Добавил:
Ozzii05
asman00000@mail.ru
Работаю на МРТ, учусь на стоматолога,делитесь со мной файлами в ТГ ozzii05
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:biology-aseev конспекты).pdf
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
АСЕЕВ ВИКТОР ВАСИЛЬЕВИЧ
КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ
СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU
Рис. 8.12 Стадия окисления.
Образовавшийся НАДН надо тратить:
ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ
В мышцах водороды с НАДН сбрасываются на пируват, получается молочная
кислота. Так же происходит у бактерий, осуществляющих молочнокислое
брожение.
Дрожжи расщепляют пируват, отделяя от него СО2. Образуется ацетальдегид,
который можно восстановить с помощью НАДН. Получится этиловый спирт.
В большинстве случаев пируват окисляется кислородом. Отщепляется СО2.
Получается остаток уксусной кислоты, присоединенный к переносчику (СоА).
Рисунок 8.13.
Рис. 8.13 Пути получения ацетил-СоА
141
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
АСЕЕВ ВИКТОР ВАСИЛЬЕВИЧ
КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ
СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU
ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ
Жирные кислоты имеют честное количество атомов углерода, т.к. образуются из
двухуглеродного ацетил-СоА и деградируют до него (рис.8.13).
Многие аминокислоты также преобразуются в ацетил-СоА с выделением аммиака
(рис.8.13).
Окисление ацетил-СоА у эукариот происходит в митохондриях
Митохондрии
Структуры с двумя мембранами: наружная образует форму органеллы; внутренняя
образует складки, называемые кристами, - создает большую поверхность для работы
мембранных белковых комплексов. Внутри находится матрикс – пространство,
заполненное ферментами, окисляющими жирные кислоты до ацетил-СоА,
окисляющими аминокислоты и превращающими пируват в ацетил-СоА.
Рис. 8.14 Структура митохондрии
Окисление ацетил-СоА происходит в цикле Кребса.
Цикл Кребса
Как видно на рисунке 8.15, ацетил-СоА присоединяется к щавелево-уксусной кислоте с
образованием цитрата. В процессе отщепляется 2 молекулы СО2, происходит
окисление до щавелево-уксусной кислоты, цикл замыкается.
Энергия накапливается в форме НАДН.
142
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
АСЕЕВ ВИКТОР ВАСИЛЬЕВИЧ
КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ
СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU
ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ
Рис. 8.15 Цикл Кребса
НАДН используется для получения энергии в цепи переноса электронов. Процесс
заключается в переносе электронов с НАДН на кислород через большое количество
мембранных белков. Эти белки определены в 4 комплекса (рис. 8.16).
Рис. 8.16 Цепь переноса электронов
Электроны, проходя через комплексы, меняют их конформации так, что белки
связывают ионы водорода с внутренней стороны от мембраны и высвобождают в
межмембранное пространство. За счет электрического тока по системе белковпереносчиков происходит транспорт протонов через мембрану.
На мембране образуется электрический потенциал. Чем больше потенциал, тем больше
накопленная энергия. Эта энергия используется для синтеза АТФ мембранным
комплексом белков, называемым АТФ-синтаза.
143
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
АСЕЕВ ВИКТОР ВАСИЛЬЕВИЧ
КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ
СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU
ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ
Рис. 8.17 АТФ-синтаза
АТФ-синтаза состоит из нескольких комплексов белков.
Внутримембранный комплекс (F0). В нем есть канал - последовательность
боковых радикалов аминокислот, расположенных рядом друг с другом, по
которым ионы водорода могут перескакивать по градиенту потенциала.
Перемещение протонов прокручивает ротор относительно комплекса из α и β
субъединиц, который закреплен рычагом на статоре.
Сначала в пустой комплекс из α и β встраивается АДФ и Ф.
Поворот на 120 градусов. Комплекс закрывается, АДФ и Ф оказываются внутри
гидрофобной полости, где от АДФ и Ф отнимается вода, и они соединяются с
образованием АТФ.
