Войти
Закрыть

Організація спадкового матеріалу еукаріотичної клітини

10 Клас

Промотор — послідовність нуклеотидів молекули ДНК, розташована перед кодуючою частиною гена. Він забезпечує контроль синтезу РНК (транскрипції), потрібний для ініціації цього процесу та визначення точки старту транскрипції. Окремий ген може мати кілька промоторів. Термінатор — послідовність нуклеотидів, яка слугує сигналом для припинення процесу транскрипції. Залежно від функцій, які виконують молекули РНК у клітинах, гени, що їх кодують, поділяють на білкові (синтезована мРНК використовується як переносник інформації до місця синтезу білкових молекул) та гени, що кодують інші типи РНК (наприклад, тРНК, рРНК). Основна частина генетичного матеріалу розміщена в ядрі у вигляді надзвичайно довгих лінійних молекул ДНК, які в комплексі з молекулами білків входять до складу хромосом. Гени є частинами цих молекул ДНК. Кожен ген займає певне положення в хромосомі — локус. Гени, у свою чергу, розділені ділянками, що не містять інформації про послідовність амінокислот у складі молекул білків чи про структуру РНК, — це міжгенна ДНК. Геном — сукупність усіх кодуючих і некодуючих послідовностей ДНК (або РНК, як у віроїдів чи РНК-вмісних вірусів) у клітинах даного організму. Генотип — сукупність усіх генів організму. Цей термін може означати й певні комбінації алелів тих чи інших генів. Характерною рисою геномів еукаріотичних організмів є велика кількість молекул ДНК, значна частина яких припадає на некодуючі послідовності нуклеотидів (наприклад, у людини кодуючі послідовності генів становлять менше ніж 2 % загальної кількості ДНК)....
0 Переглянути

Практична робота 1. Складання схем обміну вуглеводів, ліпідів і білків в організмі людини

10 Клас

Організм людини є відкритою системою, яка потребує постійного надходження поживних речовин з енергією, що міститься в їхніх хімічних зв’язках. У нашому організмі постійно відбуваються два типи процесів обміну речовин — метаболізму. Це реакції пластичного обміну (процеси асиміляції, або анаболізму), у результаті яких синтезуються потрібні організму сполуки. Одні з них використовуються як будівельний матеріал, інші — як енергетичний або як біологічно активні речовини (ферменти, гормони, антитіла тощо). Ці процеси потребують витрат енергії, яка вивільняється внаслідок процесів енергетичного обміну (їх ще називають процесами дисиміляції, або катаболізму). Процеси асиміляції та основна частина процесів дисиміляції відбуваються в клітинах. Їх забезпечують різні клітинні структури та відповідні ферменти. Плазматична мембрана забезпечує як надходження речовин у клітину, так і виведення їх з неї. Процеси синтезу білків забезпечують рибосоми. Процеси енергетичного обміну забезпечують, зокрема, мітохондрії, за участі яких відбувається аеробний етап енергетичного обміну, та лізосоми (містять гідролітичні ферменти, за участі яких складні сполуки розщеплюються до простіших). Нейрогуморальну регуляцію процесів обміну речовин в організмі людини здійснюють насамперед нервова та ендокринна системи (гормони та нейрогормони), а також біологічно активні речовини — вітаміни. Однією з умов збереження здоров’я є збалансоване харчування, коли до організму надходять різноманітні поживні речовини в кількостях і співвідношеннях, потрібних для нормальної життєдіяльності. Недостатнє харчування, так само як і надмірне, призводить до розвитку захворювань багатьох органів і фізіологічних систем організму. Нормальне функціонування організму людини залежить також від підтримання водного балансу — певного співвідношення між надходженням води та її витрачанням. Важливою для здоров’я людини є і якість питної води....
0 Переглянути

Порушення метаболізму, пов'язані з нестачею чи надлишком надходження певних хімічних елементів, речовин

