23.Строение и функции в клетке атф, адф, амф и надф, надф н

АТФ (аденозинтрифосфат). Он служит в клетках универсальным энергоносителем. Энергия, выделяющаяся при расщеплении органических веществ (жиры, углеводы, белки и т. д.), не может использоваться непосредственно для выполнения какой-либо работы, а запасается первоначально в форме АТФ.

Аденозинтрифосфат состоит из азотистого основания аденина, рибозы и трех молекул (а точнее, остатков) фосфорной кислоты .

При отщеплении одного остатка фосфорной кислоты образуется АДФ (аденозиндифосфат) и высвобождается около 30 кДж энергии, которая расходуется на выполнение какой-либо работы в клетке (например, сокращение мышечной клетки, процессы синтеза органических веществ и т. д.):

Так как запас АТФ в клетке ограничен, он постоянно восстанавливается за счет энергии, выделяющейся при расщеплении других органических веществ; восстановление АТФ происходит путем присоединения молекулы фосфорной кислоты к АДФ:

Таким образом, в биологическом преобразовании энергии можно выделить два основных этапа:

1) синтез АТФ — запасание энергии в клетке;

2)высвобождение запасенной энергии (в процессе расщепления АТФ) для совершения работы в клетке.

Аденозиндифосфат (АДФ) — нуклеотид, состоящий из аденина, рибозы и двух остатков фосфорной кислоты. АДФ образуется в результате переноса концевой фосфатной группы АТФ. АДФ участвует в энергетическом обмене во всех живых организмах.

АМФ (AMP) - Нуклеотид, состоящий из аденина, рибозы и одного остатка фосфорной кислоты, в результате фосфорилирования образует АДФ и затем АТФ, что сопровождается накоплением энергии; одной из форм АМФ является циклический АМФ.

Никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ) — широко распространённый в природе кофермент некоторых дегидрогеназ — ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции в живых клетках. НАДФ принимает на себя водород и электроны окисляемого соединения и передает их на другие вещества. В хлоропластах растительных клеток НАДФ восстанавливается при световых реакциях фотосинтеза и затем обеспечивает водородом синтез углеводов при темновых реакциях.

 

Кофермент, подобный никотинамидадениндинуклеотиду и отличающийся от никотинамидадениндинуклеотида содержанием еще одного остатка фосфорной кислоты, присоединенного к гидроксилу одного из остатков D-рибозы, обнаружен во всех типах клеток. Структура НАДФ установлена в 1934 О. Варбургом.

24.Одноклеточные и многоклеточные живые организмы. Общие и отличительные признаки в строении и функционировании клеток.