Поворот еще на 120 градусов. Полость открывается, высвобождается АТФ.
Каждая молекула НАДН дает 2,5 молекулы АТФ, а каждая ФАДН – 1,5 АТФ.
*Часть потенциала тратится на то, чтобы в митохондрию перенести фосфат,
необходимый для синтеза АТФ.
Суммарное уравнение аэробного окисления глюкозы:
С6Н12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 32 АТФ
Фотосинтез
Процесс преобразования энергии света в энергию химических связей (АТФ) с
помощью пигмента хлорофилла.
144
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
АСЕЕВ ВИКТОР ВАСИЛЬЕВИЧ
КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ
СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU
ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ
Рис. 8.18 Структура хлорофилла
В зависимости от боковых заместителей существует несколько видов хлорофилла (рис.
8.18).
Хлорофилл заякоривается на мембранах хлоропластов своим гидрофобным хвостом
(С20Н39 фитол).
Рис. 8.19 Хлоропласт. Электронная микроскопия
Хлоропласты – двумембранные органеллы, внутренняя мембрана образует тилакоиды,
собранные в граны. Тилакоиды связаны между собой мембранными мостиками –
ламеллами. Граны можно увидеть в электронный микроскоп как зернистые структуры.
Строма – концентрированный гель, образованный белками, участвующими в реакциях
фотосинтеза.
Существуют две стадии фотосинтеза: световая и темновая. Кислород выделяется
только на свету, а встраивание радиоактивно меченого углерода происходит в темноте
(поглощение СО2).
145
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
АСЕЕВ ВИКТОР ВАСИЛЬЕВИЧ
КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ
СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU
ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ
1. Световая фаза фотосинтеза
Хлорофиллы в комплексе с белками образуют светособирающую антенну. Энергия
света переносится от одной молекулы хлорофилла к другой без излучения.
Возбужденный хлорофилл Р680* передает электрон по цепи переносчиков.
Параллельно переносятся протоны из стромы хлоропласта внутрь тилакоидов. На
мембране тилакоидов накапливается потенциал, за счет чего идет синтез АТФ.
Другой хлорофилл Р700 возбуждается светом и передает электрон по цепи
переносчиков до НАДФ+, который восстанавливается до НАДФН.
Рис. 8.20 Световая фаза фотосинтеза
Источником электрона для хлорофилла Р680 второй фотосистемы является вода.
Кислород выделяется.
Переход к такому типу фотосинтеза был эволюционным переворотом. Атмосфера стала
из восстанавливающей окислительной, многие организмы погибли.
Другие виды фотосинтеза имели только первую фотосистему. То есть, была
возможность за счет света синтезировать органику, но не запасать энергию.
146
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
АСЕЕВ ВИКТОР ВАСИЛЬЕВИЧ
КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ
СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU
ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ
Чтобы образовалась молекула кислорода, нужно расщепить 2 молекулы воды.
Активные формы кислорода, образующиеся при этом, связываются со специальным
марганцевым комплексом (рис. 8.21).
Рис. 8.21 Марганцевый комплекс
Р680 отбирает у комплекса (рис. 8.21) электроны, кислород постоянно связан с
марганцем. Ионы водорода идут на восстановление НАДФН.
Рис. 8.22 Световая фаза на мембране
На рисунке 8.22 показано сопряжение переноса электрона по цепи и синтеза АТФ за
счет градиента протонов на мембране.
Н
О + НАДФ+ + АДФ + Ф + энергия света = АТФ + НАДФН + О2 + Н+
2
147
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
АСЕЕВ ВИКТОР ВАСИЛЬЕВИЧ
КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ
СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU
ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ
2. Темновая фаза фотосинтеза
СО
+ АТФ + НАДФН + Н+ = С
2
6Н12О6
+ АДФ + Ф + НАДФ+
Продукты световой фазы фотосинтеза полностью используются в темновой фазе. А
энергия, полученная во время световой фазы, практически не дает АТФ клетке, идет на
синтез органики.