10 Клас

Білки надходять в організм людини з тваринною і рослинною їжею. Білки тваринного походження є повноцінними (містять усі незамінні амінокислоти). Рослинні білки не мають деяких з них або містять їх у малих кількостях (неповноцінні білки). Білки в організмі людини зазвичай про запас не відкладаються, тому тривале ненадходження до організму незамінних амінокислот порушує процеси синтезу в організмі потрібних йому білків. Так виникає небезпечне для здоров’я білкове голодування, яке спричиняє уповільнення чи повне затримання росту, гальмування розвитку, тяжкі порушення обміну речовин в організмі та гормональної регуляції життєвих функцій, позначається і на захисних властивостях організму (оскільки антитіла — імуноглобуліни — мають білкову природу). Водночас із синтезом білків, притаманних організму людини, відбувається їхній розпад. При цьому утворюються певні отруйні для організму сполуки (наприклад, амоніак, сечовина, сечова кислота). Більшість з них з кров’ю потрапляє до печінки, де знешкоджується. Кінцеві продукти білкового обміну виводяться з організму людини різними шляхами: через видільну систему, через кишечник разом з неперетравленими рештками їжі, з потом через шкіру. Жири надходять до організму людини і з тваринною їжею (салом, жирним м’ясом, вершковим маслом, жирним сиром тощо), і з продуктами рослинного походження (різні види олії). За надлишкового надходження до організму жири можуть відкладатись про запас у підшкірній жировій клітковині, сальнику тощо, які відіграють роль жирового депо. Якщо жирів до організму потрапляє недостатньо, специфічні жири можуть синтезуватися з продуктів розщеплення білків чи вуглеводів (за умов, що в організмі є надлишки цих сполук). Це свідчить про тісний зв’язок між обміном білків, жирів і вуглеводів в організмі людини. За повного розщеплення жирів утворюються вода та вуглекислий газ. Кінцеві продукти обміну жирів виводяться через травну й видільну системи, через шкіру та органи дихання. Вода, яка утворилася внаслідок повного розщеплення жирів, може використовуватись у різноманітних біохімічних процесах....
0 Переглянути

Раціональне харчування — основа нормального обміну речовин

10 Клас

Раціональне харчування — таке харчування, коли якість і кількість спожитої їжі відповідає потребам організму. Насамперед ці потреби визначаються тим, яку кількість енергії витрачає організм у процесі власної життєдіяльності. Енергетичні витрати організму визначають за основним обміном — тією найменшою кількістю енергії, яку організм витрачає для підтримання процесів життєдіяльності у стані повного спокою, натщесерце (тобто після 12—16 год після споживання їжі) і за умов температурного комфорту (+20...+23 °С). За цих умов енергія витрачається лише на забезпечення роботи внутрішніх органів (біохімічні процеси, що відбуваються у клітинах, роботу серця, дихальні рухи тощо). Основний обмін залежить від різних факторів: статі, віку, функціонального стану організму, виконуваної роботи. Для людини середньої маси, середнього зросту та середнього віку добове значення основного обміну становить приблизно 7000 кДж. Звичайно, що для здійснення фізичної роботи організм витрачатиме ще певну кількість енергії. Добовий раціон. Потрібна організмові енергія звільняється внаслідок окиснення органічних сполук (білків, жирів, вуглеводів) або їхнього безкисневого розщеплення (вуглеводи): при розщепленні 1 г білків і вуглеводів виділяється понад 17 кДж енергії, а 1 г жирів — 38,9 кДж. У дорослих людей у нормі кількість спожитої енергії, яка міститься у продуктах харчування, має дорівнювати кількості витраченої. У дітей під час росту організму кількість спожитої енергії має переважати кількість витраченої. У людей похилого віку енергетичні потреби знижені. Отже, знаючи, яка кількість енергії звільняється під час розщеплення 1 г різних органічних сполук (білків, жирів і вуглеводів), а також те, скільки енергії витрачає людина впродовж доби, можна розрахувати її добовий раціон — ту кількість їжі, яку людині треба спожити, щоб відновити енергетичні витрати....
0 Переглянути

Нейрогуморальна регуляція процесів метаболізму

10 Клас

Існує тісний зв’язок між діяльністю кори великих півкуль кінцевого мозку та інтенсивністю процесів обміну речовин і перетворення енергії в організмі людини. Встановлено, що вищі центри автономної нервової системи, які регулюють обмін речовин і перетворення енергії (від чого залежить температура тіла), розташовані в лобових частках великих півкуль кінцевого мозку, гіпоталамусі, стовбуровій частині головного мозку, проміжному мозку та у спинному мозку. На інтенсивність обміну речовин впливають й умови навколишнього середовища. Так, у людей, які здійснюють важку фізичну працю або займаються спортом, інтенсивність обміну речовин зростає. І, навпаки, у стані спокою в людей інтенсивність обміну речовин знижується. Нервова регуляція обміну речовин здійснюється не лише безпосереднім надходженням нервових імпульсів до певних тканин та органів, а й упливом на залози внутрішньої секреції, які виробляють певні гормони. Є тісний зв’язок між нервовою та гуморальною регуляцією обміну речовин. Імпульси від кори великих півкуль надходять до підкіркових центрів, зокрема до гіпоталамуса, який функціонально пов’язаний із залозою внутрішньої секреції — гіпофізом (мал. 24.2)....
0 Переглянути