Одноклеточные организмы .Одноклеточными являются все организмы, тело которых состоит из единственной клетки, имеющей свойства целостного организма. Такая клетка-организм может существовать самостоятельно, так как она, как и многоклеточный организм, способна к обмену веществ, саморегуляции, приспособлена к окружающей среде, размножается и имеет жизненный цикл. Одноклеточные есть как среди растений (например, хламидомонад.!, хлорелла — одноклеточные водоросли), так и среди животных. Бактерии и другие прокариоты — одноклеточные. 2.1. Растения Одноклеточные водоросли в основном обитают в воде. Хламидомонада живет в воде, передвигается при помощи двух жгутиков, расположенных на переднем конце тела, имеющего грушевидную форму. Под оболочкой находится цитоплазма с органоидами, среди которых выделяются: ■ крупный чашевидный хроматофор — хлоропласт, благодаря которому осуществляется процесс фотосинтеза; ■ светочувствительный красный глазок (стигма); ■ две пульсирующие вакуоли (для выведения лишней воды); ■ ядро (гаплоидное, то есть с уменьшенным вдвое набором хромосом). Питается как продуктами фотосинтеза, так и готовыми органическими веществами. Поэтому хламидомонаду используют в очистных сооружениях. Дышит всей поверхностью тела (через оболочку). Размножается хламидомонада как половым, так и бесполым путем. Летом характерно бесполое размножение простым делением. При этом клетка теряет жгутики, затем ее ядро и цитоплазма делится 2-3 раза, образуя 4-8 клеток под общей оболочкой, которая затем разрывается и во внешнюю среду выходят 4-8 зооспор, имеющих жгутики. При неблагоприятных условиях (осенью) хламидомонада размножается половым путем. Процесс начинается с деления хламидомонады и образования мелких подвижных клеток со жгутиками — гамет (половых клеток). Эти клетки сливаются, образуют зиготу, которая покрывается плотной оболочкой и зимует. Весной из этих клеток образуется несколько молодых хламидомонад. Среди одноклеточных водорослей большой популярностью пользуется хлорелла — водоросль, похожая на хламидомонаду, но отличающаяся от последней отсутствием жгутиков и не имеющая полового процесса. Хлорелла выделяет много кислорода и содержит много питательных веществ. Японцы искусственно выращивают ее, получают безвкусный белый порошок, богатый витаминами и белками, который в дальнейшем используют в пищевой промышленности и в сельском хозяйстве. Кроме того, хлореллу используют в космических кораблях и подводных лодках, то есть в замкнутых экосистемах, в качестве источника кислорода, а также для корма растительноядным животным. Хлорелла способна ускорять разрушение органических веществ, поэтому ее используют в очистке сточных вод. 2.2. Животные Одноклеточные животные выделены в отдельное подцар-ство, к которому относят тип Простейшие. Это широко распространенная группа животных, включающая более 30 тысяч видов, находящаяся в состоянии биологического прогресса и процветания. Большинство простейших — обитатели морей, многие живут в пресных водоемах, в сырой почве, среди них немало паразитов. Простейшие имеют микроскопические размеры. Тело простейших состоит из цитоплазмы и ядра (обычно одного, реже двух или нескольких), покрыто наружной мембраной или оболочкой, у некоторых образуются раковины. Различные физиологические функции (движение, пищеварение, выделение) выполняют органоиды или органеллы: пищеварительные и сократительные вакуоли, ложноножки, жгутики или реснички. Большинство простейших питается органической пищей (бактерии, одноклеточные под»«росли, мертвая органика, меньшие по размеру сородичи). Есть и способные к фотосинтезу (эвглена зеленая, имеющая хлоропласты и на свету питающаяся автотрофно, в темноте всасывает растворы органических веществ или поглощает бактерии). Дышат всей поверхностью клетки, размножаются половым и бесполым способом. В неблагоприятных условиях простейшие теряют органы передвижения и покрываются плотной оболочкой, образуя покоящееся состояние — цисту. С улучшением условий простейшие вновь переходят в активное состояние. При помощи цисты они могут расселяться, подхваченные ветром, животными, людьми. Некоторые жгутиковые одноклеточные, например эвглена зеленая, способны к фотосинтезу. Передвигаются они при помощи жгутика. В цитоплазме есть хлоропласты, содержащие хлорофилл, животное автотрофно на свету, есть светочувствительный глазок. В темноте гетеротрофно. Лямблии паразитирует в кишечнике человека и животных, вызывает лямблиоз. Саркодовые имеют непостоянную форму тела, передвигаются при помощи ложноножек. Обыкновенная амеба похожа на полупрозрачный студенистый комочек, всеядна. Дизентерийная амеба паразитирует в толстой кишке человека, образуя язвы. У фораминиферы тело покрыто известковой раковиной, она обитает в морях. Через поры раковины высовываются ложноножки, захватывающие пищу. Из раковин древних фораминифер сформировались известняки, мел и другие осадочные породы. Инфузории — самые высокоорганизованные одноклеточные. Инфузория-туфелька передвигается при помощи ресничек, форма тела постоянная. У нее два ядра, большое и малое, примитивный рот (ротовая воронка), глотка, выделение через особое отверстие (порошицу). В половом процессе участвуют малые ядра. Инфузории-туфельки служат кормом для обитателей водоемов. Балантидий паразитирует в кишечнике человека. Имеет крупные размеры. Споровики являются паразитами. Малярийный паразит паразитирует в крови человека (в эритроцитах). Размножается и вызывает малярию, распространяется малярийными комарами. Кокцидии паразитируют в клетках кишечника и желудка кроликов.

