Биологический факультет. ГОСник. Шпоры / ГОС Ответы / билет №28

Билет №28

1 вопрос: Грибы. Общая характеристика. Черты растительной и животной организации. Особенности строения клетки. Питание грибов. Симбиоз грибов с другими организмами.

Насчитывается около 100 тыс видов. Грибы – бесхлорофилльные эукариотические организмы. Имеют черты растительной и животной организации. Растительной: неограниченный рост, адсорбция органических веществ. Животной: запасное вещество – гликоген, БХ, обмен веществ.

Это гетеротрофы. Могут питаться отмершим органическим веществом, нападать на живые объекты, т.е. явл паразитами.

Наиболее примитивные имеют амебоидный таллом, лишены клеточной стенки многоядерны. Чаще всего мицелиальный таллом. Также есть дрожжеподобный таллом (отдельные клетки покрыты оболочкой). В составе клеточной стенке хитин и хитозан.

! Грибы часто бывают окрашены. Но ФС пигментов нет, эти пигменты связаны с ароматическими соединениями (терпеноидами). Наивысший симбиоз гриба с водорослью – лишайник.

3 вопрос: генетическая рекомбинация у прокариот. Конъюгация у бактерий. Половой фактор у кишечной палочки, его роль. Генетическое картирование при конъюгации. Плазмиды, их роль в переносе генетической информации.

К прокариотам относятся бактерии и цианобактерии. Отличие генетической организации про- и эукариот: 1) отсутствие мембраны, отделяющей нуклеоид от цитоплазмы; 2) генетическая информация содержится не только в ядре, но и в автономных генетических элементах; 3) отсутствуют ядерные белки - гистоны, нет ядрышка; 4) органеллы не содержат ДНК; 5) отсутствует мейоз.

Особенности МО как объектов генетических исследований: 1. гаплоидность и проявление мутаций уже в первом поколении 2. каждая клетка может образовывать колонию.

Бактерии вырабатывают механизмы обмена генетической информацией: конъюгация, трансформация, транскрипция.

! все процессы передачи генетической информации однонаправлены. Одна клетка выступает в качестве донора, другая – реципиента.

Конъюгация – процесс переноса плазмиды, а иногда и хромосомной ДНК из клетки донора в клетку реципиент при непосредственном контакте между клетками. Половой фактор (F-фактор) у кишечной палочки содержит 60 генов. Половой фактор находится в плазмиде. Им Tra-район, он контролирует конъюгативный перенос ДНК, содержит 35 генов. Вся плазмида содержит 100 000 п.н. Им свой ori репликации. Часть tra-района кодирует белок, который формирует пили. Пили обеспечивают контакт между F+ и F- В сайте oriT вносится однонитевой разрыв и эта нить с 5¹ конца начинает передаваться в реципиентную клетку. Синтез 2ой цепи осуществляется и в клетке-доноре и в клетке-реципиенте. Обе клетки становятся F+. В популяции F+ клеток половой фактор способен интегрировать в хромосому с образованием Hfr-штаммов. Они образуются в результате кроссинговера кольцевой ДНК и F-фактором.

Перенос хромосомных генов при конъюгации. В сайте oriT полового фактора вносится однонитевой разрыв и эта нить, начиная с 5¹конца тащит всю хромосому. В донорской клетке синтезируется комплиментарная нить ДНК, в реципиентной клетке вновь синтезируется ДНК, но не замыкается в кольцо, т.к. не вся нить передается в клетку. Рекомбинанты возникают в результате двойного кроссинговера. Конъюгация – это пример горизонтального переноса генов.

Генетическое картирование при конъюгации. Эксперимент Вольмана и Жакоба. Они использовали штаммы Hfr. Экспериментаторы смешивали клетки F- и сам штамм Hfr при 37⁰в жидкой среде. В специальном аппарате (блендере) при встряхивании культуры клеток, вступивших в конъюгацию, разъединяются. Пробы высевали в среду для учета рекомбинантов. Стрептомицетом убивали клетки донорского штамма.

Вывод: было обнаружено, что время вхождения каждого гена в реципиентную клетку служит мерой их генетического расстояния на карте. За 1 мин передается 40000 п.н. – 1% бактериальной хромосомы, т.е. перенос всей хромосомы – 100 мин.

Плазмиды – обычно кольцевые молекулы ДНК. Может реплицироваться в клетке автономно от хромосомы и содержит некоторое число генов.

