Войти
Закрыть

Хемосинтез и фотосинтез

10 Клас

• Хемосинтез — это тип автотрофного питания, при котором органические соединения синтезируются из неорганических с использованием энергии, высвобождаемой вследствие определенных химических реакций. К хемосинтезирующим организмам, или хемотрофам (от греч. хемейя - химия и трофр - питание), относятся некоторые группы бактерий: нитрифицирующие, железобактерии, бесцветные серобактерии и пр. Процесс хемосинтеза открыл в 1887 г. выдающийся русский микробиолог С.Н. Виноградский. Нитрифицирующие бактерии поэтапно окисляют аммиак сначала до нитритов (соли азотистой кислоты), а затем - нитратов (соли азотной кислоты). Значение этих процессов трудно переоценить, поскольку нитраты нужны растениям для полноценного питания. Железобактерии получают энергию за счет окисления соединений двухвалентного железа до трехвалентного. А бесцветные серобактерии окисляют сероводород и другие соединения серы до серной кислоты. Какова роль хемотрофных организмов в природе? Прежде всего, они принимают участие в процессах круговорота определенных химических элементов в экосистемах. Напомним, круговоротом веществ называют закономерное перемещение (миграцию) определенных соединений между живой и неживой частями экосистем и биосферы в целом. Преобразование многих химических элементов в биосфере происходит лишь при участии хемотрофных организмов, способных синтезировать органические соединения из неорганических в тех частях биосферы, куда не достигает свет. В частности, железобактерии участвуют в создании залежей железных руд....
0 Переглянути

Пластический обмен. Биосинтез белков и нуклеиновых кислот

10 Клас

• Общая характеристика пластического обмена. Мы уже упоминали, что пластическим обменом называют совокупность реакций синтеза. Вследствие этих процессов из поступающих в клетку соединений образуются необходимые для нее вещества. Основные процессы пластического обмена - это биосинтез белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот. • Биосинтез белков. Как вы помните, различают заменимые и незаменимые аминокислоты. Первые из них могут синтезироваться в организмах человека и животных, вторые поступают в них лишь с пищей. Белки пищи перевариваются (расщепляются до аминокислот) в органах пищеварительной системы. Аминокислоты поглощаются через стенки кишечника в кровь и транспортируются в клетки, где из них синтезируются белки, характерные для данного организма. Растения и некоторые микроорганизмы способны сами синтезировать все необходимые им аминокислоты. Синтез каждой из 20 основных аминокислот — многоступенчатый ферментативный процесс. В живых организмах образуется огромное количество разнообразных белков. Информация о структуре каждого из них находится в клетках и передается потомству. Единая для всех живых организмов система записи наследственной информации получила название генетический код. Он хранится в клетке в виде определенной последовательности нуклеотидов в молекуле нуклеиновой кислоты. Именно генетический код определяет порядок расположения аминокислотных остатков в полипептидной цепи во время ее синтеза. Ученые выяснили, что каждая аминокислота в полипептидной цепи кодируется определенной последовательностью из трех нуклеотидов, так называемым триплетом. Четыре разные нуклеотида РНК могут образовывать 64 комбинации (43 = 64), то есть существуют 64 разных триплета. Поскольку известно лишь 20 основных аминокислот, то можно предположить, что одна аминокислота может кодироваться несколькими различными триплетами (см. таблицу 27.1). Установлено, что большинство (18) основных аминокислот кодируются двумя-шестью триплетами и лишь две из них - одним. То, что одна аминокислота может кодироваться несколькими триплетами, имеет важное биологическое значение, поскольку повышает надежность генетического кода. Так, случайная замена остатка одного нуклеотида в определенном триплете на другой не всегда будет сопровождаться изменениями в первичной структуре белка. Обратите внимание: поскольку информацию о структуре белка от молекулы ДНК к месту синтеза белковой молекулы переносит молекула иРНК,...
0 Переглянути

