Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Рабочая тетрадь для самостоятельной работы студентов факультета «Клиническая психология». Модуль «Антропология». Часть 1
.pdf
31
Обмен веществ и энергии состоит из двух взаимосвязанных и
- совокупность реакций синтеза
высокомолекулярных органических веществ,
сопровождающихся поглощением энергии за счет
распада молекул АТФ.
Фотосинтез — образование органических
соединений из неорганических (углекислого газа
и воды), при участии энергии света в
хлоропластах растений продуцентов.
Биосинтез белка.
- совокупность реакций распада и окисления
органических веществ, сопровождающихся
выделением энергии и запасанием ее в синтезируемых
молекулах АТФ.
противоположных процессов:
Все реакции обмена веществ идут в присутствии ферментов. АТФ является
основным веществом, которое обеспечивает все энергетические процессы в
клетке, запасает энергию в процессе энергетического обмена и отдает в процессе
пластического обмена.
Единственным источником энергии на Земле является Солнце. Клетки
растений с помощью хлоропластов (имеются и другие светопоглощающие
пигменты, которые придают некоторым водорослям и бактериям бурый, красный
или пурпурный цвет) улавливают энергию солнца, превращая ее в энергию
химических связей молекул синтезированных органических веществ. В растениях
идет первичный синтез органических веществ из неорганических: углекислого
газа и воды за счет энергии солнца. Все остальные организмы используют
готовые органические вещества, расщепляют их, а выделяющаяся энергия
запасается в молекулах АТФ. Запасенная энергия расходуется в процессе
пластического обмена на синтез органических веществ, специфичных для
каждого организма. Часть энергии в процессе обмена веществ постоянно теряется
в виде тепла, поэтому в системы живых организмов необходим постоянный
приток энергии. Т.о, солнечная энергия аккумулируется в органических
веществах, а затем используется в процессе жизнедеятельности организма.
Задание 2. Каталитический характер химии живого.
Все химические соединения получают в результате химических реакций, и
сопровождается выделением (экзотермическая реакция) или поглощением
(эндотермическая реакция) энергии.
32
Скорость реакций зависит от многих факторов:
- состоит из двух мембран – наружной и внутренней, а
между ними перинуклеарное пространство. В ней имеются
поры. Наружная ________________ ____________________
соединяется с каналами ЭПС, а к внутренней
прикрепляются нити хроматина.
Для ускорения химической реакции используют ___________________
(которые определяют кинетические условия), которые взаимодействуют с
реагентами, но в реакции не расходуются и не входят в состав конечных
продуктов. Такие реакции получили наз. - «катализа».
Большинство процессов, происходящих в живых организмах, являются
каталитическими.
Их протекание ускоряется биокатализаторами обычно белковой природы
или молекулы РНК или их комплексы, которые называются ________________
или энзимами (от лат. fermentum, греч. ζύμη, ἔνζυμον — дрожжи, закваска),
поэтому такие химические реакции называют - ферментативными.
Реагенты в реакции, катализируемой ферментами, называются субстратами,
а получающиеся вещества — продуктами.
Ферментативная активность может регулироваться активаторами
(повышают) и ингибиторами (понижают). Белковые ферменты синтезируются
на рибосомах, а РНК — в ядре.
Ферментативный катализ имеет специфические свойства, обусловленные
комплементарностью фермента и реагента и высокомолекулярным характером
фермента.
Такими свойствами являются:
Оптимальная температура для действия ферментов у теплокровных
животных ____________ °С.
Задание 3. Ядро – как основной хранитель наследственной информации.
Познакомьтесь с характеристикой основных компонентов ядра и запишите их
названия.
33
- внутренняя среда ядра, представляющая собой коллоидное
(гелеобразное) вязкое вещество, в котором находятся
структуры ядра, а также ферменты и нуклеотиды,
необходимые для репликации, транскирипции.
Функция: осуществление взаимосвязи ядерных структур
и обмен с цитоплазмой клетки.
