Тема: Вивчення проникності мембран

Мета роботи: Визначити інтенсивність виходу позапластидних пігментів (клітинний сік і вакуолі) крізь мембрани клітин буряка під впливом різних температур.

Матеріали: коренеплід буряка червоного Beta vulgaris.

Прилади: свердла для висічок діаметром 5 мм, склянки з водою, фарфорові стакани на 20 мл, фотоелектроколориметр (ФЕК),термометри, пробірки, фільтрувальний папір, пінцети.

Мембрани ультратонкі структури, що розташовані на поверхні клітини та субклітинних частинах. Будову біологічних мембран описує рідинно-мозаїчна. Згідно з нею мембрани складаються із «двовимірної рідини» — подвійного шару (бішару) ліпідів, в якій «плавають» молекули білків, утворюючи мінливу мозаїку. Ліпіди в мембраннах представлені фосфоліпідами, гліколіпідами та стеролами.

Клітинні мембрани відіграють важливу роль: плазматична мембрана (плазмалема) відмежовує внутрішній вміст клітини від навколишнього середовища, вона також забезпечує рецепторну функцію — тобто, сприйняття хімічних та деяких фізичних подразнень; через плазматичну мембрану до клітини надходять необхідні речовини і видаляються продукти метаболізму; внутрішні мембрани клітини поділяють її на окремі відсіки — компартменти, кожен із яких призначено для певних метаболічних шляхів: наприклад фотосинтезу, або гідролізу біополімерів. Окрім того деякі хімічні реакції можуть відбуватися тільки на самих мембранах, наприклад реакції світлової фази фотосинтезу.

До основних функцій мембран належать:

Обмеження вмісту клітини та вибіркова проникність: через них можуть проходити неполярні речовини (наприклад кисень, вуглекислий газ, стероїдні гормони), але не великі полярні та заряджені молекули (амінокислот, моносахаридів, неорганічних іонів). Маленькі полярні молекули, такі як вода, здатні перетинати ліпідний бішар, але цей процес ускладнено. Завдяки таким властивостям мембрана утримує всередині клітини всі біополімери та заряджені молекули, а також запобігає потраплянню таких молекул іззовні.

Транспорт. Мембрани регулюють процес транспорту потрібних речовин до клітини та виведення із неї відходів. Якщо речовини переносяться через мембрану за градієнтом концентрації (тобто від ділянки з більшою концентрацією до ділянки із меншою концентрацією), для цього не витрачається енергія, і такий транспорт називається пасивним. Активний транспорт є енерговитратним процесом, енергія для його здійснення може надходити від гідролізу АТФ (первинний активний транспорт, наприклад робота натрій-калієвого насосу) або від спряженого транспорту речовин за градієнтом концентрації (вторинний активний транспорт, наприклад процес всмоктування глюкози клітинами тонкого кишківника). Великі часточки або краплини рідини можуть переноситись у клітину або викидатись із неї назовні шляхом ендо- або екзоцитозу відповідно за допомогою мембранних везикул (пухирців), цей процес також потребує енергетичних затрат.

Рецепція. На поверхні плазматичної мембрани розташована велика кількість клітинних рецепторів (найчастіше глікопротеїнів), що сприймають різні хімічні та фізичні сигнали та передають їх всередину клітини. Завдяки рецепторній функції мембран клітини організму можуть спілкуватись між собою за допомогою гормонів, нейромедіаторів, цитокінів, а також розпізнавати поверхневі білки одна одної.

Метаболічна функція. Багато мембранних білків є ферментами, інколи вони можуть бути організовані у мультиферментні комплекси для здійснення послідовних метаболічних реакцій, при цьому мембрана виступає каркасом для їх просторової організації. Реакції світлової фази фотосинтезу та електронтранспортного ланцюга мітохондрій можуть відбуватись тільки на відповідних мембранах.

План роботи

1. Коренеплід буряка розрізати та за допомогою свердла зробити 6 однакових циліндрів завдовжки 2 см і діаметром 0,5 см. Зразки ретельно промити під водою 5 хвилин, для того, щоб вимити беталаніни із пошкоджених клітин на поверхні брусочків.

2. У кожну з пробірок налити по 5 мл води та приготувати 6 фарфорових стаканів з водою нагрітою до 20°С, 30°С, 40°С, 50°С, 60°С, 70°С (20°С — контроль). Поставити пробірки у стакани на 15-20 хвилин. При цьому пробірки періодично збовтувати.

3. Після прогріву зразки вийняти з пробірок. Забарвлену воду з пробірок злити в кювети фотоелектроколориметра і виміряти густину забарвлення розчинів пігментами групи беттанідіна на приладі при зеленогому світлофільтрі.

4. Отримані дані представити у вигляді графіка залежності інтенсивності забарвлення розчину в прбірках ві температури. Зробити висновки.

Висновки:

Лабораторна робота № 12