- •Глава 1
- •1.1. Для чего нужна физиология животных
- •1.2. Физиология и медицина
- •1.3. Физиология и познание
- •1.4. Основные концепции физиологии
- •1.4.1. В основе любой функции лежит структура
- •1.4.2. Генетика и физиология
- •1.4.3. Принцип гомеостаза
- •1.5. Физиологическая литература
- •1.6. Резюме
- •1.7. Вопросы для повторения
- •Глава 2 Физические и химические концепции
- •2.1. Атомы, связи и молекулы
- •2.2. Свойства н, о, n и с как основа для возникновения жизни
- •2.3. Вода.
- •2.3.1. Молекула воды
- •2.3.2. Свойства воды
- •2.3.3. Вода как растворитель
- •2.4. Растворы и их коллигативные свойства
- •2.5. Растворы электролитов
- •2.5.1. Ионизация воды
- •2.5.2. Кислоты и основания
- •2.5.3. Биологическая роль рН
- •2.5.4. Уравнение Гендерсона–Хассельбаха
- •2.5.5. Буферные системы
- •2.6. Электрический ток в водных растворах
- •2.7. Ионная избирательность
- •2.8. Биологические молекулы
- •2.8.1. Липиды
- •2.8.2. Углеводы
- •2.8.3. Белки
- •2.8.4. Нуклеиновые кислоты
- •2.9. Резюме
- •2.10. Вопросы для повторения
- •4. Почему кислород играет столь важную роль в биологии?
- •Глава 3
- •3.1. Энергия: понятия и определения
- •3.2. Перенос химической энергии в системе сопряженных реакций
- •3.3. Атр и высокоэнергетическая фосфатная группа
- •3.4. Температура и скорость реакции
- •3.5. Ферменты
- •3.5.1. Специфичность фермента
- •3.5.2. Каталитическая активность
- •3.5.3. Температура и скорость реакции
- •3.5.4. Чувствительность к рН
- •3.5.5. Регуляция ферментативной активности
- •3.5.6. Кофакторы
- •3.5.7. Кинетика ферментативных реакций
- •3.5.8. Сродство между ферментом и субстратом
- •3.5.9. Подавление активности ферментов
- •3.6. Механизмы регуляции метаболизма
- •3.6.1. Генетическая регуляция синтеза ферментов
- •3.6.2. Метаболическое ингибирование по типу обратной связи
- •3.6.3. Активация ферментов
- •3.7. Образование атр в процессе метаболизма
- •3.8. Окисление, фосфорилирование и перенос энергии
- •3.8.1. Электронпереносящие коферменты
- •3.9. Цепь переноса электронов
- •3.10. Гликолиз
- •3.11. Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса)
- •3.12. Эффективность энергетического метаболизма
- •3.13. Кислородная задолженность
- •3.14. Резюме
- •3.15. Вопросы для повторения
- •Глава 4
- •4.1. Состав мембран
- •4.2. Организация мембран
- •4.2.1. Простые модели бислоев
- •4.2.2. Жидкостно–мозаичная модель
- •4.2.3. Субъединичная модель
- •4.3. Физические основы проницаемости мембран
- •4.3.1. Диффузия
- •4.3.2. Трансмембранный поток
- •4.3.3. Осмос
- •4.3.4. Осмолярность и тоничность
- •4.3.5. Влияние электрических сил на распределение ионов
- •4.3.6. Доннановское равновесие
- •4.4. Осмотические свойства клеток
- •4.4.1. Стационарное состояние
- •4.4.2. Объем клеток
- •4.5. Механизмы пассивного транспорта
- •4.5.1. Простая диффузия через липидный бислой
- •4.5.2. Диффузия через мембранные каналы
- •4.5.3. Облегченная диффузия
- •4.6. Активный транспорт
- •4.7. Ионные градиенты как источники энергии в клетке
- •4.7.1. Симпорт (котранспорт)
- •4.7.2. Антипорт (контртранспорт)
- •4.8. Селективность мембран
- •4.8.1. Селективность к электролитам
- •4.8.2. Селективность к неэлектролитам
- •4.9. Эндоцитоз и экзоцитоз
- •4.10. Межклеточные контакты
- •4.10.1. Щелевые контакты
- •4.10.2. Плотные контакты
- •4.11. Эпителиальный транспорт
- •4.11.2. Транспорт воды
- •4.12. Резюме
- •4.13. Вопросы для повторения
- •Глава 5 Ионы и возбуждение
- •5.1. Мембранная теория возбуждения
- •5.2. Пассивные электрические свойства клеточных мембран
- •5.2.1. Проводимость мембраны
- •5.2.2. Емкость мембраны
- •5.2.3. Электротонический потенциал
- •5.3. Электрохимический потенциал
- •5.3.1. Уравнение Нернста
- •5.4. Потенциал покоя
- •5.4.1. Роль ионных градиентов и ионных каналов
- •5.4.2. Роль активного транспорта
- •5.5. Активные электрические процессы
- •5.6. Ионные основы потенциала действия
- •5.6.1. Общие свойства потенциала действия
- •5.6.2. Натриевая гипотеза
- •5.6.3. Натриевые каналы
- •5.6.4. Цикл Ходжкина
- •5.6.5. Калиевый ток
- •5.6.6. Ионные механизмы потенциала действия: краткая сводка
- •5.6.7. Изменение концентрации ионов во время возбуждения
- •5.7. Другие электровозбудимые каналы
- •5.8. Пейсмекерные потенциалы
- •5.9. Резюме
- •5.10. Вопросы для повторения
- •Глава 6 Распространение и передача нервных импульсов
- •6.1. Нервные клетки
- •6.1.1. Два основных типа электрических сигналов в нервных клетках