– это мелкие, обычно шаровидные тельца, являющиеся
непостоянными компонентами ядра - они исчезают в начале
деления клетки и восстанавливаются после его окончания.
Возникновение ____________________ связано с
________________________ __________________________,
расположенными в области вторичных перетяжек
спутничных (13-15, 21 и 22 пары) хромосом. В области
вторичных перетяжек локализованы гены, кодирующие
синтез рРНК.
Функция: синтез р-РНК, из которых на 80% состоят
рибосомы - ядрышко - источник рибосом
– это одно из возможных структурно-функциональных
состояний наследственного материала, т.е. ДНК.
________________________, является структурой,
выполняющей генетическую функцию клетки, в
хроматиновой ДНК заложена практически вся генетическая
информация (98-99% всей ДНК клетки).
Химический состав: ДНК – 40%, РНК – следы, белки:
гистоновые – 40% и негистоновые – 20%.
Хроматин – это вещество кислой природы, которое
способно воспринимать щелочные красители, что
определяется наличием в его составе - ДНК в комплексе с
белками.
Выделяют 2 вида хроматина: эухроматин и
гетерохроматин
Эухроматин - деспирализованный, активный,
транскрибируемый, менее окрашен
Гетерохроматин - спирализованный,
конденсированный, неактивный, нетранскрибируемый,
более интенсивно окрашен.
Функция: это на 98-99% наследственный материал клетки.
34
Задание 4. Распределение наследственной информации в клетке.
Вся масса ДНК клетки
_______________________ – 98-99%
Находится во взаимосвязи с
хромосомными белками м.б. в 2-х
структурно-функциональных
состояниях
_____________________
(кольцевая ДНК) – 1-2%
(митохондрии и
пластиды)
Хроматин
(вне деления, интерфаза)
- эухроматин
- гетерохроматин
Хромосома
(деление,
метафаза)
Изучите схему и впишите пропущенные слова.
Задание 5. Наследственность – как основное свойство живого.
Свойство живых организмов, основанное на способности молекулы ДНК
хранить и передавать наследственную информацию, благодаря матричному
принципу репликации, обеспечивая материальную преемственность между
поколениями
А). Организация ДНК в хромосому.
35
Запишите названия уровней укладки.
1.
2.
3.
4.
5.
а
б
1.
1.
2.
2.
3.
3.
4.
4.
Запишите что изображено на
рисунке и его химический
состав.
Б). Строение метафазной хромосомы. Сделайте обозначения элементов
метафазной хромосомы.
36
В). Морфологические типы хромосом. Укажите названия типов хромосом.
Дайте определение кариотипа.
Кариотип -
одинаковые (схожие) по строению и набору генов у
обоих полов
хромосомы, определяющие различие кариотипов особей
разных полов у раздельнополых организмов
Г). Кариотип.
Хромосомы в кариотипе человека подразделяются на 2 группы:
Всего в кариотипе человека ________хромосом: ________ пары аутосом и ____
половые хромосомы: у женщин _______, у мужчин _______.
Кариотип изучается методом – кариотипирования, для которого применяются
любые ядросодержащие соматические клетки, например, лейкоциты.
В хромосомном наборе соматических клеток:
- парные хромосомы называют _____________________________, они
одинаковы по размерам, форме, составу и порядку расположения генов, но
различны по происхождению (одна унаследована от отцовского, другая —
от материнского организма).
- хромосомы из разных пар — _________________________________________.
Г). Содержание хромосом в диплоидных и гаплоидных клетках человека.
Изучите особенности кариотипа человека и укажите в таблице вид хромосом и
их количество в различных клетках мужского и женского организмов.
