Pytania powtórkowe do lekcji “Błony biologiczne”

Poniżej czekają na Ciebie pytania powtórkowe do lekcji “Błony biologiczne”. Odpowiedz na nie, a następnie sprawdź swoje odpowiedzi! Powodzenia 🙂

Pytania

1. Co to są błony biologiczne i jakie ich typy wyróżniamy?
2. Jaka jest podstawowa budowa błony biologicznej?
3. Jakie są rodzaje białek błonowych i jakie pełnią funkcje?
4. Jaką rolę odgrywa cholesterol w błonach komórek zwierzęcych?
5. Co to jest glikokaliks i jaką pełni funkcję?
6. Jakie są trzy charakterystyczne właściwości błon biologicznych?
7. Co wpływa na płynność błon biologicznych?
8. Dlaczego asymetria błon biologicznych jest istotna?
9. Jakie procesy umożliwia istnienie błon wewnątrzkomórkowych?
10. Jak fosfolipidy wpływają na przepuszczalność błony?
11. Czym różni się transport bierny od transportu czynnego?
12. Co to jest dyfuzja?
13. Dlaczego cząsteczki przemieszczają się zgodnie z gradientem stężeń?
14. Czym jest osmoza?
15. Dlaczego woda przenika przez błonę podczas osmozy?
16. Czym jest błona półprzepuszczalna i jakie substancje mogą przez nią przechodzić?
17. Jaki wpływ na komórki zwierzęce ma środowisko hipotoniczne?
18. Co dzieje się z komórką roślinną w środowisku hipotonicznym?
19. Czym jest plazmoliza i kiedy zachodzi?
20. Jakie roztwory są izotoniczne względem komórki?
21. W jakim kierunku przenika woda podczas osmozy, gdy mamy dwa roztwory o różnym stężeniu?
22. Dlaczego środowisko izotoniczne jest optymalne dla komórek zwierzęcych?
23. Co dzieje się z komórką roślinną w środowisku hipertonicznym?
24. Jakie są główne rodzaje transportu przez błony biologiczne?
25. Czym różni się dyfuzja prosta od dyfuzji ułatwionej?
26. Jakie białka błonowe uczestniczą w dyfuzji ułatwionej?
27. Co charakteryzuje transport aktywny?
28. Jakie są rodzaje transportu aktywnego i czym się różnią?
29. Co to jest uniport, symport i antyport?
30. Na czym polega transport pęcherzykowy i jakie są jego rodzaje?
31. Jakie zmiany zachodzą w błonie podczas transportu pęcherzykowego?
32. Jakie białko nośnikowe jest przykładem transportu aktywnego pierwotnego i jaka jest jego funkcja?
33. Jak gradient stężeń jonów sodu wpływa na transport glukozy?
    

