Задания / Кириленко,_А_А_Биология_ЕГЭ_Раздел_«Молекулярная_биология»
.pdfГлава I. Теоретический материал
Продолжение табл.
1. Адсорбция — прикрепление вирионов к поверх ности клетки.
2. Инъекция — проникновение вириона в клетку и высвобождение вирусной нуклеиновой кисло ты из капсида (у бактериофагов в клетку попадает только нуклеиновая кислота).
3. Репликация вирусной нуклеиновой кислоты (НК): на молекуле вирусной НК по принципу компле ментарное™ из имеющихся в клетке нуклеотидов синтезируются молекулы вирусной НК.
4. Синтез вирусных белков: на молекулах вирусной НК (матрицах) на рибосомах поражённой клетки синтезируются вирусные белки — белки капсида и ферменты.
5. Сборка вирйонов: вирионы собираются из синте зированных НК и белков.
|
6. Выход вирионов из клетки-хозяина: у эукариот |
|
происходит «выталкивание» вирусных частиц; |
|
у бактерий — путём разрушения клетки-хозяина |
|
(лизис); новые вирусные частицы заражают но |
|
вые клетки |
9 Значение вирусов |
1. Возбудители заболеваний растений (табачная мо |
|
заика), животных (бешенство) и человека (ВИЧ, |
|
грипп, гепатат, корь, оспа и др.). |
|
2. Бактериофаги используются для лечения бактери |
|
альных инфекций (дизентерия). |
|
3. Бактериофаги могут подавлять развитие полезных |
|
микроорганизмов при производстве антабиотаков |
|
в микробиологической промышленное™. |
|
4. Широко используются в генной инженерии. |
|
5. Отдельные вирусные частицы могут длительное |
|
время сохраняться в организме, не вызывая забо |
|
левания (вирусоносительство). |
|
6. Некоторые вирусные частацы, находящиеся вну |
|
три клетки, не оказывают влияния на её белоксин- |
|
тезирующий аппарат; при этом играют важную |
|
роль в переносе гене™ческой информации между |
|
клетками и тканями организма и даже между осо |
|
бями |
70
|
|
7. Строение клетки |
|
|
Окончание табл. |
10 Типы вирусных |
1. |
Литическая инфекция: новые вирусные частицы |
инфекций |
|
покидают клетку одновременно, при этом клетка- |
|
2. |
хозяин разрывается и погибает. |
|
Персистентная инфекция (стойкая): новые вирус |
|
|
|
ные частицы покидают клетку-хозяина постепен |
|
|
но, при этом клетка продолжает жить и произво |
|
|
дить новые вирусы. |
|
3. |
Латентная инфекция (скрытая): вирусы воспроиз |
|
|
водятся в клетке, но не покидают её, а переходят |
|
|
в новые клетки при делении поражённых |
11ВИЧ (вирус имму ВИЧ вызывает СПИД (синдром приобретённо нодефицита чело го иммунодефицита). ВИЧ — ретровирус округ
века) |
лой формы диаметром 100-120 нм. Генетический |
|
аппарат представлен двумя нитями молекулы |
|
РНК. Наружная мембрана белково-липидная, про |
|
низана собственными белками вируса. Клетками- |
|
мишенями являются клетки крови и мозга чело |
|
века: Т-лимфоциты, В-лимфоциты, моноциты, |
|
нейроны, клетки нейроглии, а также клетки сли |
|
зистой оболочки кишечника, плацента и др. В пер |
|
вую очередь ВИЧ поражает Т-лимфоциты, кото |
|
рые обеспечивают иммунитет. ВИЧ очень быстро |
|
видоизменяется. Поражённые лимфоциты пере |
|
стают узнавать чужеродные бактерии, аномаль |
|
ные клетки и вырабатывать антитела. Организм |
|
поражают вторичные инфекции (пневмония, ге |
|
патит, диарея и др.), могут возникнуть опухоли. |
|
ВИЧ выделен практически из всех физиологических |
|
жидкостей организма (плазма крови, семенная жид |
|
кость, слюна, материнское молоко, спинномозговая |
|
жидкость, слёзная жидкость). |
|
Пути передачи ВИЧ: |
|
1) донорские органы, ткани, плазма крови, костный |
|
мозг; |
|
2) медицинские инструменты (иглы, шприцы, хи |
|
рургические и стоматологические инструменты); |
|
3) половые контакты, если один из партнёров — но |
|
ситель ВИЧ; |
|
4)от матери ребёнку (внутриутробно, при родах, при |
|
грудном вскармливании) |
8 МЕТАБОЛИЗМ КЛЕТКИ
8.1. Типы питания живых организмов
См. схему на с. 73.
