Условие
В клетку нужно доставить кислород, воду, глюкозу, ионы калия (которых в клетке уже больше, чем снаружи), а ещё клетка захватывает крупную частицу пищи и выводит наружу готовый белок. Нужно определить способ транспорта для каждого случая и объяснить, где клетка тратит энергию.
Что известно и что ищем
- Мембрана избирательно проницаема: не всё проходит свободно.
- Простая диффузия — движение веществ по градиенту концентрации, без затрат энергии; так идут кислород и вода.
- Облегчённая диффузия — через белки-переносчики, тоже по градиенту.
- Активный транспорт — против градиента, с затратой энергии.
- Крупные частицы проходят через эндоцитоз (впячивание мембраны) и экзоцитоз.
Ход решения
- Шаг 1. Разбираем случаи без затрат энергии. Кислород и вода идут по градиенту: кислорода снаружи больше, воды обычно тоже, поэтому они попадают в клетку простой диффузией. Глюкоза тоже входит по градиенту, но через белок-переносчик — это облегчённая диффузия.
- Шаг 2. Разбираем случай против градиента. Ионов калия в клетке уже больше, чем снаружи, значит просто «протечь» внутрь они не могут — нужен активный транспорт с затратой энергии АТФ.
- Шаг 3. Разбираем крупные объекты. Частицу пищи клетка захватывает впячиванием мембраны (эндоцитоз), а готовый белок выводит через экзоцитоз: пузырёк сливается с мембраной и выпускает содержимое наружу.
- Шаг 4. Формулируем правило. Сначала смотрим на направление движения относительно градиента, потом на размер частицы. По градиенту и без белка — простая диффузия; по градиенту через белок — облегчённая; против градиента — активный транспорт; крупные частицы — эндоцитоз и экзоцитоз.
Проверь себя
- Ответ: кислород и вода — простая диффузия, глюкоза — облегчённая диффузия, ионы калия — активный транспорт, частица пищи — эндоцитоз, белок — экзоцитоз.
- Проверка вывода: ответ полон, если назван и способ, и признак, по которому он выбран.
- Ловушка: считать, что против градиента вещество «просто втягивается». Клетка на это тратит энергию, и без АТФ такой транспорт остановится.
Как объяснить ребёнку
«Мембрана — как дверь с правилами: кого-то пропускает свободно, для кого-то есть турникет, а против течения нужен мотор. Большие вещи через дверь не пролезут — их либо заносят внутрь, либо выносят в упаковке».
Тема для отчёта родителю
«Транспорт веществ в клетке: диффузия, активный транспорт, эндоцитоз и экзоцитоз».
Формулировка задания — наш аналог по теме, а не текст из учебника.