Біосинтез білків

10 Клас

Біосинтез білків здійснюється за рахунок ферментативного сполучення амінокислот між собою. Це кінцева ланка процесу реалізації спадкової інформації в клітині. Вона, як і синтез нуклеїнових кислот, відбувається за матричним принципом. Матрицею при цьому є молекула мРНК. Основні процеси біосинтезу білків зосереджені в цитоплазмі й відбуваються за участі рибосом. В еукаріотичних клітинах власні білки можуть синтезувати також мітохондрії та пластиди. В організмах утворюється величезна кількість різноманітних білків, інформація про структуру яких кодується певною послідовністю нуклеотидів у складі генів, які називають структурними, або білковими. Єдина для всіх організмів система кодування спадкової інформації має назву генетичний код (див. форзац ІІ). Закодована в такий спосіб інформація зберігається у клітині у вигляді певної послідовності нуклеотидів молекул нуклеїнових кислот, що визначає порядок розташування амінокислотних залишків у поліпептидному ланцюзі під час його синтезу. Пригадаємо властивості генетичного коду. Кожна амінокислота в поліпептидному ланцюзі кодується послідовністю з трьох певних нуклеотидів, так званим триплетом, або кодоном. Отже, генетичний код триплетний. Чотири різні нуклеотиди ДНК або РНК можуть утворювати 64 комбінації (43 = 64), тобто існує 64 різні триплети. Є лише 20 стандартних амінокислот, тому можна припустити, що одну амінокислоту можуть кодувати кілька різних триплетів. Цю властивість генетичного коду називають виродженістю, що підвищує його надійність. Загальна кількість кодонів, які кодують певні амінокислоти, становить 61, відповідно три кодони (їх називають стоп-кодонами: УГА, УАА, УАГ) амінокислоти не кодують (мал. 23.1). Вони є сигналами зупинки біосинтезу білкової молекули....
0 Переглянути

Біосинтез нуклеїнових кислот

10 Клас

Біосинтез нуклеїнових кислот, незалежно від їхнього типу, базується на принципі комплементарності, коли один полінуклеотидний ланцюг стає матрицею для синтезу іншого. Будівельним матеріалом для синтезу нуклеїнових кислот є нуклеотиди, що містять рибозу (для синтезу РНК) або дезоксирибозу (для синтезу ДНК). До синтезу нуклеїнових кислот залучаються АТФ та інші нуклеотиди, які містять не один, а три ортофосфатні залишки: ГТФ (гуанозинтрифосфат), ЦТФ (цитидинтрифосфат), ТТФ (тимідинтрифосфат) та УТФ (уридинтрифосфат). Усі вони утворюються з відповідних нуклеотидів-монофосфатів та АТФ. У процесі синтезу нуклеотид (з одним ортофосфатним залишком) приєднується до полінуклеотидного ланцюга, що синтезується, а два ортофосфатні залишки відщеплюються. Майже всі організми здатні синтезувати нуклеотиди в результаті послідовних ферментативних реакцій. Попередниками нуклеотидів, які входять до складу нуклеїнових кислот, є амінокислоти та фосфорильована рибоза. Крім того, при розщепленні нуклеїнових кислот значна частина нітрогеновмісних основ не розщеплюється, а використовується знову для синтезу нових нуклеотидів. Спочатку синтезуються нуклеотиди, що містять рибозу. Частина їх перетворюється у відповідних реакціях на нуклеотиди, до складу яких входить дезоксирибоза. Біосинтез ДНК ґрунтується на здатності молекул ДНК до самоподвоєння (реплікації), унаслідок чого дочірні молекули ДНК стають точною копією материнської (мал. 22.1). У ході реплікації два ланцюги вихідної (материнської) молекули ДНК за участі низки білків і ферментів розплітаються і кожен з них стає матрицею для синтезу нового ланцюга. Для ініціації (запускання) синтезу до розплетеного ланцюга на матриці має бути синтезований короткий комплементарний фрагмент РНК — затравка, або праймер. Він потрібен тому, що фермент, який каталізує реплікацію ДНК (ДНК-полімераза), потребує для приєднання не одноланцюгової ділянки, а дволанцюгової....
0 Переглянути

Біосинтез вуглеводів і ліпідів у автотрофних і гетеротрофних організмів

10 Клас

Біосинтез вуглеводів посідає важливе місце серед анаболічних реакцій. Більшість вуглеводів, зокрема глюкозу, автотрофні організми синтезують з неорганічних сполук. У клітинах гетеротрофних організмів вуглеводи утворюються в обмеженій кількості з інших органічних сполук, зокрема продуктів розщеплення білків і ліпідів. Полісахариди в усіх організмах синтезуються в результаті ферментативних реакцій з моносахаридів. Фотосинтез — процес утворення органічних сполук з неорганічних завдяки перетворенню світлової енергії на енергію хімічних зв’язків синтезованих вуглеводів. Фотосинтез відбувається у дві фази — світлову (світлозалежні реакції перебігають за наявності світла) і темнову (світлонезалежні реакції). Він поєднує реакції катаболізму (синтез молекул АТФ під час світлозалежних реакцій) та анаболізму (синтез глюкози з використанням цієї енергії). У клітинах рослин і деяких одноклітинних тварин фотосинтез відбувається в хлоропластах (мал. 21.1), де є фотосинтезуючі пігменти — хлорофіли. За своєю структурою вони нагадують гем гемоглобіну, але в них замість Феруму в центрі молекули є атом іншого двовалентного металу — Магнію....
0 Переглянути

