Понятие о протопласте, физические свойства. 
Пограничные мембраны протопласта, структура и функции мембран. 
Полупроницаемость, осмотическое явление в клетке

Ядро и цитоплазма — живые части клетки и в совокупности составляют протопласт. Стенка и вакуоли — неживые части клетки, производные протопласта (стенка клетки, вакуоли, продукты запаса и обмена — кахмальнные зерна, белковые зерна, липидные капли, кристаллы солей и физиологически активные вещества — ферменты, витамины, гормоны), продукты его жизнедеятельности. Цитоплазма и ядро — сложные структурные системы, состоящие из многих органелл. Органеллы чаще всего делят на группы. В каждой группе различают органеллы, покрытые двумя мембранами (пластиды, митохондрии, ядерная оболочка), одной мембраной (плазмолемма, тонопласт, ЭР, апарат Гольджи, лизосомы, сферосомы) и безмембранные (нуклеоплазма, гиалоплазма, ядрышки, хромосомы, рибосрмы). Все компоненты протопласта обычно бесцветны, кроме пластид, которые могут быть окрашены в зеленый или оранжевый цвет. Химический состав протопласта очень сложен и постоянно изменяется. Каждая клетка характеризуется своим химическим составом в зависимости от физиологических функций, поэтому обычно устанавливают суммарный состав протопласта. В состав протопласта входят элементы, из которых построены и вещества неживой природы. Элементарный состав его характеризуется высоким содержанием углерода, водорода, кислорода и азота. Для протопласта характерно большое содержание воды, которая составляет до 90% его массы. Водная среда необходима для прохождения многих реакций. Благодаря высокой теплоемкости она предохраняет протопласт от резких колебаний температуры. Основными соединениями, образующими протопласт, кроме воды являются белки, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводы. В состав протопласта входит до 6% неорганических веществ (в виде ионов), а также другие органические соединения. Белки, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводы синтезируются самим протопластом. Физическое состояние протопласта — протопласт представляет собой сложную коллоидную систему, состоящую из жидкой дисперсионной среды, в которой находятся твердые частицы размером до 0,1 мм, — дисперсная фаза. В протопласте дисперсионной средой является вода, а дисперсной фазой — крупные молекулы органических веществ или группы молекул. Частицы в коллоидном растворе обычно имеют одноименный заряд и поэтому отталкиваются друг от друга, это удерживает их в диспергированном (рассеянном) состоянии. Каждая из частиц окружена соединенными с нею молекулами воды. Такое состояние коллоида носит название золя — системы с преобладанием дисперсионной среды. При потере электрического заряда коллоидные частицы слипаются. Частичная потеря зарядов и воды ведет к переходу в состояние геля, в котором преобладает дисперсная фаза. Способность переходить из жидкого состояния золя в полутвердое состояние геля играет важную роль в существовании протопласта. Он многократно переходит из золя в гель и обратно, это одно из проявлений его живого состояния. При повышении температуры выше критической или добавлении некоторых химических веществ протопласт необратимо переходит в состояние геля, т. е. коагулирует (свертывается). Клетка при этом погибает. Огромная поверхность коллоидных частиц создает благоприятные условия для быстрого осуществления множества реакций. В живой клетке содержимое протопласта находится в постоянном движении, его можно заметить под микроскопом по передвижению органоидов и включений. Движение может быть вращательным (в одном направлении) или струйчатым (направление токов в разных тяжах цитоплазмы различно). Биологические мембраны играют важную роль в организации и работе цитоплазмы. Биологические мембраны содержат липиды, белки и в зависимости от выполняемой функции пигменты, гликолипиды и т. д. Толщина мембран в большинстве случаев до 10 нм. Мембраны — это липопротеиновые структуры. Их основу составляет бимолекулярный слой (бислой) фосфолипидов, неполярные гидрофобные хвосты которых погружены в толщу мембран, а полярные гидрофильные группы ориентированы наружу. Молекулы мембранных белков расположены на обеих сторонах липидного бислоя или внедрены в него на различную глубину, некоторые пронизывают мембрану насквозь. Они образуют гидрофильные поры, по которым проходят полярные молекулы. В мембранах встречаются тысячи различных белков, выполняющие разнообразные функции. Молекулы липидов расположены упорядоченно — перпендикулярно к поверхности, в два слоя, так, что их части, интенсивно взаимодействующие с водой (гидрофильные), направлены наружу, а части, инертные по отношению к воде (гидрофобные) , — внутрь. Молекулы белка расположены несплошным слоем на поверхности липидного каркаса с обеих его сторон. Часть их погружена в липидный слой, а некоторые проходят через него на сквозь, образуя участки, проницаемые для воды. Одно из основных свойств клеточных мембран — их избирательная проницаемость (полупроницаемость): одни вещества проходят через нее с трудом или вообще не проходят, другие — наоборот, легко и даже в сторону большей концентрации. Мембраны во многом определяют химический состав цитоплазмы и клеточного сока. От клеточной стенки протопласт отделен наружной мембраной — плазмалеммой, от вакуоли — внутренней мембраной — тонопластом. В протопласте осуществляются все основные процессы обмена веществ. Плазмолемма (клеточная мембрана) регулирует поступление веществ в клетку и выделения их из неё, воспринимает раздражения, а так же может выполнять синтезирующие функции, так в ней происходит образование целлюлознх микрофибрилл клеточной оболочки. Образована 2 слоями белков и 1 липидов. Тонопласт — мембрана, окружающая вакуоль клетки и сходная по структуре с плазмолеммой, обладает избирательной проницаемостью и способностью к активному транспорту ионов. Плазмалемма — наружная цитоплазматическая мембрана, отделяет цитоплазму от клеточной стенки. Играет важную роль в обмене веществ между цитоплазмой и внешней средой, в построении клеточной стенки. Изнутри связана с сократимыми микрофиламентами подстилающего слоя гиалоплазмы, которые обеспечивают изменение ее формы. Участвует в межклеточных контактах, образует выросты и впячивания в активных клетках. Тонопласт — внутренняя вакуолярная мембрана, играет барьерную роль, определяя во многом физиологические свойства клетки. Жизнедеятельность клетки характеризуется непрерывно протекающими в ней процессами обмена веществ, причем цитоплазма избирательно реагирует на воздействие разных факторов внешней среды. В поглощении и выделении веществ большую роль играют процессы диффузии и осмоса. Осмотическими называют явления, происходящие в системе, состоящей из двух растворов, разделенных полупроницаемой мембраной. В растительной клетке роль полупроницаемых пленок выполняют пограничные слои цитоплазмы: плазмалемма и тонопласт. Например: концентрация ионов и сахаров в клеточном соке цетральной вакуоли выше, чем в оболочке клетки, тонопласт значительно замедляет диффузию из вакуоли этих веществ и в то же время легко проницаем для воды. Поэтому при достаточном насыщении оболочки водой, она будет поступать в вакуоль путем диффузии. Такой однонаправленный процесс диффузии воды ч/з избирательно-проницаемую для растворенных веществ мембрану носит название осмоса.