- •1. Предмет медицинской биологии, его содержание, связь с другими науками. Биология и медицина. Человек в Системе природы. Соотношение биологического и социального в человеке.
- •2. Современные представления о сущности жизни. Определение понятия "живое". Качественные отличия и характеристики живых систем. Уровни организации живой материи.
- •3.Клетка как элементарная форма организации живой материи. Клеточная теория, ее сущность и значение. Типы клеточной организации. Специализация и интеграция клеток многоклеточного организма.
- •4.Клетка как открытая живая система: потоки вещества, энергии и информации в клетке, их связь с различными клеточными структурами.
- •2) Активный транспорт
- •6. Строение и свойства нуклеиновых кислот, их роль в передаче, хранении и воспроизведении наследственной информации (правила Чаргаффа, работы ф. Крика и д. Уотсона).
- •8. Особенности молекулярного строения генов и потока информации у про- и эукариотических организмов. Процессинг, его этапы и значение.
- •9. Геном, особенности его молекулярной организации у про- и эукариот. Понятие о нестабильности генома (мобильные генетические элементы).
- •10. Регуляция экспрессии генов в процессе биосинтеза белка у прокариот. Строение оперона, схема Жакоба и Моно.
4.Клетка как открытая живая система: потоки вещества, энергии и информации в клетке, их связь с различными клеточными структурами.
Клетка – открытая живая система, которая обменивается с окружающей средой тремя потоками: вещества, энергии и информации.
Обмен веществ клетки нужен для постоянного самообновления ее белков и структурных компонентов, клетка получает из окружающей среды пластический материал, из которого строится тело или производится определенная работа. Для процесса самообновления и совершения работы нужна энергия, универсальным источником энергии является АТФ. Поток веществ и энергии тесно связаны между собой в единый процесс внутриклеточного метаболизма. Метаболизм представлен 2 каскадами: анаболизм и катаболизм. Ассимиляция (анаболизм) или пластический обмен – усвоение необходимых для организма веществ и превращение их в соединения, аналогичные компонентам этого организма и необходимые для его жизнедеятельности. Диссимиляция (катаболизм) или энергетический обмен – при котором образованные и накопленные при ассимиляции сложные органические соединения разлагаются до более простых соединений или конечных продуктов с постепенным высвобождением энергии, без которых невозможен биосинтез.
Поток энергии у представителей разных групп организмов обеспечивается механизмами энергоснабжения —брожением, фото- или хемосинтезом, дыханием.
Центральная роль в биоэнергетике клеток животных принадлежит дыхательному обмену. Он включает реакции расщепления глюкозы, жирных кислот, аминокислот, а также использование выделяемой энергии для образования АТФ. Энергия АТФ, непосредственно или будучи перенесена на другие макроэргические соединения (например, креатинфосфат), в разнообразных процессах преобразуется в тот или иной вид работы — химическую (синтезы), осмотическую (поддержание перепадов концентрации веществ), электрическую, механическую, ре-гуляторную. Среди органелл животной клетки особое место в дыхательном обмене принадлежит митохондриям, выполняющим функцию окислительного фосфорилирования, а также матриксу цитоплазмы, в котором протекает процесс бескислородного расщепления глюкозы — анаэробный гликолиз
Обмен энергии в клетке
Метаболизм – совокупность взаимосвязанных ферментативных и неферментативных реакций синтеза (ассимиляция, анаболизм) и распада (диссимиляция, катаболизм).
1. Катаболизм (энергетический обмен).
Этапы:
1) Подготовительный.
Проходит в пищеварительной системе; на наружной поверхности мембраны и клеток (пример: в тонком кишечнике).
Расщепление:
-углеводы -> моносахариды, -белки -> аминокислоты, -жиры -> глицерин и высшие жирные кислоты
-нуклеиновые кислоты -> нуклеотиды
Энергетический выход – рассеивается в виде тепла.
2) Бескислородный (гликолиз).
В цитоплазме клеток глюкоза расщепляется до двух молекул пировиноградной кислоты.
С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3PO4 = 2СН3СООН + 2АТФ + 2Н2О
Энергетический выход – 2 АТФ
3) Кислородный (клеточное дыхание).
На внутренней мембране митохондрий.
ПВК расщепляется до СО2 и Н2О
-образуется ацетил-коэнзим А
-цикл Кребса (1937 г.)
-перенос ее по цепи дыхательных ферментов и окислительноефосфорилирование.
2C3Н4О3 + 6О2 + 36Н3РО4 + 36АДФ = 36АТФ + 6СО2 + 42Н2О
Энергетический выход – 36 АТФ (около 600 кДж).
2. Анаболизм (пластический обмен).
Для гетеротрофов реакции синтеза органических веществ заключается в перестройке молекул, существующих в клетке.
Для автотрофов органические вещества синтезируются в ходе фото- и хемосинтеза.
Фотосинтез – механизм преобразования энергии солнца в энергию химических связей органических веществ.
Строение биологической мембраны – бислой липидов головками внутрь клетки, а концами обращены друг другу. Пронизывают белки на различной глубине.
Функции клеточной мембраны
1) защитная, барьерная - защита от повреждения и проницаемости вредных веществ
2) адгезивная – межклеточные контакты
3) антигенная – клетки иммунной системы могут различать чужие белки.
4) рецепторная - сигналы опознавания
5) ферментативная
6) биоэлектрическая – на свойствах билипидного слоя нести различные заряды при действие раздражителя.
7) транспортная.
Мембранный транспорт – лежит в основе потока веществ и энергии. Виды транспорта- пассивный и активный, экзо- и эндо- цитоз. Пассивный транспорт без затраты энергии по градиенту концентрации. (м-на пронизана порами)
Способы
1) простая диффузия через поры (через поры мембран; вещества, растворимые в жидкости, газы);
2) облегченная диффузия - белки переносчики
3) осмос (вода поступает в клетку)