18.Клеточное ядро, его химический состав, строение и функции.

Клеточное ядро - ядра эукариотических клеток. Ядра построены сложным образом и довольно резко отличаются от "ядерных" образований, нуклеоидов, прокариотических организмов. У последних в состав нуклеоидов (ядроподобных структур) входит одиночная кольцевая молекула ДНК, практически лишенная белков.

Сам термин "ядро" впервые был применен Броуном в 1833 г. Для обозначения шаровидных постоянных структур в клетках растений.

Клеточное ядро обычно одно на клетку (есть примеры многоядерных клеток), состоит из ядерной оболочки, отделяющей его от цитоплазмы, хроматина, ядрышка, кариоплазмы (или ядерного сока). Эти четыре основных компонента встречаются практически во всех неделящихся клетках эукариотических одно- и многоклеточных организмов.

Ядра имеют обычно шаровидную или яйцевидную форму; диаметр первых равен приблизительно 10 мкм, а длина вторых - 20 мкм.

Ядро необходимо для жизни клетки, поскольку именно оно регулирует всю ее активность. Связано это с тем, что ядро несет в себе генетическую (наследственную) информацию, заключенную в ДНК.

 

19.Протоплазма как коллоидная система, ее физические свойства.

Важная роль в функциональном объединении структурных компонентов и компартментов клетки принадлежит свойствам живой протоплазмы (содержимое живой клетки, включающее ее ядро и цитоплазму). В целом ее принято рассматривать как особую многофазную коллоидную систему, или биоколлоид. На обширных поверхностях макромолекул оседают разнообразные «примеси», что ведет к изменению агрегатного состояния протоплазмы. Между крайними полюсами организации протоплазмы в виде вязких гелей и растворов имеются переходные состояния. При указанных переходах совершается работа, в результате которой осуществляются различные внутриклеточные превращения,- образование мембран, сборка микротрубочек, выброс из клетки секрета, изменение геометрии белковых молекул, приводящее к торможению или усилению ферментативной активности. Особенностью биоколлоида является также и то, что в физиологических условиях переходы протоплазмы из одного агрегатного состояния в другое (в силу наличия особого ферментативного механизма) обратимы. Названное свойство биоколлоида обеспечивает клетке способность при наличии энергии многократно совершать работу в ответ на действие стимулов.

20.Алкалоиды, гликозиды, органические кислоты: представители и их роль в растении и народном хозяйстве.

Алкало́иды — группа азотсодержащих органических соединений природного происхождения (чаще всего растительного), большинство из которых обладает свойствами слабого основания; к ним также причисляются некоторые биогенетически связанные с основными алкалоидами нейтральные и даже слабокислотные соединения^. Иногда алкалоидами называются и синтетические соединения аналогичного строения.

Помимо углерода, водорода и азота в молекулы алкалоидов могут входить атомы серы, реже — хлора, брома или фосфора. Многие алкалоиды обладают выраженной физиологической активностью. К алкалоидам относятся, например, такие вещества, как морфин, кофеин, стрихнин, хинин и никотин.Значение алкалоидов для живых организмов, их синтезирующих, до сих пор изучено недостаточно. Было показано, что во многих растениях содержание алкалоидов может как увеличиваться, так и уменьшаться с течением времени.Большинство известных функций алкалоидов относятся к защите растений от внешних воздействий. Кроме того, содержание алкалоидов в растении препятствует их поеданию насекомыми и растительноядными хордовыми.Известна также роль алкалоидов в регулировке роста растений.

Применение в сельском хозяйствеДо разработки широкой гаммы относительно малотоксичных синтетических пестицидов некоторые алкалоиды достаточно широко применялись в качестве инсектицидов (соли никотина). Их применение было ограничено высокой токсичностью для людей

Гликози́ды — органические соединения, молекулы которых состоят из двух частей: углеводного остатка и неуглеводного фрагмента. В качестве гликозидов в более общем смысле могут рассматриваться и углеводы, состоящие из двух или более моносахаридных остатков. Преимущественно кристаллические, реже аморфные вещества, хорошо растворимые в воде и спирте.

Гликозиды представляют собой обширную группу органических веществ, встречающихся в растительном мире и/или получаемых синтетическим путём.

Чаще всего гликозиды встречаются в листьях и цветах растений, реже в других органах. В их состав входят углерод, водород, кислород, реже азот и только некоторые содержат серу.

Роль и значение гликозидов в растениях выяснена недостаточно. Хотя гликозиды обладают различным химическим составом, соединения с меньшим молекулярным весом значительно чаще встречаются в природе.

Гликозиды не рассеяны беспорядочно, а подобно алкалоидам или эфирным маслам играют важную роль в жизнедеятельности растений.

Органические кислоты играют важную роль в обмене веществ растений, являются в основном продуктами превращения сахаров, принимают участие в биосинтезе алкалоидов, гликозидов, аминокислот и других биологически активных соединений, служат связующим звеном между отдельными стадиями обмена жиров, белков и углеводов.

В плодах органические кислоты преимущественно находятся в свободном виде, в листьях же и других органах растений преобладают их соли.

Кислоты делят на две группы - летучие и нелетучие. К летучим относят муравьиную, уксусную, пропионовую,   масляную,   валериановую,   изовалериановую и др. Муравьиная кислота найдена в плодах можжевельника обыкновенного, листьях крапивы, траве тысячелистника обыкновенного. Запах растений обусловлен наличием эфиров летучих кислот. Из нелетучих кислот наиболее часто встречаются яблочная, лимонная,' винная и щавелевая. Лекарственными свойствами обладают и ароматические кислоты растений - бензойная, галловая, кумаровая, хлорогеновая, кофейная, хинная и др.

Бензойная кислота способствует продолжительному хранению плодов, являясь естественным консервантом.

21.«С-3» путь фотосинтеза (цикл Кальвина).

Этот путь ассимиляции СО₂ обнаружен у всех фотосинтезирующих растений. Он был назван циклом Кальвина в честь американского биохимика. Растения разное время подкармливали СО₂ и хроматографировали экстракты. Радиоактивные изотопы по химическим свойствам не отличаются от стабильных. Принимая участие в реакциях, они помечают те соединения, в которые входят. Цикл состоит из трех этапов: карбоксилирования, восстановления, регенерации первичного акцептора СО₂ и синтеза конечного продукта фотосинтеза.1. Карбоксилирование. Фосфорибулокиназа фосфорилирует при участии АТФ рибулозо-5-фосфат с образованием АДФ и рибулозо-1,5-дифосфата. Последний является акцептором СО₂ и под действием рибулозодифосфаткарбоксилазы присоединяет СО₂. В результате образуются 2 молекулы 3-фосфоглицериновой кислоты (3-ФГК). 2. Восстановление. Фосфоглицераткиназа при участии АТФ фосфорилирует 3-ФГК и образовавшаяся 1,3-дифосфоглицериновая кислота восстанавливается с помощью НАДФН и дегидрогеназы фосфоглицеринового альдегида до 3-фосфоглицеринового альдегида (3-ФГА). 3. Регенерация. После фиксации трех молекул СО₂ и образования шести молекул 3-ФГА пять из них используются для синтеза рибулозо-5-фосфата, а одна молекула 3-ФГА – для образования глюкозы. Среди продуктов фотосинтеза обнаружены аминокислоты. При недостатке НАДФН 3-ФГК превращается не в 3-ФГА, а в пировиноградную кислоту. Она, присоединяя аммиак, образует аланин. Из пировиноградной кислоты в цикле Кребса образуются органические кислоты, которые в ходе реакций аминирования и переаминирования дают аминокислоты.