Общая характеристика обмена веществ и превращения энергии в клетках

10 Клас

• Общая характеристика обмена веществ в клетке. Отдельные клетки и организмы относятся к открытым системам. Это означает, что их существование возможно лишь благодаря поступлению в них из внешней среды питательных веществ, их преобразованиям и выводу наружу продуктов жизнедеятельности. Совокупность этих процессов называется обменом веществ, или метаболизмом (от греч. метаболе - перемена). В организмах одновременно происходят процессы двух типов. К первому типу относятся поступление из окружающей среды, усвоение и накопление веществ, используемых для синтеза соединений, необходимых для клеток и всего организма. Совокупность реакций синтеза, обеспечивающих развитие клеток и ценных организмов, возобновление их химического состава, называют пластическим обменом (от греч. пластос - созданный). На осуществление этих процессов организм тратит определенное количество энергии, необходимой для образования химических связей и т. п. Ко второму типу относятся процессы расщепления веществ. Они сопровождаются выделением энергии, необходимой для обеспечения пластического обмена. Совокупность реакций расщепления сложных соединений в организме, сопровождающихся выделением энергии, называют энергетическим обменом. Процессы расщепления веществ не всегда уравновешены процессами их синтеза. Так, во время роста клетки или организма реакции синтеза преобладают над реакциями расщепления. Благодаря этому обеспечиваются накопление необходимых соединений и рост. Во время интенсивной физической работы, при недостатке питательных веществ или старении, наоборот, процессы расщепления преобладают над синтезом. Если потери биомассы и энергии не будут компенсироваться питанием, то организм будет постепенно истощаться, что может привести к гибели....
0 Переглянути

Мейоз

10 Клас

• Как образуются половые клетки с гаплоидным набором хромосом? Вы уже знаете, что процесс оплодотворения сопровождается слиянием ядер мужской и женской половых клеток, которые большей частью имеют гаплоидный набор хромосом. При этом слиянии двух гаплоидных половых клеток (гамет) при оплодотворении хромосомный набор зиготы удваивается, то есть становится диплоидным. А как образуются гаплоидные клетки? Установлено, что при их образовании осуществляется особая форма деления эукариотических клеток, которая обеспечивает уменьшение хромосомного набора половых клеток вдвое по сравнению с неполовыми. • Мейоз (от греч. мейозис - уменьшение) - особый способ деления эукариотических клеток, вследствие которого их хромосомный набор уменьшается вдвое. Во время мейоза происходят два последовательных деления, интерфаза между которыми укорочена или практически отсутствует. Каждое из этих делений, как и митоз, состоит из четырех последовательных фаз. Первое мейотическое деление получило название редукционного (от лат. редуцере - возвращать, отодвигать назад)....
0 Переглянути

Клеточный цикл. Митоз

10 Клас

Во время изучения предыдущих тем вы узнали о строении и функциях клеток эукариот и прокариот в целом и их составляющих - органелл и включений. Клетка существует как единая биологическая система благодаря согласованному взаимодействию всех своих частей. • Клеточный цикл. Как вы помните, клетки обычно размножаются делением. Период существования клетки между началами ее двух последовательных делений или же от начала деления до гибели называют клеточным циклом (рис. 24.1). Продолжительность клеточного цикла у разных организмов неодинакова: у бактерий при оптимальных условиях она составляет всего 20-30 мин, у клеток эукариот - 10-80 часов и более (например, инфузория-туфелька делится каждые 10-20 часов). Клеточный цикл состоит из периодов деления и промежутка между ними - интерфазы. Интерфаза (от лат. интер - между и греч. фазис - появление) - период между двумя последовательными делениями клетки или от завершения последнего деления до ее гибели. В интерфазе клетка растет, синтезирует органические соединения и запасает энергию в виде особого типа химической (макроэргической) связи. В интерфазе различают три последовательных этапа (периода). Процессы биосинтеза интенсивно происходят на синтетическом этапе. В это время удваиваются молекулы ДНК, хроматиды, центриоли, делятся митохондрии и пластиды и т. п. Этап между завершением предыдущего деления и синтетическим этапом называют предсинтетическим, а между завершением синтетического этапа и началом следующего деления - послесинтетическим (рис. 24.1). Продолжительность интерфазы обычно составляет до 90 % времени всего клеточного цикла. Достижение клеткой определенных размеров часто побуждает ее к началу следующего деления....
0 Переглянути

