Роль мембранного потенциала в жизнедеятельности клетки. Биоэлектрические явления при возбуждении клетки. Занятие 3

Решение творческой задачи. Членистоногие – мелкие животные. Самые крупные из них – некоторые из морских раков – имеют тело примерно такое же, как туловище кошки или зайца. Остальное – их длинные ноги. Почему среди членистоногих не было и нет таких крупных животных, как слон или хотя бы как собака? Какие преимущества могут давать членистоногим мелкие размеры?

У любых существ существует в организме особое соотношение между весом и мышечной силой. Подсчитано, что если размеры животного увеличить в 10 раз, то мышечная масса увеличится в 100 раз, а вес в 1000 раз. Подсказка I.

Ответ: Соотношение между весом и мышечной силой будет невыгодным, гораздо труднее будет справляться с тяжестью собственного тела. Большая масса мышц требует для себя большей опоры, а опорой для мышц и внутренних органов у членистоногих является хитиновый покров. С увеличением размеров наружный скелет станет слишком грузным. Здесь членистоногие не могут соперничать с позвоночными, у которых прочный и легкий внутренний скелет. Поэтому более крупные размеры достались на долю позвоночных, а мелкие – беспозвоночных. При мелких размерах соотношение между малым весом и относительно большой мышечной силой благоприятно.

Схема расположения положительно и отрицательно заряженных ионов на внутренней и наружной сторонах мембраны клетки: в состоянии покоя;

При раздражении изменяется проницаемость мембраны для ионов Na

Падение разности потенциалов на клеточной оболочке называют деполяризацией. Восстановление исходных зарядов, характерных для покоящихся клеток, называют реполяризацией.

При каждом процессе деполяризации (т.е. при раздражении) ионы Na входят в клетку. При каждом процессе реполяризации клетка теряет какое- то количество ионов K. Почему же концентрации этих веществ внутри клетки и вне ее не сравниваются?

Число ионов Na, вошедших в клетку, и число ионов K, покидающих клетку, чрезвычайно мало. Клетка работает очень экономично. В периоды покоя мембрана активно изгоняет ионы Na из клетки и возвращает ионы K из межклеточной жидкости. Этот процесс получил название калиево-натриевый насос.

Физиологический покой клетки – это не бездействие. Во время покоя происходит восстановление ионного состава, характерного для данной клетки.

Любой раздражитель может вызвать лишь процесс деполяризации, поэтому ответ ткани не зависит от рода раздражителя. Ответная реакция определена природой клетки, ее специализацией. Важно, чтобы раздражитель обладал достаточной силой и действовал не очень короткое время, иначе клеточная мембрана не успеет изменить свои свойства. После каждого раздражения клетке необходимо время на восстановление исходных зарядов, на реполяризацию.

Строение нейрона