2 вопрос: Катаболизм и анаболизм. Биологическое значение основных метаболических путей (гликолиз, цикл трикарбоновых кислот, расщепление и синтез жирных кислот).

Метаболизм – это совокупность ферментативных реакций, которые протекают в клетке и обеспечивают их жизнедеятельность. О.в. – это высокоорганизованный упорядоченный процесс.

Обмен веществ делится на катаболизм и анаболизм. При катаболизме происходит расщепление и окисление, в результате чего извлекается энергия из расщепившихся макромолекул. При анаболизме строятся свои собственные белки, образуются новые ковалентные связи, следовательно, нужна Е.

Гликолиз: встречается как у анаэробных организмов, так и у аэробных. Состоит из 2х этапов. 1. Подготовительный. Подготовка глюкозы и расщепление на фосфотриозы. На первом этапе идут 2 необратимых реакции, в результате чего тратится 2 мол АТФ. Продуктами первого этапа являются диоксиацетонфосфат и глицероальдегид фосфат.

2. Субстратное фосфорилирование. В результате этого этапа образуется 2 мол НАДН,Н⁺ и 4 мол АТФ. Конечным продуктом является 2 мол ПВК.

Значение гликолиза:1)энергетическая роль. в результате гликолиза образуется 2 мол АТФ, 2 мол НАДН,Н⁺. В результате последующего окисления НАДН,Н⁺ образуется 3 мол АТФ. Следовательно, 6+2=8АТФ

2) образование промежуточных метаболитов

3) регулирование физиологических процессов в клетке.

ЦТК или β-расщепление. Оно возможно, если расщепить связь между α и β атомом. НО β атома нет! Следовательно, надо удлинить мол. 3 стадии: 1) подготовительная; 2) окислительная; 3)ресинтез ЩУК. На подготовительном этапе происходит наращивание углеродного скелете путем взаимодействия ЩУК и ацетилКоА. 2) происходит образование 2х мол НАДН,Н+ и уменьшение углеродного скелета до 4х атомов и образование сукцината (янтарной кислоты). На 3м этапе сукцинат через образование фумарата-малата переходит в ЩУК и цикл замыкается.

Значение ЦТК: 1. Конечный этап окисления углеводов, белков, жиров.в ходе реакций освобождается большое количество Е. Энергетический выход: образуются 3 НАДН (=3 АТФ), НАДФН (=3 АТФ), ФАДН₂ (=2 АТФ). 1 АТФ образуется в ходе субстратного фосфорилирования. Следовательно, 15 АТФ. А, т.к. в процессе гликолиза образуется 2 мол пирувата, то образуется 30 мол АТФ.

2. образование промежуточных продуктов. Благодаря ЦТК устанавливается тесная связь между обменом углеводов, белков и липидов.

Β-расщепление жирных кислот. Для окисления надо, чтоб жирная кислота была активирована (при пом КоА-SH с использованием АТФ АМФ +ФФ). Это происходит в цитоплазме ж.к. проходит в матрикс митохондрий. Расщепление происходит циклами. В результате действия одного цикла образуется 1 мол ФАДН₂, 1 НАДН,Н+ Конечным продуктом является ацетатилКоА, который в последствии направляется в ЦТК. Таким образом, ЦТК – завершающий путь для углеводов и расщепления липидов.

Значение: 1.главный источник энергии в клетке, 2. Поставляет продукты для гликолиза

Анаболизм жирных кислот. Расщепление ж.к. в матриксе митохондрий, синтез – в цитоплазме, т.е. пути катаболизма и анаболизма не совпадают. Особенности: 1) идет в цитоплазме 2) наращивание ацильной группы на 2 фрагмента идет с одновременным декарбоксилированием. Это надо для использования меньшей Е 3) ферменты, кот осуществляют 1 цикл синтеза объединяются в ферментную систему – синтаза жирных кислот. Исходный продукт образуется в матриксе митохондрий и переносится в цитоплазму при помощи «малатцитратного челнока». АцетилКоА при помощи мол АТФ образует малонилКоА.

Синтез идет в 3 этапа: 1) трансферазные реакции. Посадка субстратов (ацетилКоА и малонилКоА) на АПБ(ацилпереносящий белок) 2) конденсация этих 2хсубстратов 3)восстановительный биосинтез. В результате этой реакции тратится 2 мол НАДФН,Н+.

Исходной синтезируется пальметиновая ж.к. и далее за счет ее удлинения синтезируются др ж.к, кот будут иметь двойную связь (но не далее 9 ат.С)