Тема: "Эндокринная система"

1
Тема: Обмен веществ.
§21,24.
1. Характеристика метаболизма.
Живые организмы - открытые системы, использующие
для синтеза органических веществ два вида энергии: солнечную — фототрофы и химическую — хемотрофы.
Если для синтеза используется неорганический источник углерода (СО2), а в качестве источника энергии либо
солнечный свет, либо энергию окисления неорганических
соединений, то организмы относят к:
автотрофным
фотоавтотрофным
хемоавтотрофным
Гетеротрофы используют органические источники углерода и энергию окисления органических веществ.
Если организмы в зависимости от условий ведут себя
как авто- либо как гетеротрофы, то их называют миксотрофами (эвглена зеленая).
Совокупность реакций обмена веществ — метаболизм,
состоит из взаимосвязанных (?) реакций пластического
(ассимиляции) и реакций энергетического обмена (диссимиляции).
2. Фазы фотосинтеза.
Определение по формуле
6СО2 + 6Н2О + Q света= С6Н12О6 + 6О2
Строение хлоропласта:
1 – наружная мембрана;
2 – внутренняя мембрана;
3 – строма, рибосомы;
4 – тилакоиды;
5 – грана;
6 – крахмал;
7 – ДНК. Эндосимбионты?
2
Световая фаза:
Темновая фаза: Протекает в строме хлоропласта, в другое время. Не нужна Q света.
Происходит карбоксилирование пятиуглеродного сахара
рибулезобисфосфата, который является акцептором СО2.
Реакции последовательного образования глюкозы, протекающие за счет энергии АТФ и НАДФН2 в строме хлоропласта, получили название "цикл Кальвина".
6СО2 + 24Н + АТФ → С6Н12О6 + 6Н2О
3. Хемоавтотрофы. Виноградский С.Н.
Образуют органические вещества из неорганических,
используя Q, получаемую при окислении:
Нитрифицирующие бактерии: NH3 → HNO2 → HNO3
Железобактерии: Fe2+ → Fe3+ (закисное в окисное)
Серобактерии: Н2S+1/2O2 → S+H2O;
H2S+2O2 → H2SO4
3
Тема: Гликолиз.
§22.
1. Этапы энергообмена (катаболизма) углеводов.
Биологическое окисление (потеря электронов) в
клетках происходит с участием О2: А + О2 → АО2
и без его участия, за счет дегидрирования:
АН2 + В → А + ВН2
или потери электронов: Fe2+ → Fe3+ + e1. Подготовительный этап.
Ферменты пищеварительного тракта и лизосом:
Белки → ? Жиры → ? Углеводы → ? НК → ?
Вся Q в форме тепла.
2. Гликолиз. 3. Кислородное окисление.
2. Гликолиз (?), бескислородное окисление.
Окисление глюкозы происходит путем дегидрирования, акцептором Н служит НАД+.
Реакции протекают в цитоплазме, С6Н12О6 с помощью 10 ферментативных реакций превращается в 2
молекулы ПВК — пировиноградной кислоты:
С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 + 2НАД+→
2 С3Н4О3 + 2АТФ + 2Н2О + 2НАД.Н2 + 120кДж (Qт)
Qобщая = QАТФ + Qт = ?
Дальнейшая судьба ПВК зависит от присутствия О2
в клетке, если О2 нет, происходит анаэробное дыхание, причем:
А). У грибов (дрожжей) происходит спиртовое брожение:
I. 2С3Н4О3 → 2СО2 + 2СН3СОН (уксусный альдегид)
II. 2СН3СОН + 2НАД.Н2 → 2С2Н5ОН + 2НАД+
Б). У животных, некоторых бактерий при недостатке
О2 — молочнокислое брожение:
2С3Н4О3 + 2НАД.Н2 → 2С3Н6О3 + 2НАД+
Если О2 есть, то происходит аэробное дыхание в
митохондриях.
4
Тема: Кислородное окисление.
§22.
1. Митохондрии. Цикл Кребса. Дыхательная цепь.
В митохондриях (строение?) происходит дегидрирование и декарбоксилирование ПВК и образуются
ацетилкофермент А, СО2, НАД.Н2:
С3Н4О3 + КоАS-Н + НАД+→С2Н3О~SКоА + СО2 + НАД.Н2
Ацетил~КоА образуется и при окислении
жирных кислот и глицерола, при окислении
аминокислот. Ацетильная группа (2С) включается в цикл Кребса.