8.2. Понятие о метаболизме
Метаболизм —
совокупность процессов биосинтеза и расщепления сложных органических веществ в клетке и организме
Анаболизм — |
Катаболизм — |
|
пластический обмен, |
энергетический обмен, |
|
ассимиляция, биосинтез |
диссимиляция, распад |
|
органических веществ |
органических веществ |
|
синтезируются органические |
органические вещества |
|
вещества |
||
расщепляются до СО2 и Н2О |
||
(белки, жиры, углеводы) |
||
|
||
|
энергия высвобождается |
|
|
и запасается в виде АТФ |
|
|
гликолиз, брожение, |
|
|
клеточное дыхание |
|
|
(энергетический обмен в клетке) |
72
8. Метаболизм клетки
Глава I. Теоретический материал
8.3. Транспорт веществ: механизмы проникновения веществ в клетку
Механизм |
Характеристика |
Пассивный |
Перемещение вещества (ионов или небольших молекул) |
транспорт |
по градиенту концентрации. Осуществляется без затрат |
|
энергии путём простой диффузии, осмоса или облегчён |
|
ной диффузии с помощью белков-переносчиков |
Активный |
Перенос веществ (ионов или небольших молекул) с по |
транспорт |
мощью белков-переносчиков против градиента концен |
|
трации. Осуществляется с затратами АТФ |
Эндоцитоз |
Поглощение веществ (крупных частиц или макромоле |
|
кул) путём окружения их выростами цитоплазматиче |
|
ской мембраны с образованием окружённых мембраной |
|
пузырьков |
Экзоцитоз |
Выделение веществ (крупных частиц или макромолекул) |
|
из клетки путём окружения их выростами цитоплазмати |
|
ческой мембраны с образованием окружённых мембра |
|
ной пузырьков |
Фагоцитоз и обрат |
Поглощение и выделение твёрдых и крупных частиц. |
ный фагоцитоз |
Характерны для клеток животных и человека |
Пиноцитоз и обрат Поглощение и выделение жидких или растворённых ча ный пиноцитоз стичек. Характерны для клеток растений и животных
74
8. Метаболизм клетки
Пиноцитоэ
Фагоцитоз
8.4. Энергетический обмен (катаболизм)
Этап |
Место протекания |
Реакции |
Энергия |
|
|
реакций |
|
|
|
1этап — |
Пищеварительная |
Гидролиз сложных |
Вся энергия рассеи |
|
подготови |
система, пищевари |
органических |
вается в виде тепла, |
|
тельный |
тельные вакуоли |
веществ под дей |
АТФ не образуется |
|
|
|
ствием пищевари |
|
|
|
|
тельных ферментов |
|
|
|
|
на более простые: |
|
|
|
|
белки -► аминокис |
|
|
|
|
лоты; |
|
|
|
|
крахмал -> глюкоза; |
|
|
|
|
жиры -> глицерин |
|
|
|
|
и жирные кислоты |
|
|
II этап — |
Цитоплазма клетки |
Гликолиз в анаэроб |
60% энергии |
рас |
анаэроб |
(с мембранами про |
ных условиях: одна |
сеивается в |
виде |
ный (бес |
цесс не связан) |
молекула глюкозы |
тепла, а 40% энер |
|
кислород |
|
распадается на две |
гии аккумулируется |
|
ный), или |
|
молекулы пирови |
в двух молекулах |
|
гликолиз |
|
ноградной кислоты, |
АТФ |
|
75
Глава I. Теоретический материал
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. |
Этап |
Место протекания |
Реакции |
Энергия |
||||||
|
|