37
Число хромосом
Женский организм
Мужской организм
Соматическ
ая клетка
____________________
(двойной) набор, ____,
Всего _______
хромосом:
_______ – аутосомы
_______ - половые
хромосомы
Половые
клетки
_________________
(одинарный) набор,
___,
Всего ____ хромосомы:
________ – аутосомы
________ - половая
хромосома
Один тип
яйцеклеток
два типа
сперматозоидов
Преподаватель:
______________________
РЕПЛИКАЦИЯ – _______________________________________________
___________________________________________ – репликон. Участок молекулы
ДНК между двумя точками начала репликации, где в данный момент идет
репликация. У прокариот 1 репликон, у эукариот – тысячи.
________
________
_______
_______
_______
_______
_______
_______
_________
_________
Тема 4: Хранение и реализация генетической информации.
Основные вопросы темы:
1. Хранение генетической информации. Репликация и репарация.
2. Реализация наследственной информации. Транскрипция и трансляция.
3. Регуляция активности генов. Работа лактозного оперона.
4. Геном человека.
Задание 1. Репликация.
38
Матрица для репликации – _________________________________________
Продукт репликации – _____________________________________________
Когда и где происходит репликация – ___________________________________
_______________________________________________________________
Биологическое значение репликации – сохранение генетического материала и
равномерное распределение его между дочерними клетками
Принципы репликации:
1. Принцип _______________________________________ (А=Т, Ц=Г)
2. Принцип ________________________________________ (синтез новой цепи
идет от 5/ конца к 3
/
)
3. ________________________________________________ способом. Одна из
нитей каждой новой ДНК – является материнской, а вторая дочерняя
синтезируется заново.
4. Матричный принцип – обе нити ДНК являются матрицами.
Этапы репликации:
Этап
Процессы
1. Инициация
Специальные ферменты раскручивают и удерживают в таком
состоянии нити ДНК.
В результате этого в месте раскрутки образуется «вилка
репликации», которая имеет вид «глазка».
2. Элонгация
Синтез дочерних цепей ДНК идет от 5/ конца к 3
/
концу (на
материнской цепи от
3/ к 5/
). ДНК-полимеразы встраивать
нуклеотиды по принципам: антипараллельности,
полуконсервативности, матричности и комплементарности.
Нить на которой процесс синтеза ДНК направлен к вилке
репликации и идет непрерывно наз. лидирующей.
Вторая нить наз. запаздывающая, т.к. процесс синтеза идет
фрагментами «Оказаки» (шитье назад иглой).
3. Терминация
Процесс синтеза идет до точки терминации.
Модификация
Пострепликативная репарация – один из важных моментов
модицикации новых молекул ДНК, когда происходит проверка
дочерних нитей по материнской и исправление ошибок
репликации.
Репарация ДНК
Одним из свойств ДНК является ее способность к
репарации, т.е. восстановлению.
Выделяют три основных механизма репарации.
1. Фотореактивация или световая репарация - восстанавливает
повреждения ДНК, вызванные действием УФлучей. Для
работа ферментов необходим свет.
2. Эксцизионная (или темновая) репарация. Не требует
участия света. Восстанавливает ДНК, поврежденную
действием ионизирующей радиации, жимических веществ и
39
т.д. Если процесс репарации нарушен - это приводит к
различным заболеваниям, напр. пигментная ксеродерма.
3. Пострепликативная репарация.
4. Дорепликативная
Любая из 20 аминокислот зашифрована последовательностью
трех нуклеотидов молекулы ДНК (иРНК), называемых
триплетом или кодоном. Из 4 нуклеотидов можно создать 64
различные комбинации по 3 нуклеотида.
Для того, что бы закодировать 20 аминокислот хватило бы 44
триплета, а остальные как бы лишние, но это не так – т.к.
каждая аминокислота шифруется более чем одним кодоном (от
2 до 6). Исключением является АК – метионин и триптофан,
которые кодируются одним триплетом.
Каждый кодон кодирует только одну аминокислоту.
Следовательно, если нуклеотида в кодоне изменяться, то это
буде другая АК.
последовательность триплетов определяет порядок АК в белке.
Задание 2. Биосинтез белка – как основа роста и развития живого.