Общее уравнение фотосинтеза:
6СО
+ 6Н
2
О + энергия света = глюкоза + О
2
2
148
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
АСЕЕВ ВИКТОР ВАСИЛЬЕВИЧ
КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ
СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU
ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ
Лекция 9. Строение прокариотических и
эукариотических клеток.
Живое, в отличие от неживого, имеет дискретную природу, т.е. существует
отграничение от окружающей среды. В этой ограниченной структуре должны
содержать все компоненты, обеспечивающие жизнедеятельность.
Минимальной единицей живого является клетка.
Существует иерархия организации структур в клетке (рис.9.1). Мономеры (нуклеотиды,
аминокислоты, моносахариды) объединяются в полимеры (полисахариды, белки,
нуклеиновые кислоты, сложные липиды) за счет ковалентных связей. Полимеры за счет
многочисленных слабых взаимодействий формируют надмолекулярные комплексы
(хромосомы из белка и нуклеиновых кислот, мембрана из липидов и белков, клеточная
стенка из полисахаридов и белков). Комплексы образуют органеллы клетки,
выполняющие определенные функции.
Рис. 9.1 Уровни организации живого
История открытия
Микроскоп в современном понимании, имеющий корпус и линзу, фокусирующую свет,
изобрел Роберт Гук. Он и является первооткрывателем клетки.
149
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
АСЕЕВ ВИКТОР ВАСИЛЬЕВИЧ
КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ
СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU
ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ
Гук увидел, что срез пробки от бутылки под микроскопом состоит из ячеек, которые он
назвал клетками.
Голландский исследователь-любитель Антони ван Левенгук увлекался полировкой
линз и усовершенствовал микроскоп. Его прибор давал увеличение в 900 – 950 раз,
имел предметный столик и осветитель.
Левенгук открыл одноклеточные организмы (инфузорий, амеб и др.), исследовал
клетки крови. На его рисунках были изображены также бактерии, но Левенгук не знал,
что они живые.
Стали появляться мастерские по производству микроскопов, которые ученые
использовали в своих исследованиях.
Шванн и Шлейден независимо друг от друга пришли к выводу, что любой живой
организм состоит из клеток, но они ошибочно полагали, что помимо клетки существует
внеклеточное вещество, а клетка образуется за счет его организации. Сейчас понятно,
что:
• Внеклеточное вещество образуется клетками
• Клетки могут получаться только делением других клеток
• Клетка – минимальная единица живого.
Разнообразие клеток
Первые обнаруженные клетки были большими животными клетками. Например,
плывущую инфузорию или ползающую амебу можно увидеть невооруженным глазом.
Эритроцит человека имеет размер примерно 8 микрон, тогда как инфузория – около 200
микрон, а амеба - еще больше (дизентерийная амеба поедает эритроциты).
Клетки весьма разнообразны по своей форме и содержанию. Самые маленькие –
бактерии. Они были открыты позже всех остальных групп. Бактерии быстро
размножаются, оставляя после себя много продуктов неполного превращения (не до
конца переработанные вещества). По этим продуктам и болезням, которые они
вызывают, и удалось их идентифицировать.
Когда стали изучать клетки с помощью электронного микроскопа, обнаружилось
принципиальное различие: в отличие от клеток животных, растений, грибов, у бактерий
нет оформленного ядра. Это позволило разделить все живое на две большие группы:
прокариоты, не имеющие оформленного ядра, и эукариоты, имеющие ядро.
Эукариоты имеют массу клеточных структур помимо ядра, у прокариот таких структур
не наблюдается. Между собой эукариоты сильно отличаются: некоторые организмы
имеют пластиды – органеллы, осуществляющие фотосинтез, это растения; другие
150