реакций |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
из которых в зави |
|
||
|
|
|
|
|
|
симости |
от типа |
|
|
|
|
|
|
|
|
клеток |
и |
организ |
|
|
|
|
|
|
|
мов образуются две |
|
||
|
|
|
|
|
|
молекулы молочной |
|
||
|
|
|
|
|
|
кислоты (молочно |
|
||
|
|
|
|
|
|
кислое |
брожение), |
|
|
|
|
|
|
|
|
спирт |
(спиртовое |
|
|
|
|
|
|
|
|
брожение) или дру |
|
||
|
|
|
|
|
|
гие органические |
|
||
|
|
|
|
|
|
вещества |
|
|
|
III этап — |
Митохондрии |
|
В аэробных усло |
Образуется 36 моле |
|||||
аэробный |
(матрикс, внутрен |
виях две молекулы |
кул АТФ |
||||||
(кислород |
няя мембрана), |
|
молочной кислоты |
|
|||||
ный), или |
процесс требует |
|
окисляются до ко |
|
|||||
клеточное |
наличия неповреж |
нечных продук |
|
||||||
дыхание |
дённых мембран |
|
тов — СО2 и Н2О |
|
|||||
Суммарное Глюкоза + кислород -> углекислый газ + вода + 38АТФ |
|||||||||
уравнение |
С,Н,,ОЙ + О, -> СО, + Н,0 + 38АТФ |
|
|||||||
процесса |
и |
12 |
и |
2 |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Подготовительный этап |
|
|
|
|
|
||||
белки |
----- > |
|
аминокислоты |
|
|
|
|||
жиры |
|
|
|
глицерин и жирные кислоты |
|
||||
крахмал |
|
|
|
глюкоза |
|
|
|
|
|
2.Бескислородный этап (гликолиз)
2ПВК
или МК
глюкоза фермент
3.Кислородный этап (клеточное дыхание)
ПВК(МК) + о2--- > СО2 + (ЗбАГФ)
76
8. Метаболизм клетки
8.5. Пластический обмен (биосинтез белка)
Аминокислоты, входящие в состав природных белков
Амино |
Сокращён |
Группа* |
Амино |
Сокращён |
Группа* |
кислота |
ное название |
|
кислота |
ное название |
|
Аланин |
Ала |
3 |
Лейцин |
Лей |
НЗ |
Аргинин |
Apr |
3 |
Лизин |
Лиз |
НЗ |
Аспарагин |
Асн |
3 |
Метионин |
Мет |
НЗ |
Аспарагино |
Асп |
3 |
Пролин |
Про |
3 |
вая кислота |
|
|
|
|
|
Валин |
Вал |
НЗ |
Серин |
Сер |
3 |
Гистидин |
Гис |
3 |
Тирозин |
Тир |
3 |
Глицин |
Гли |
3 |
Треонин |
Тре |
НЗ |
Глутамин |
Глн |
3 |
Триптофан |
Три |
НЗ |
Глутаминовая |
Глу |
3 |
Фенилала |
Фен |
НЗ |
кислота |
|
|
нин |
|
|
Изолейцин |
Иле |
НЗ |
Цистеин |
Цис |
3 |
|
Свойства генетического кода |
Свойство |
Значение |
Код триплетен |
В молекуле нуклеиновой кислоты одна аминокислота ко |
|
дируется сочетанием трёх последовательно расположенных |
|
нуклеотидов (одним триплетом, или кодоном) |
Код универсален |
Генетический код един для всех живых организмов — у всех |
|
живых организмов от бактерии до человека одни и те же |
|
триплеты кодируют одни и те же аминокислоты |
Код однозначен |
Один триплет (кодон) всегда кодирует только одну амино |
(специфичен) |
кислоту |
Код избыточен |
Многим аминокислотам соответствует не один, а несколько |
(вырожден) |
кодонов (триплетов), что повышает надёжность хранения |
|
и передачи генетической информации при делении клеток |
Код непрерывен |
Последовательность нуклеотидов считывается в одном на |
|
правлении триплет за триплетом без пропусков |
Примечание: 3 — заменимая, НЗ — незаменимая.