Odpowiedzi

1. Błony biologiczne to struktury zbudowane z lipidów (głównie fosfolipidów) i białek, występujące na powierzchni komórek (błona komórkowa) oraz wewnątrz komórki (błony wewnątrzkomórkowe). Błona komórkowa odgradza wnętrze komórki od środowiska zewnętrznego, umożliwiając jednocześnie kontakt z nim. Błony wewnątrzkomórkowe są charakterystyczne dla komórek eukariotycznych i tworzą przedziały (kompartmenty), w których mogą zachodzić różne, często przeciwstawne procesy biochemiczne.
2. Błony biologiczne zbudowane są z dwuwarstwy lipidowej, składającej się głównie z fosfolipidów oraz w mniejszym stopniu glikolipidów. Dwuwarstwa lipidowa powstaje dzięki charakterystycznemu ułożeniu fosfolipidów – hydrofobowe ogony skierowane są do wnętrza błony, a hydrofilowe głowy stykają się z roztworami znajdującymi się na zewnątrz po obu stronach błony. W błonach obecne są także białka, cholesterol i inne składniki, takie jak glikoproteiny.
3. Białka błonowe dzielimy na:
   Integralne – wnikają w dwuwarstwę lipidową, często przechodząc przez całą jej grubość (białka transbłonowe),
   Peryferyczne – znajdują się na powierzchni błony, wiążąc się z białkami integralnymi.
   Funkcje białek błonowych:
   Transportujące – umożliwiają przepływ substancji przez błonę,
   Enzymatyczne – katalizują reakcje chemiczne (np. syntaza ATP),
   Kotwiczące – łączą błonę z innymi strukturami komórki,
   Receptorowe – odbierają bodźce ze środowiska zewnętrznego (np. receptor dla adrenaliny).
4. Cholesterol reguluje płynność błony biologicznej. Jego sztywne, płaskie cząsteczki wypełniają wolne przestrzenie między fosfolipidami, zmniejszając ich ruchliwość, co prowadzi do zmniejszenia płynności błony.
5. Glikokaliks to warstwa reszt cukrowych przyłączonych do białek i lipidów błonowych na zewnętrznej powierzchni błony komórkowej komórek zwierzęcych. Glikokaliks uczestniczy w rozpoznawaniu komórek, zwiększa odporność na działanie czynników chemicznych i mechanicznych oraz wiąże wodę, dzięki czemu powierzchnia komórek staje się śliska.
6. Trzy charakterystyczne właściwości błon biologicznych:
   Płynność – cząsteczki lipidów i białek w błonie są w ciągłym ruchu.
   Asymetria – wewnętrzna i zewnętrzna warstwa błony różnią się pod względem składu chemicznego.
   Selektywna przepuszczalność – błona przepuszcza niektóre substancje, zatrzymując inne.
7. Na płynność błony wpływa skład fosfolipidów (fosfolipidy z nienasyconymi kwasami tłuszczowymi zwiększają płynność), długość łańcuchów kwasów tłuszczowych (krótkie łańcuchy zwiększają płynność) oraz obecność cholesterolu (zmniejsza płynność). Wpływ na płynność ma również temperatura – wyższa temperatura zwiększa płynność błony.
8. Asymetria błon biologicznych oznacza, że różne białka i inne związki chemiczne znajdują się po wewnętrznej i zewnętrznej stronie błony. Przykładem jest obecność glikokaliksu na zewnętrznej stronie błony komórek zwierzęcych, który pełni ważne funkcje ochronne i związane z rozpoznawaniem komórek.
9. Błony wewnątrzkomórkowe tworzą kompartmenty w komórkach eukariotycznych, co pozwala na zachodzenie różnych procesów biochemicznych w odmiennych warunkach chemicznych, nawet jeśli są one przeciwstawne. Dzięki temu różne procesy mogą zachodzić równocześnie w jednej komórce.
10. Przepuszczalność błony zależy od rozmieszczenia fosfolipidów. Błona z większą ilością fosfolipidów z nienasyconymi kwasami tłuszczowymi jest bardziej przepuszczalna, ponieważ łańcuchy tych kwasów są wygięte, co zwiększa przestrzeń między cząsteczkami, umożliwiając łatwiejsze przenikanie substancji.
11. Transport bierny nie wymaga energii i zachodzi zgodnie z gradientem stężeń, czyli od środowiska o wyższym stężeniu substancji rozpuszczonej do środowiska o niższym stężeniu. Transport czynny wymaga energii i zachodzi wbrew gradientowi stężeń, czyli od środowiska o niższym stężeniu do środowiska o wyższym stężeniu.
12. Dyfuzja to proces samorzutnego przenikania się cząsteczek lub energii w ośrodku. Polega na tym, że cząsteczki przemieszczają się z obszaru o wyższym stężeniu do obszaru o niższym stężeniu, aż do wyrównania stężeń.
13. Cząsteczki dążą do równomiernego rozproszenia w całej objętości ośrodka, ponieważ zgodnie z prawami fizyki wszystko dąży do nieporządku (chaosu). Istnienie gradientu stężeń to pewien porządek, a cząsteczki samorzutnie przenikają, aby go zniszczyć.
14. Osmoza to proces przenikania cząsteczek rozpuszczalnika (najczęściej wody) przez błonę półprzepuszczalną z roztworu o niższym stężeniu substancji rozpuszczonej do roztworu o wyższym stężeniu substancji. Celem osmozy jest wyrównanie stężeń.