Строение клеток прокариот. Гипотезы происхождения эукариот

10 Клас

• Строение клеток прокариот. Вы уже знаете, что в зависимости от особенностей организации клетки, в частности наличия или отсутствия ядра, все организмы разделяют на прокариот и эукариот. Прокариоты (от лат. про - перед, вместо и греч. карион - ядро) - надцарство организмов, в состав которого входят царства Археи (Архебактерии) и Настоящие бактерии (Эубактерии). К настоящим бактериям относятся собственно бактерии и цианобактерии (устаревшее название - «сине-зеленые водоросли»). Археи (Архебактерии) - группа прокариот, которые от настоящих бактерий отличаются особенностями строения и процессов жизнедеятельности. В частности, их клетки имеют меньшие размеры, а кольцевая молекула ДНК обычно окружена особыми белками - гистонами и несколько напоминает хромосому эукариотических клеток. Среди архей преобладают гетеротрофы, однако также известны автотрофы - хемосинтетики (получают энергию для биосинтеза в результате экзотермических окислительно-восстановительных реакций соединений серы) и фотосинтетики (клетки не содержат хлорофилла, процесс их фотосинтеза мало изучен)....
0 Переглянути

Рибосомы. Органеллы движения. Клеточный центр

10 Клас

• Рибосомы (от рибонуклеиновая кислота и греч. сома - тельце) - лишенные поверхностной мембраны органеллы, участвующие в синтезе белков. Они присутствуют в клетках как прокариот, так и эукариот, имеют вид сферических телец, состоящих из двух разных по размерам частей - субъединиц: большой и малой (рис. 22.1). Каждая из субъединиц состоит из взаимодействующих между собой рРНК и белков. Субъединицы рибосом могут разъединяться после завершения синтеза белковой молекулы и вновь соединяться между собой перед его началом. Субъединицы образуются в ядрышке: на молекуле ДНК синтезируется рРНК, которая соединяется с особыми рибосомальными белками, поступающими из цитоплазмы. Готовые субъединицы транспортируются в цитоплазму. Рибосомы митохондрий и пластид меньше расположенных цитоплазме по размерам, но подобны по строению. Количество рибосом в клетке зависит от интенсивности процессов биосинтеза белков. В клетках многих эукариотических организмов есть органеллы движения: ложноножки (псевдоподии), жгутики и реснички. • Псевдоподии (от греч. псевдос - ненастоящий и подос - нога) - непостоянные выросты цитоплазмы клеток некоторых одноклеточных (например, амеб, фораминифер, радиолярий) (рис. 22.2) или многоклеточных животных (например, лейкоциты). Количество и форма псевдоподий довольно постоянны и характерны для разных групп одноклеточных животных. В образовании псевдоподий участвуют элементы цитоскелета. • Жгутики и реснички имеются у многих одноклеточных организмов (хламидомонада, вольвокс, эвглена, инфузории), а также характерны для некоторых клеток многоклеточных (клетки мерцательного эпителия дыхательных путей млекопитающих, сперматозоиды животных, высших споровых растений и т. п.)....
0 Переглянути

Двухмембранные органеллы: митохондрии и пластиды

10 Клас

Митохондрии и пластиды - органеллы клеток эукариот, поверхностный аппарат которых состоит из двух мембран, разделенных межмембранным промежутком. Они пространственно не связаны с другими органеллами и принимают участие в энергетическом обмене. • Митохондрии (от греч. митос - нить и хондрион - зерно) - органеллы клеток большинства видов растений, грибов и животных. Их нет лишь у некоторых одноклеточных эукариот, которые обитают в бескислородной среде, - анаэробов. Митохондрии служат своеобразными клеточными «генераторами энергии». Они имеют вид сфер, палочек, иногда разветвленных нитей (длиной 0,5-10 мкм и более). Число этих органелл в клетках разных типов может варьировать от 1 до 100 000 и более. Оно зависит от того, насколько активно происходят процессы обмена веществ и преобразование энергии. Так, клетка значительных размеров амебы хаос содержит до 500 000 митохондрий, тогда как в мелкой клетке паразитических жгутиконосцев - трипаносом (возбудителей сонной болезни человека) есть лишь одна гигантская разветвленная митохондрия. Интересной особенностью строения митохондрий трипаносом и некоторых других паразитов человека и животных (таких как лейшмании) является наличие кинетопласта. Это четко выраженное скопление ДНК в участке единственной гигантской митохондрии. Ученые считают, что благодаря кинетопласту жгутики эффективно обеспечиваются энергией при движении в вязкой среде (крови и лимфе). Наружная мембрана митохондрии гладкая, а внутренняя образует складки, направленные внутрь органеллы - кристы (рис. 21.1). Кристы имеют вид дискообразных, трубчатых или пластинчатых, зачастую разветвленных образований. На поверхности крист, граничащей с внутренней средой митохондрии, есть особые грибовидные белковые образования - АТФ-сомы (от греч. сома - тело) (рис. 21.2). Они содержат комплекс ферментов, необходимых для синтеза АТФ....
0 Переглянути