77
Глава I. Теоретический материал
|
Окончание табл. |
Свойство |
Значение |
Код не перекры |
Один нуклеотид не может входить сразу в состав нескольких |
вается |
триплетов в цепи нуклеиновой кислоты, т. к. считывание |
|
информации осуществляется триплет за триплетом и каж |
|
дый триплет считывается только целиком |
Наличие |
В ДНК содержатся сотни генов, и для обозначения нача |
бессмысленных |
ла или конца того или иного гена служат бессмысленные |
триплетов |
триплеты, так называемые «знаки препинания», которые |
|
не кодируют аминокислоты (см. Приложение) |
Этапы пластического обмена (биосинтеза белка)
Реализация генетической информации происходит в два этапа (транскрипция и трансляция) следующим образом:
ДНК -> ген -> и-РНК -> белок t
т-РНК
Т
аминокислота
|
1. Транскрипция |
2. Трансляция |
Где |
В ядре |
В цитоплазме на рибосоме |
осуществля |
|
(свободной рибосоме или |
ется |
|
гранулярной ЭПС) |
Основной |
Перенос генетической инфор |
Перевод последовательности |
процесс |
мации из ядра (места хране |
нуклеотидов и-РНК в после |
|
ния) к месту синтеза белка |
довательность аминокислот |
|
(рибосома, гранулярная ЭПС) |
|
Основной |
Синтез молекул РНК (рис. 7 на |
Синтез белковой молекулы |
результат |
с. 81).Транскрипция идёт в на |
(рис. 8 на с. 81). Трансляция |
|
правлении 3'-» 5', т. к. фермент |
идёт в направлении 5'—> 3' |
|
РНК-полимераза присоеди |
|
|
няется к промотору, который |
|
|
находится на З'-конце тран |
|
|
скрибируемой цепи ДНК |
|
78
|
|
|
|
|
|
|
8. Метаболизм клетки |
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. |
|
|
1. Транскрипция |
|
2. Трансляция |
|||||
Этапы |
1. Инициация — начало ре |
1. Активация — соединение |
||||||
процесса |
акции; |
фермент |
РНК- |
аминокислот с определён |
||||
|
полимераза |
обнаруживает |
ными молекулами т-РНК |
|||||
|
промотор и |
соединяется |
(участвуют |
ферменты |
||||
|
с ним (особый участок ДНК, |
и АТФ) |
|
|||||
|
который |
содержит |
опре |
2. Инициация — начало ре |
||||
|
делённый набор нуклеоти |
акции; последовательное |
||||||
|
дов, — старт-сигнал) |
|
соединение и-РНК и двух |
|||||
|
2. Элонгация — основная часть |
субъединиц |
рибосомы, |
|||||
|
реакции — синтез РНК- |
присоединение инициа |
||||||
|
копий |
|
|
|
|
|
торной т-РНК с метиони |
|
|
3. Терминация — окончание |
ном, определение рамки |
||||||
|
синтеза РНК; фермент РНК- |
считывания, формирова |
||||||
|
полимераза |
встречается |
ние функционального цен |
|||||
|
с терминатором (специфи |
тра рибосомы (ФЦР) |
||||||
|
ческая последовательность |
3. Элонгация — основная |
||||||
|
нуклеотидов — стоп-сиг |
часть реакции — сборка |
||||||
|
нал), |
отделяется |
от ДНК, |
полипептидной цепи |
||||
|
освобождается РНК-копия, |
4. Терминация — окончание |
||||||
|
ДНК восстанавливает двой |
синтеза белка при попа |
||||||
|
ную спираль |
|
|
|
дании в ФЦР стоп-кодо |
|||
|
|
|
|
|
|
|
на; рибосома снимается |
|
|
|
|
|
|
|
|
с и-РНК и распадается на |
|
|
|
|
|
|
|
|
две субъединицы, белок |
|
|
|
|
|
|
|
|
поступает в ЭПС или ци |
|
|
|
|
|
|
|
|
топлазму и приобретает со |
|
|
|
|
|
|
|
|
ответствующую структуру |
|
Последова |
1.По принципу комплемен |
1. и-РНК соединяется с ри |
||||||
тельность |
тарное™ |
последователь |
босомой, происходит об |
|||||
процессов |
ность |
нуклеотидов |
моле |
разование функциональ |
||||
|
кулы |
ДНК |
переводится |
ного центра |
рибосомы |
|||
|
в последовательность ну |
(ФЦР), размер которого |
||||||
|
клеотидов молекул различ |
два кодона или шесть ну |
||||||
|
ных видов РНК. |
|
|
клеотидов. |
|
|||
|
2.И-РНК (м-РНК) и т-РНК, |
2. К молекулам т-РНК при |
||||||
|
синтезированные |
в |
ядре, |
соединяются |
соответ |
|||
|
выходят через поры ядер- |
ствующие их антикодону |
||||||
|
ной оболочки в цито |
аминокислоты (рис. 9 на |
||||||
|
плазму; |
перед |
выходом |
с. 82). |
|
|||
79