- •6.2. Пассивное распространение электрических сигналов
- •6.3. Распространение нервных импульсов
- •6.3.1. Скорость распространения нервных импульсов
- •6.3.2. Сальтаторное проведение
- •6.4. Представление о синапсах
- •6.5. Передача возбуждения в электрических синапсах
- •6.6. Передача сигналов в химических синапсах
- •6.6.1. Строение химических синапсов
- •6.6.2. Синаптические потенциалы
- •6.6.3. Синаптические токи
- •6.6.4. Потенциал реверсии
- •6.6.5. Постсинаптическое торможение
- •6.6.6. Пресинаптическое торможение
- •6.7. Постсинаптические рецепторы и каналы
- •6.8. Выделение медиаторов пресинаптическими окончаниями
- •6.8.1. Квантовое выделение медиаторов
- •6.8.2. Электросекреторное сопряжение
- •6.9. Синаптическая интеграция
- •6.9.1. Суммация
- •6.10. Функциональная пластичность синапсов
- •6.10.1. Гомосинаптическая модуляция
- •6.10.1.1. Облегчение
- •6.10.1.2. Посттетаническая потенциация
- •6.10.2. Гетеросинаптическая модуляция
- •6.11. Медиаторы
- •6.11.1. Биогенные амины
- •6.11.2. Аминокислоты
- •6.11.3. Нейропептиды
- •6.11.4. Эндогенные опиоиды
- •Подставив в это равенство выражения (1) и (2), получим
- •6.12. Резюме
- •6.13. Вопросы для повторения
3.15. Вопросы для повторения
1. Может показаться, что в живых системах нарушается второй закон термодинамики, поскольку в них поддерживается высокая степень упорядоченности. Как разрешается кажущееся противоречие между низким уровнем энтропии живых систем и этим фундаментальным физическим законом?
2. Если поддерживается постоянная температура, то какой – эндоэргической или экзоэргической будет реакция, для которой TΔS > ΔН?
3. При каких условиях может осуществиться эндоэргическая реакция?
4. Чему равно ΔG системы, находящейся в равновесии?
5. Каким образом АТР «передает» запасенную химическую энергию эндоэргической реакции?
6. Что такое «сопряженная реакция»?
7. Почему повышение температуры приводит к увеличению скорости химической реакции?
8. Какими факторами определяется оптимальная температура ферментативной реакции?
9. Каким образом катализатор увеличивает скорость реакции?
10. Почему необходим катализ в живых организмах?
11. Как осуществляется специфичность ферментов к субстратам или к определенной химической связи?
12. Как влияет рН на активность фермента?
13. Как была показана справедливость конформационной теории специфичности активного центра?
14. Какие факторы влияют на скорость катализируемых ферментами реакций?
15. Константа Михаэлиса Км численно равна концентрации субстрата, при которой данная peaкция протекает со скоростью, равной полови максимальной скорости Vmах. Чем выше Км. тем больше или меньше сродство между ферментом и субстратом?
16. Почему высокая концентрация субстрата сводит на нет действие конкурентного ингибитора и не играет никакой роли при неконкурентном ингибировании?
17. Как оба типа ингибирования влияют на константу Михаэлиса Км? Объясните, почему.
18. Почему энергетический выход на молекулу питательного вещества гораздо выше при аэробном расщеплении по сравнению с анаэробным?
19. В чем заключается преимущество ступенчатого изменения электронного давления перед одноэтапным большим его понижением при окислительном фосфорилировании?
20. Каким образом осуществляется высвобождение энергии отдельными порциями в цепи переноса электронов?
21. В чем состоит отличие механизмов высвобождения энергии соответственно в цикле трикарбоновых кислот и при гликолизе?
22. Объясните, почему у животных в процессе эволюции конечным акцептором электронов стал О2?
ЛИТЕРАТУРА
Bender M. L, Brubacher L.J. 1973. Catalysis and Enzyme Action, New York, McGraw–Hill.
Boyer P.D. 1970. The Enzymes, New York, Academic.
Cech T.R. 1986. RNA as an enzyme, Scientific American, 255, 64–75.
Darnell J.H., Lodish, Baltimore D. 1986. Molecular Cell Biology, New York, Scientific Ameriсan Books.
Haynes R. H., Hanawalt P. C., eds. 1973. The Chemical Basis of Life: Readings from Scientific American, New York, W. H. Freeman and Company.
Hinkle P. C., Mc Arty R. E. 1978. How cells make ATP, Scientific American, 238, 104–123.
Hochachka P. W., Somero G. N. 1984. Biochemical Adaptation, Princeton, N. J., Princeto University Press.
Lehninger A.L. 1971. Bioenergetics, 2nd ed., Menlo Park, Calif., Benjamin.
Lehninger A.L 1982. Principles of Biochemistry, New York, Worth.
Malcolm A. D. 1971. Enzymes: An Introduction to Biological Catalysis, London, Methuen.
Stryer L 1988. Biochemistry, 3th ed., New York, W.H. Freeman and Company.