15. Woda przenika przez błonę, aby wyrównać stężenia substancji rozpuszczonej po obu stronach błony. Jeśli substancje rozpuszczone nie mogą przejść przez błonę, woda przemieszcza się z roztworu o wyższym stężeniu wody do roztworu o niższym stężeniu wody.
16. Błona półprzepuszczalna to błona, która przepuszcza tylko niektóre cząsteczki. Najlepiej przenikają przez nią małe, niepolarne cząsteczki, takie jak tlen czy dwutlenek węgla. Małe, polarne cząsteczki, jak woda, przenikają gorzej. Duże cząsteczki polarne i jony nie mogą przenikać bez udziału białek transportowych.
17. W środowisku hipotonicznym woda przenika do komórki zwierzęcej na drodze osmozy, co prowadzi do pęcznienia komórki, a ostatecznie może prowadzić do jej pęknięcia (lizy).
18. W środowisku hipotonicznym komórka roślinna napełnia się wodą, co powoduje napięcie ściany komórkowej i osiągnięcie turgoru (jędrności). Komórka nie pęka, ponieważ ściana komórkowa chroni ją przed uszkodzeniem.
19. Plazmoliza to proces odstawania protoplastu od ściany komórkowej na skutek wypływu wody z komórki. Zachodzi w środowisku hipertonicznym, gdy woda opuszcza komórkę, a jej wnętrze kurczy się.
20. Roztwory izotoniczne mają takie samo stężenie substancji rozpuszczonych jak wnętrze komórki, co oznacza, że przepływ wody przez błonę komórkową zachodzi w obie strony w tym samym stopniu.
21. Woda przenika z roztworu o niższym stężeniu substancji rozpuszczonej (hipotonicznego) do roztworu o wyższym stężeniu substancji rozpuszczonej (hipertonicznego).
22. W środowisku izotonicznym komórki zwierzęce zachowują stały kształt, ponieważ przepływ wody przez błonę komórkową zachodzi w obie strony w równym stopniu, co zapobiega nadmiernemu pęcznieniu lub kurczeniu się komórki.
23. W środowisku hipertonicznym komórka roślinna traci wodę na drodze osmozy, co prowadzi do kurczenia się protoplastu i jego odstawania od ściany komórkowej. Proces ten nazywa się plazmolizą.
24. Główne rodzaje transportu przez błony biologiczne to transport bierny i czynny. Transport bierny obejmuje dyfuzję prostą (przez błonę półprzepuszczalną) i dyfuzję ułatwioną (z udziałem białek błonowych). Transport czynny zawsze wymaga nakładu energii i odbywa się wbrew gradientowi stężeń.
25. Dyfuzja prosta polega na przenikaniu małych niepolarnych cząsteczek (np. tlenu i dwutlenku węgla) bezpośrednio przez błonę półprzepuszczalną. Dyfuzja ułatwiona wymaga białek błonowych i dotyczy transportu jonów i dużych cząsteczek polarnych (np. glukozy) przez błonę, z wykorzystaniem białek kanałowych lub nośnikowych.
26. W dyfuzji ułatwionej uczestniczą białka kanałowe, takie jak akwaporyny, oraz białka nośnikowe. Akwaporyny transportują wodę, a białka nośnikowe transportują jony i duże cząsteczki polarne.
27. Transport aktywny wymaga nakładu energii (zazwyczaj z ATP) i odbywa się wbrew gradientowi stężeń. Uczestniczą w nim białka przenośnikowe, które transportują substancje z obszaru o niższym stężeniu do obszaru o wyższym stężeniu.
28. Wyróżniamy transport aktywny pierwotny i wtórny. Transport aktywny pierwotny polega na bezpośrednim przenoszeniu substancji przez białko przenośnikowe z użyciem energii ATP (np. pompa sodowo-potasowa). Transport aktywny wtórny wykorzystuje gradient stężeń wytworzony przez transport aktywny pierwotny do transportu innych substancji (np. glukozy) wbrew ich gradientowi stężeń.
29. Uniport to transport jednej substancji przez białko błonowe. Symport to transport dwóch substancji w tym samym kierunku, a antyport to transport dwóch substancji w przeciwnych kierunkach, przez to samo białko błonowe.
30. Transport pęcherzykowy polega na przenoszeniu substancji w obrębie pęcherzyków utworzonych z błon biologicznych. Wyróżniamy endocytozę (przenoszenie substancji do wnętrza komórki) i egzocytozę (uwalnianie substancji z wnętrza komórki). Endocytoza dzieli się na fagocytozę (pochłanianie większych cząsteczek), pinocytozę (pochłanianie płynów) oraz endocytozę z udziałem receptorów (transport substancji po połączeniu z receptorami).
31. Podczas transportu pęcherzykowego błona, z której pęcherzyk się oddziela, zmniejsza swoją powierzchnię, natomiast błona, z którą pęcherzyk się zlewa, powiększa swoją powierzchnię.
32. Przykładem białka nośnikowego transportującego aktywnie jest pompa sodowo-potasowa. Jej funkcją jest utrzymanie różnicy stężeń sodu i potasu po obu stronach błony komórkowej przez transport jonów potasu do wnętrza komórki i sodu na zewnątrz, zużywając energię z ATP.
33. Gradient stężeń jonów sodu, wytworzony przez pompę sodowo-potasową, może być wykorzystany jako napęd do transportu glukozy wbrew jej gradientowi stężeń. Białko nośnikowe transportujące glukozę korzysta z energii uzyskanej z transportu kationów sodu do wnętrza komórki.