Енергетичне забезпечення процесів метаболізму

10 Клас

Підготовчий етап (початковий) енергетичного обміну відбувається в цитоплазмі клітин усіх організмів, а в більшості багатоклітинних тварин і людини — також і в порожнині органів травної системи. На цьому етапі складні органічні сполуки під дією ферментів розщеплюються на простіші: білки — до амінокислот, жири — до гліцеролу (триатомного спирту) і жирних кислот, полісахариди — до моносахаридів, нуклеїнові кислоти — до нуклеотидів. Ці процеси супроводжуються вивільненням енергії. Але її кількість незначна, вона розсіюється у вигляді тепла, яке організми можуть використовувати для підтримання певної температури тіла. Безкисневий (анаеробний) етап енергетичного обміну відбувається в клітинах. Його назва пов’язана з тим, що сполуки, які утворилися на попередньому етапі, зазнають подальшого багатоступеневого розщеплення без участі кисню. Анаеробне розщеплення — найпростіший шлях накопичення енергії у вигляді хімічних зв’язків синтезованих молекул АТФ. Магістральним шляхом безкисневого етапу енергетичного обміну є гліколіз — ферментативний процес послідовного розщеплення глюкози у клітинах, який супроводжується синтезом молекул АТФ. У результаті гліколізу в організмів, енергетичний обмін яких завершується аеробним (кисневим) етапом, утворюється дві молекули піровиноградної кислоти С3Н4O3, які в клітині через дисоціацію існують у формі пірувату — С3Н3O3 (мал. 20.1): С6Н12O6 + 2Н3РO4 + 2АДФ —> 2С3Н4O3 + 2Н2O + 2АТФ Результатом гліколізу в анаеробних умовах є утворення двох молекул молочної кислоти (наприклад, у разі втоми м’язів, що виникає внаслідок недостатнього надходження кисню, або ж під час молочнокислого бродіння, яке здійснюють молочнокислі бактерії):...
0 Переглянути

Загальна характеристика обміну речовин та енергії

10 Клас

Процеси обміну речовин нерозривно пов’язані з перетвореннями енергії. Організми поглинають з довкілля енергію у певних формах (світла, хімічних зв’язків сполук у складі їжі тощо), використовують частину цієї енергії для здійснення різноманітних процесів життєдіяльності, а решта енергії повертається у зовнішнє середовище у вигляді тепла. В організмах одночасно відбувається синтез і розпад речовин. Надходження з довкілля, засвоєння і накопичення речовин, які використовуються для синтезу потрібних для клітин та всього організму сполук, — це процеси асиміляції, або анаболізм. Сукупність реакцій синтезу, які забезпечують розвиток клітин та організмів, поновлення їхнього хімічного складу, ще називають пластичним обміном. На здійснення цих процесів організм витрачає певну кількість енергії, потрібної для утворення хімічних зв’язків тощо. Прикладами реакцій анаболізму є темнова фаза фотосинтезу, процеси синтезу амінокислот, полісахаридів, білків, нуклеїнових кислот, АТФ тощо. Процеси розпаду речовин супроводжуються виділенням енергії, потрібної для забезпечення пластичного обміну. Вони мають назву дисиміляція, або катаболізм. Сукупність реакцій розпаду складних сполук в організмі, що супроводжуються виділенням енергії, ще називають енергетичним обміном. У ході катаболічних реакцій складніші сполуки можуть розщеплюватись без участі кисню або ж окиснюватись. Енергія, що при цьому вивільняється, може переходити в різні форми: теплову, енергію світла (явище біолюмінесценції), механічну (забезпечує рухи тощо). Частина вивільненої енергії запасається у вигляді хімічних зв’язків, які виникають між залишками ортофосфатної кислоти в молекулах АТФ. Процеси катаболізму можуть відбуватися як без участі кисню (наприклад, процеси гліколізу, бродіння), так і за його участю (наприклад, цикл Кребса, або трикарбонових кислот). Детальніше ці процеси ми розглянемо далі....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 37 38 39 40 41 42 43 44 45 ... 57
Назад

Навігація