Одномембранные органеллы

10 Клас

Вы уже знаете, что в клетках эукариот есть органеллы, ограниченные одной мембраной. Из них рассмотрим эндоплазматическую сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли и пероксисомы. • Эндоплазматическая сеть (рис. 20.1) представляет собой систему пустот в виде микроскопических канальцев и их утолщений (так называемых цистерн). Диаметр канальцев составляет 50-100 нм, а цистерн - до 1000 нм и более. Они ограничены мембраной и соединяются между собой. Различают две разновидности эндоплазматической сети: зернистую и незернистую. Зернистая (гранулярная) эндоплазматическая сеть получила свое название потому, что на ее мембранах расположены органеллы - рибосомы. На мембранах незернистой (агранулярной) эндоплазматической сети рибосомы отсутствуют. Обе разновидности эндоплазматической сети имеют тесные пространственные связи; в частности, их мембраны могут непосредственно переходить одна в другую. Одна из основных функций зернистой эндоплазматической сети - обеспечение транспорта белков по клетке. Часть синтезированных в клетке белков используется для ее собственных потребностей, а часть выводится за пределы клетки (рис. 20.2). Белки синтезируются при участии рибосом, которые могут находиться в цитозоле и на поверхности зернистой эндоплазматической сети. В ее полостях белки приобретают свойственную им пространственную структуру (конформацию), при образовании сложных белков к ним могут присоединяться небелковые компоненты....
0 Переглянути

Цитоплазма. Клеточные включения

10 Клас

Как вам известно, внутреннее содержимое клетки, за исключением ядра, называют цитоплазмой. Ее основой служит неоднородный коллоидный раствор - цитозоль, или гиалоплазма, в котором находятся разнообразные органеллы, включения и цитоскелет. Цитоплазма как внутренняя среда клетки характеризуется относительным постоянством строения и свойств. • Цитозоль и его функции. Цитозоль (от греч. китос - клетка и нем. золь - коллоидный раствор), или гиалоплазма (от греч. гиалос - стекло и плазма - вылепленное, сформированное), - часть цитоплазмы, которая представляет собой бесцветный коллоидный раствор органических и неорганических веществ. Из органических соединений в цитозоле имеются белки, аминокислоты, моно-, олиго- и полисахариды, липиды, различные типы РНК и т. п., а из неорганических - катионы металлов (в частности, Са2+, К+, Na+), анионы угольной и фосфорной кислот, Cl- и др. В цитозоле между структурами цитоскелета расположены разнообразные органеллы и клеточные включения. Цитозоль может находиться в жидком (золь) или вязком (гель) состояниях. Так, в клетках животных внешний слой цитоплазмы (эктоплазма), расположенный под плазматической мембраной, прозрачный и плотный. Вместе с тем ее внутренний слой (эндоплазма) меньшей плотности, содержит большинство органелл и включения. Эти слои могут переходить один в другой, что наблюдают, например, у амеб во время образования псевдоподий (рис. 19.1). Таким образом, переход цитозоля из одного состояния в другое связан с амебоидным передвижением клеток, а также процессами эндо- и экзоцитоза. Вспомните: эндоцитоз - поглощение клетками твердых частиц и растворов химических соединений; экзоцитоз - выведение из клетки определенных веществ (например, гормонов или ферментов). Физическое состояние цитозоля влияет на скорость протекания биохимических процессов: чем он более вязкий, тем медленнее происходят химические реакции. Важным показателем состояния цитозоля является концентрация в нем ионов водорода (pH), от которой, в частности, зависит активность определенных ферментов....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 230 231 232 233 234 235 236 237 238 ... 343
Назад

Навігація