическая система поперечнополосатой мышцы. Она состоит из сократительных белков и фермента, расщепляющего макроэргические соединения с высвобождением энергии.

Особенностью потока энергии в растительной клетке является фотосинтез – механизм преобразования солнечной энергии света в энергию химических связей органических веществ.

Механизмы энергообеспечения клетки высокоэффективны. Коэффициенты полезного действия хлоропласта достигают 25%, а митохондрии – 45-60%, существенно превосходя аналогичный показатель паровой машины (8%) или двигателя внутреннего сгорания (17%)