Многоклеточные организмы Тело многоклеточных животных состоит из большого числа клеток, разнообразных по строению и функциям, утративших свою самостоятельность, поскольку они представляют собой лишь составные части целостного организма. Для жизненного цикла многоклеточных организмов характерно сложное индивидуальное развитие, в процессе которого из оплодотворенного яйца формируется взрослый организм. В многоклеточном организме клетки объединены в различные органы и ткани и специализированы для выполнения разных функций. Произошло разделение труда между группами клеток, что позволило им более эффективно выполнять свои «обязанности». В зависимости от выполняемой функции клетки имеют разную организацию. Так, например, по своему строению нервные клетки совершенно не похожи на эритроциты, так как они выполняют разные функции. Совокупность клеток, сходных по строению, происхождению и функциям, а также межклеточного вещества и других структур, представляет собой ткань. Определенный комплекс тканей составляет орган, который может выполнять одну или несколько функций; орган может функционировать самостоятельно или же входить в состав системы органов (например пищеварительной или нервной). Организм не является простой суммой органов, это их системная совокупность, в которой все системы объединены в единое целое прямыми и обратными связями, то есть ему свойственна способность к саморегуляции и адаптации к условиям окружающей среды. Отдельные клетки, выделенные из многоклеточного организма, самостоятельно существовать не могут, для этого им необходимы условия, близкие к создаваемым организмом.

К одноклеточным, или простейшим, относятся животные, тело которых морфологически соответствует одной клетке, будучи вместе с тем самостоятельным целостным организмом со всеми присущими ему функциями. Общее число видов простейших превышает 30 тыс.Строение План строения простейших соответствует общим чертам организации эукариотической клетки. Генетический алпарат одноклеточных представлен одним или несколькими ядрами. Если есть два ядра, то, как правило, одно из них, диплоидное, — генеративное, а другое, полиплоидное, — вегетативное. Генеративное ядро выполняет функции, связанные с размножением. Вегетативное ядро обеспечивает все процессы жизнедеятельности организма. Цитоплазма состоит из светлой наружной части, лишенной органоидов, — эктоплазмы и более темной внутренней части, содержащей основные органоиды, — эндоплазмы. В эндоплазме имеются органоиды общего назначения. В отличие от клеток Многоклеточного Организма у одноклеточных есть органоиды специального назначения. Это органоиды движения— ложноножки — псевдоподии; жгутики, реснички. Имеются и органоиды осморегуляции — сократительные вакуоли. Есть специализированные органоиды, обеспечивающие раздражимость. Одноклеточные с постоянной формой тела обладают постоянными пищеварительными органоидами: клеточной воронкой, клеточным ртом, глоткой, а также органоидом выделения непереваренных остатков — порошицей. В неблагоприятных условиях существования ядро с небольшим объемом цитоплазмы, содержащим необходимые органоиды, окружается толстой многослойной капсулой •— цистой и переходит от активного состояния к покою. При попадании в благоприятные условия цисты “раскрываются”, и из них выходят простейшие в виде активных и подвижных особей. Размножение. Основная форма размножения' простейших — бесполое размножение путем митотического деления клетки. Однако часто встречается половой процесс. Среда обитания простейших чрезвычайно разнообразна. Многие из них, живут в морях. Некоторые входят в состав бентоса — организмов, обитающих в толще воды, на различных глубинах. Многочисленные виды жгутиковых и инфузорий — компоненты морского планктона —придонных обитателей. Много видов простейших образуют и пресноводный бентос, а также являются компонентами пресных водоемов. Некоторые виды одноклеточных, живущие в почве, участвуют в почвообразовании; широкое распространение среди всех классов простейших получил паразитизм. Многие виды вызывают тяжелые заболевания у человека и животных; некоторые простейшие паразитируют на растениях В отличие от клеток Простейших, способных самостоятельно выполнять все жизненно важные функции, клетки многоклеточных организмов выполняют одну определенную функцию. При этом структура их значительно упрощается, но специфическая функция выполняется клеткой гораздо эффективней. Многоклеточных животных разделяют на две группы: беспозвоночных и позвоночных. Отличают их по наличию внутреннего осевого скелета - хорды или позвоночника.  Тип Кишечнополостные  Этот тип относится к числу самых древних и примитивных многоклеточных животных. Насчитывается ок. 9 000 видов кишечнополостных. Тип делится на три класса: класс Гидроидные, у которых доминирует полип (пресноводная гидра, актинии и колониальные полипы); класс Сцифоидные, у которых доминирует стадия медузы (медуза-корнерот и др.);  класс Коралловые полипы, ведущие колониальный образ жизни (нет стадии медузы).