14. Деление клетки. Митоз

Митоз (непрямое деление) – деление ядра клетки, которое приводит к образованию двух дочерних ядер, в каждом из которых имеется точно такой же набор хромосом, что и в родительском ядре. Митоз – основной способ деления эукариотических клеток. Часто под митозом понимают деление всей клетки.

В профазе митоза происходит укорочение и утолщение хромосом вследствие их спирализации. В это время хромосомы двойные – они состоят из двух хроматид, связанных между собой перетяжкой центромерой (удвоение хромосом произошло в предшествующей профазе интерфазе). Одновременно с утолщением хромосом исчезает ядрышко и распадается ядерная оболочка. В конце профазы начинает образовываться веретено деления, которое формируется из микротрубочек путем полимеризации белковых субъединиц.

В метафазе завершается формирование веретена деления. Каждая двойная хромосома прикрепляется к микротрубочкам веретена деления. Хромосомы располагаются в области экватора клетки в одной плоскости, образуя экваториальную (метафазную) пластинку. В анафазе центромеры делятся и из каждой удвоенной хромосомы образуются две отдельные, совершенно идентичные дочерние хромосомы. Разделившись, они двигаются к полюсам клетки с помощью микротрубочек веретена деления. В этот момент в клетке находится два диплоидных набора хромосом. В телофазе происходит деспирализация (раскручивание) хромосом. У каждого полюса, вокруг хромосом из мембранных структур цитоплазмы формируются ядерная оболочка и ядрышко. Разрушается веретено деления. Также происходит разделение цитоплазмы (цитотомия) с образованием двух клеток.

В результате митоза из одной клетки возникают две дочерние с тем же набором хромосом. Биологическое значение митоза состоит в строго одинаковом распределении между дочерними клетками материальных носителей наследственности – молекул ДНК, входящих в состав хромосом. Таким образом обеспечивается образование генетически равноценных клеток и сохраняется преемственность в ряду клеточных поколений. Это обеспечивает такие важные моменты жизнедеятельности, как эмбриональное развитие и рост организмов, восстановление органов и тканей после повреждения. Митотическое деление клеток является также цитологической основой бесполого размножения организмов.

15. Фотосинтез и его роль в функционировании

Фотосинтез – у зеленых растений процесс преобразования света в химическую энергию органических соединений, синтезируемых из диоксида углерода и воды. Фотосинтез представляет собой цепь окислительно-восстановительных реакций, совокупность которых принято разделять на две фазы – темновую и световую.

Для световой фазы фотосинтеза характерно то, что энергия солнечной радиации, поглощенная пигментными системами хлоропластов, преобразуется в электрохимическую. Темновая фаза осуществляется в строме хлоропластов без непосредственного участия света. Суммарное уравнение процесса фотосинтеза выглядит так:

16. Метаболизм живых организмов. Дыхание растений.

Метаболизм – промежуточный обмен веществ, т.е. превращение определенных веществ внутри клеток с момента их поступления до образования конечных продуктов, например, метаболизм белков, метаболизм глюкозы, метаболизм лекарственных препаратов. Особенности метаболизма влияют на то, будет ли пригодна определенная молекула для использования организмом в качестве источника энергии. Так, например, некоторые прокариоты используют сероводород в качестве источника энергии, однако этот газ ядовит для животных. Скорость обмена веществ также влияет на количество пищи, необходимой для организма.

Белки – являются линейными биополимерами и состоят из остатков аминокислот (могут быть ферментами или выполняют другую функцию, образуют цитоскелет).

Липиды - входят в состав биологических мембран, являются источниками энергии. Липиды являются гидрофобными, растворимыми в органических растворителях таких, как бензол или хлороформ. Жиры — большая группа соединений, в состав которых входят жирные кислоты и глицерин.

Полимерные молекулы ДНК и РНК представляют собой длинные неразветвленные цепочки нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты выполняют функцию хранения и реализации генетической информации, которые осуществляются в ходе процессов репликации,транскрипции, трансляции, и биосинтеза белка.

Метаболизм включает широкий спектр химических реакций, большинство из которых относятся к нескольким основным типам реакций переноса функциональных групп. Для переноса функциональных групп между ферментами, катализирующими химические реакции, используются коферменты (АТФ).

Неорганические элементы играют важнейшую роль в обмене веществ. Около 99 % массы млекопитающего состоит из углерода, азота, кальция, натрия, магния, хлора, калия, водорода, фосфора, кислорода и серы. Биологически значимые органические соединения (белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты) содержат большое количество углерода, водорода, кислорода, азота и фосфора.

Катаболизм – совокупность протекающих в живом организме ферментативных реакций расщепления (диссимиляции) сложных органических веществ (в т.ч. пищевых). К катаболическим процессам относятся дыхание, гликолиз (процесс расщепления углеводов в отсутствии кислорода под действием ферментов), брожение. Основные конечные продукты катаболизма – воды, углекислый газ, аммиак, мочевина, молочная кислота.

Анаболизм — совокупность метаболических процессов биосинтеза сложных молекул с затратой энергии. Сложные молекулы, входящие в состав клеточных структур, синтезируются последовательно из более простых предшественников. Анаболизм включает три основных этапа, каждый из которых катализируется специализированным ферментом.

Дыхание – совокупность процессов поступления в организм кислорода и удаления углекислого газа (внешнее дыхание), а также использование кислорода клетками и тканями для окисления органических веществ с освобождением энергии, необходимой для их жизнедеятельности (клеточное или тканевое дыхание). У одноклеточных животных и низших растений обмен газов при дыхании происходит путем диффузии через поверхность клетки, у высших растений – через межклетники, пронизывающие все тело. У многоклеточных животных внешнее дыхание осуществляется специаль Фотосинтез – у зеленых растений процесс преобразования света в химическую энергию органических соединений, синтезируемых из диоксида углерода и воды. Фотосинтез представляет собой цепь окислительно-восстановительных реакций, совокупность которых принято разделять на две фазы – темновую и световую.ными органами дыхания, а тканевое – обеспечивается кровью.

6СО2 + 6Н2О C6H12O6 + 6O2