5.Объясните, почему прокариоты «такие маленькие», т.Е. Не выходят за пределы микроскопической шкалы.

Введение:в живой клетке всегда перераспределяются вещество, энергия и информация, и она обменивается ими с окружающей средой.Поэтому принципиально важна функциональная специализация органелл, а также эффективность пограничных процессов. В первом случае встает вопрос о компартментализации, а во втором – о соотношении между поверхностью клетки и её объемом.

Как правило, величина объектов определенно связано с их структурной сложностью. обусловлена особенностями «штучного» транспорта веществ в клетку(для каждой молекулы – свой переносчик). Требуется как можно большее соотношение площади пов-ти тела к объему клетки. Нижний предел свободноживущих одноклеточных организмов определятся пространством, требуемым для упаковки внутри клетки аппарата, необходимого для независимого существования. Ограничение верхнего предела размеров прокариот определяется, по современным представлениям, соотношением между клеточной поверхностью и объемом. При увеличении клеточных размеров поверхность возрастает в квадрате(R^2), а объем – в кубе, поэтому соотношение между этими величинами сдвигается в сторону последнего. У прокариотов(микроорганизмов) по сравнению с макроорганизмами очень велико отношение поверхности к объему. Это создает благоприятные условия для активного обмена между микроорганизмами и окружающей средой. Метаболическая активность микроорганизмов, измеренная по разным показателям, в расчете на единицу биомассы намного выше, чем у более крупных клеток. Поэтому представляется закономерным, что низшие формы жизни могли возникнуть и в настоящее время существовать только на базе малых размеров, так как последние создают целый ряд преимуществ, обеспечивающих жизнеспособность этим формам жизни.

6.Структурно-функциональная организация эукариотной клетки.

Определение: Эукарио́ты, или Я́дерные (лат. Eukaryota от греч. εύ- — хорошо и κάρυον — ядро) — домен (надцарство) живых организмов, клетки которых содержат ядра. Принципиально отличаются от прокариотов общим планом строения мембранной системы, т.е. способом компартментализации клеток, и характеризуются наличием ядерной оболочки, монофилетичностью и вакуомом(совокупностью компартментов, сообщающихся посредством везикулярного транспорта), не способным напрямую взаимодействовать с клеточной мембраной.

-имеет плазмалемму, цитоскелет, вакуом(мембранные компартменты), четко выраженное ядро с пристой ядерной оболочкой(незамкнутый компартмент)

-всегда характерно наличие внутриклеточных мембран

-может иметь внутрклеточных симбионтов,митохондрии(домашние пурпурные бактерии) или хлоропласты(домашние цианобактерии)

- между вакуомом и клеточной мембраной никогда нет УСТОЙЧИВОЙ связи.

-муреиновая клеточная стенка нехарактерна и почти не встречается(искл.-микоиды)

Цикл кребса:

ЩУКа съела ацетат, получается цитрат

через цис-Аконитат будет он изоцитрат

водороды отдав НАД, он теряет СО2

этому безмерно рад альфа-кетоглутарат

окисление грядет — НАД похитил водород

ТДФ, коэнзимА забирают СО2

а энергия едва в сукциниле появилась

сразу ГТФ родилась и остался сукцинат

вот добрался он до ФАДа — водороды тому надо

фумарат воды напился, и в малат он превратился

тут к малату НАД пришел, водороды приобрел

ЩУКа снова объявилась и тихонько затаилась

Караулить ацетат...

Цикл Кребса представляет собой взаимно сбалансированную систему ферментативых реакций. В ходе Цикла ацетильный остаток полностью окисляется до СO₂. Полученные электроны при посредстве пиридинового и флавинового кофактатов(НАД,ФАД) передаются дыхательной цепи. Наряду с этим происходит фосфрилированние ГДФ(Гуанозиндифосфат) на уровне субстрата с последующей регенерацией АТФ при помощи нуклеозиддифосфаткиназы: АДФ+ГТФ=> АТФ + ГДФ.

Реакции: ацетильные группы(2С) вовлекаются в цикл, присоединяясь к щавелевоуксусной кислоте, в результате чего образуется лимонная кислота(6С) [цитрат]. Далее следует цикл реакций, в которых поступившие в цикле ацетильные группы декарбоксилируются с образованием двух молекул CO2 и дегидрируются с высвобождением четырех пар атомов водорода, присоединяющихся к переносчикам, в результате чего образуются три молекулы восстановленного НАД и одна молекула восстановленного ФАД. Каждый оборот цикла дает также одну молекулу АТФ. В конце цикла щавеливоуксусная кислота регенерируется и может присоединять к себе новую ацетильную группу. C₆H₁₂O₆+6H₂O=>6CO₂+4АТФ+12H₂ . Весь водород из молекулы глюкозы оказывается в конечном счете у переносчиков(над и фад). Весь углерод теряется в виде СO2.

Дыхательная цепь и окислительное фосфорилирование: водород на двух переносчиках(10 восстановленного НАД и 2 молекул восстановленного ФАД) направляется теперь к внутеренней мембране митохондрий. Эта мембрана образует складки, так называемые кристы, увеличивающие площадь её поверхности. Водород = топливо. При окислении молекулярным кислородом образуется вода и выделяется энергия: 2H₂+O₂=> 2H₂O+Q. Часть этой энергии используется для синтеза АТФ из АДФ и неорганического фосфата при окислительном фосфорилировании. Процесс разбит на ряд небольших этапов и среди них есть такие, на которых выделяется достаточно энергии для синтеза АТФ. ТО ЕСТЬ ДЫХАТЕЛЬНАЯ ЦЕПЬ. Участвует ряд переносчиков водорода и электронов, заканчвается же она кислородом. Водород или электроны переходят от одного переносчика к другому, двигаясь в энергетическом смысле «вниз» до тех пор, пока на конечном этапе они не восстановят молекулярный кислород до воды. 12H₂+60₂=>12H₂O+34АТФ. Объединяем с циклом Кребса и получаем, что на каждую молекулу глюкозы, окисленную в процессе аэробного дыхания, образуется 38 молекул АТФ.]