Организмы наследуют определенную генетическую информацию о возможности
развития тех или иных признаков. Реализация информации (синтез белка)
происходит во время индивидуального развития – онтогенеза. На определенном
этапе онтогенеза осуществляется рост организма, связанный с репродукцией
молекул, клеток и других биологических структур. Рост сопровождается
развитием. Развитие живой природы – эволюция – процесс необратимый,
направленный и сопровождается приобретением адаптаций (приспособлений),
возникновением новых видов и вымиранием прежде существующих. Это свойства
живых организмов: рост и развитие.
А) Система записи генетической информации.
Первичная структура белка представляет собой последовательность
аминокислот. Эта последовательность закодирована в молекуле ДНК в виде
определенного кода - _____________________________ ___________.
ДНК является матрицей для создания всех белков: в ДНК заключена вся
информация о структуре и деятельности клеток, о всех признаках каждой клетки
и организма в целом. Эта информация называется генетической.
____________________________ ____________ - это система записи
информации в виде последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК о
последовательности аминокислот в молекулах белка.
Свойства __________________________________
40
один нуклеотид может входит только в один кодон. При
выпадение или добавлении нуклеотида происходит изменение
структуры триплета и изменению последовательности АК в
полипептидной цепи.
Т.е. «внутри гена нет знаков препинания». Кодоны следуют друг за
другом, без перерывов, но между отдельными генами (т.е. между
информацией о одном белке и информацией о другом белке) есть
«знаки препинания» - это стоп кодоны или бессмысленные
триплеты. Они не шифруют АК, они означают, что это окончание
синтеза одного полипептида – УАА, УАГ, УГА.
У всех живых организмов на Земле один и тот же кодон
обусловливает включение в полипептид одну и ту же
аминокислоту.
Таблица триплетов генетического кода
Первый
нуклеотид
Второй нуклеотид
Ц Г У
А
Ц
ЦЦЦ Про
ЦЦГ Про
ЦЦУ Про
ЦЦА Про
ЦГЦ Арг
ЦГГ Арг
ЦГУ Арг
ЦГА Арг
ЦУЦ Лей
ЦУГ Лей
ЦУУ Лей
ЦУА Лей
ЦАЦ Гис
ЦАУ Гис
ЦАГ Глн
ЦАА Глн
Г
ГЦЦ Ала
ГЦГ Ала
ГЦУ Ала
ГЦА Ала
ГГЦ Гли
ГГГ Гли
ГГУ Гли
ГГА Гли
ГУЦ Вал
ГУГ Вал
ГУУ Вал
ГУА Вал
ГАЦ Асп
ГАУ Асп
ГАГ Глу
ГАА Глу
У
УЦЦ Сер
УЦГ Сер
УЦУ Сер
УЦА Сер
УГЦ Цис
УГУ Цис
УГГ Три
УГА стоп
УУЦ Фен
УУУ Фен
УУА Лей
УУГ Лей
УАЦ Тир
УАУ Тир
УАГ стоп
УАА стоп
А
АЦЦ Тре
АЦГ Тре
АЦУ Тре
АЦА Тре
АГЦ Сер
АГУ Сер
АГГ Арг
АГА Арг
АУЦ Иле
АУУ Иле
АУА Иле
АУГ Мет
ААЦ Асн
ААУ Асн
ААГ Лиз
ААА Лиз
*В таблице приведены кодоны и - РНК.
Участок ДНК, несущий информацию об одной полипептидной цепочке (1
белке) – называется _____________ - это единица наследственной информации.
Каждая ДНК содержит множество разных __________________. Благодаря
свойству ДНК – репликации происходит сохранение генетической информации и
ее передача дочерним клеткам при делении.
Реализация наследственной информации осуществляется через синтез белка.
Важнейший процесс в живой природе, создание молекул белка на основе
информации о последовательности аминокислот в его первичной структуре,
заключенной в структуре ДНК, содержащейся в ядре – называется _____________
_________________.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]