На каждую окисленную молекулу ацетилКоА приходится 1 молекула АТФ, четыре
пары атомов водорода
и две молекулы СО2:
С6Н12О6 + 6Н2О → 6СО2 (?) + 4АТФ (?) + 12Н2 (?)
На внутренней мембране 24Н+ передаются
на дыхательную цепь,
закачиваются в
межмембранное пространство, е- → на О2.
При разности потенциалов 200 мв 24Н+ проходят через канал АТФсинте-тазы, образуется
+
34 АТФ: 24Н + 6О2 → 12Н2О + 34АТФ +Qт
Суммарная реакция:
С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + 38АТФ (?) + Qт
5
Тема: Генетическая информация. Репликация ДНК. §26.
1. Генетическая информация.
Для каждого вида характерны свои белки. У родственных групп белки похожи (гемоглобин человека и шимпанзе).
В каждой клетке несколько тысяч видов белков. Недолговечны, должны быть синтезированы вновь. Где хранится информация о них?
В геноме человека около 50 000 генов
в 23 хромосомах. Одна хромосома - несколько тыс. генов, которые находятся
в определенных участках хромосомы локусах.
Ген — участок молекулы ДНК, кодирующий первичную последовательность аминокислот в полипептиде или последовательность нуклеотидов в РНК.
2. Репликация ДНК.
Что необходимо: ферменты (ДНКполимераза); ДНК — матрица; дезоксирибонуклеозидтрифосфаты.
Скорость синтеза — около 100 нуклеотидов/сек.
Полуконсервативный способ: одна цепь без изменения,
вторая образуется комплементарно(?) и антипараллельно(?).
У эукариот несколько репликонов, репликон — фрагмент
ДНК от одной точки репликации до другой.
6
Тема: Транскрипция, код ДНК.
§26
1. Транскрипция.
В начале 50 гг. Ф. Крик сформулировал центральную догму молекулярной биологии:
ДНК → РНК → белок.
Синтез мРНК — транскрипция, синтез белка на
мРНК — трансляция.
РНК-полимераза присоединяется к промотору, который находится на 3'-конце матричной цепи ДНК и
из свободных рибонуклеозидтрифосфатов (АТФ,
УТФ, ГТФ, ЦТФ), комплементарных нуклеотидам ДНК,
антипараллельно образует иРНК. Что необходимо(3)?
2. Код ДНК.
Свойства кода:
1. Триплетность: Г. Гамов, начало 50 гг. 43= 64;
2. Однозначность: 1 кодон — 1 аминокислота;
3. Вырожденность: 1 аминокислота — до 6 кодонов.
4. Универсальность: одинаков у всех.
5. Неперекрываемость: рамка считывания по 3 нуклеотида, нуклеотид может быть в составе одного
кодона. (Жил был кот тих был сер мил мне);
6. 61 кодон — кодирующие и 3 бессмысленные,
терминирующие (УАА, УАГ, УГА).
Есть кодон — инициатор (АУГ, метиониновый), с
которого начинается синтез любого полипептида.
Как пользоваться таблицей генетического кода?
7
Тема: Трансляция.
§§ 26-27
1. Что необходимо?
Трансляция ?
1. иРНК.
2. Рибосомы.
3. Аминокислоты.
4. Ферменты.
5. Источник Q (АТФ, ГТФ).
6. тРНК. Строение тРНК?
Кодону иРНК соответствует антикодон тРНК, ферменты аминоацил-тРНКсинтетазы за счет АТФ присоединяют к
акцепторному участку на 3' конце соответствующую аминокислоту.
Аминокислот 20, их кодируют 61 кодон, теоретически
может быть 61 тРНК, известно более 30.
2. Как происходит?
Три стадии – инициация, элонгация и терминация.
Сканирование до АУГ!
Инициация. На 5'-конец иРНК присоединяется малая субчастица, в Р-участок которой заходит инициаторная тРНК, всегда метиониновая.
Элонгация. Происходит присоединение большой субчастицы
рибосомы. В А-участок поступает тРНК, чей антикодон комплементарен кодону иРНК. Образуется дипептид, рибосома переходит на следующий кодон, который оказывается в А-участке, а метиониновая тРНК выталкивается в цитоплазму. Энергия для элонгациии поставляется за счет гидролиза ГТФ.
Терминация. Когда стоп–кодон, попадает в А-участок, белковая
цепь отделяется от тРНК и покидает рибосому. Происходит диссоциация субчастиц рибосомы.