Метаболизмнепрерывно осуществляется во всех клетках, тканях и органах, поддерживая постоянство внутренней среды организма- гомеостаз.

АТФ- аденозинтрифосфорная кислота- состоит из азотистого основания (аденина), сахара рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, является главной энергетической молекулой клетки, своего рода аккумулятором энергии.

Энергетический обмен: большинству организмов на нашей планете для жизнедеятельности необходим кислород, такие организмы называются аэробными. Энергетический обмен у таких организмов происходит в 3 этапа: подготовительный, бескислородный и кислородный. В процессе дыхания полностью окисляются до углекислого газа и воды, в результате чего запасается большое количество энергии.

Анаэробные организмы- способны обходиться без кислорода. Для некоторых из них кислород вообще губителен, поэтому они живут там где нет кислорода. Другие так называемые факультативы анаэроб могут существовать как без кислорода, так и в его присутствии.

Энергетический обмен у них происходит в 2 этапа: подготовительный и бескислородный, поэтому органические вещества окисляются не полностью и энергией запасается гораздо меньше.

Гликолиз (от греч. glykys — сладкий и lysis — распад, разложение), процесс анаэробного ферментативного негидролитического расщепления углеводов (главным образом глюкозы) в животных тканях, сопровождающийся синтезом аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) (см. Аденозинфосфорные кислоты) заканчивающийся образованием молочной кислоты. Г. имеет большое значение для мышечных клеток, сперматозоидов, растущих (в т. ч. опухолевых) тканей, т.к. обеспечивает накопление энергии в отсутствии кислорода. Продукты, образующиеся при Г., являются субстратами последующих окислительных превращений (см. Трикарбоновых кислот цикл). Процессами, аналогичными Г., являются молочнокислое, маслянокислое, спиртовое и пр. виды брожения, протекающего в растительных, дрожжевых и бактериальных клетках. Интенсивность отдельных стадий Г. зависит от кислотности — водородного показателя — рН (оптимум рН 7—8), температуры и ионного состава среды. Последовательность реакций Г. (см. схему) хорошо изучена, идентифицированы промежуточные продукты, выделены ферменты Г. в кристаллическом или очищенном виде.

Броже́ ние (тж. сбра́ живание, фермента́ ция) — это такой метаболический процесс, при котором регенерируется АТФ, а продукты расщепления органического субстрата могут служить одновременно и донорами, и акцепторами водорода[1]. Брожение — это анаэробный (происходящий без участия кислорода) метаболический распад молекул питательных веществ, например глюкозы. По выражению Луи Пастера, «брожение — это жизнь без кислорода». Большинство типов брожения осуществляют микроорганизмы — облигатные или факультативные анаэробы.

Клеточное или тканевое дыхание — совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках живых организмов, в ходе которых происходит окисление углеводов, липидов и аминокислот до углекислого газа и воды. Высвобожденная энергия запасается в химических связях макроэргических соединений (АТФ и др.) и может быть использована по мере необходимости. Входит в группу процессов катаболизма. О физиологических процессах транспортировки к клеткам многоклеточных организмов кислорода и удалению от них углекислого газа см. статью Дыхание.

Типы питания:

— фотолитоавтотрофы, например, цианобактерии, водоросли и зеленые растения или анаэробные пурпурные бактерии, представляющие первичных продуцентов;

— фотолитогетеротрофы, как некоторые аноксигенные бактерии, нуждающиеся в органическом веществе для роста;

— фотоорганогетеротрофы, как несерные пурпурные бактерии;

— фотоорганоавтотрофы (это очень редкий тип питания, который можно ожидать при окислении неусвояемых органических веществ);

— хемолитоавтотрофы, как нитрификаторы или тионовые бактерии;

— хемолитогетеротрофы, как, например, многие сульфатвосстанавливающие бактерии;

— хемоорганоавтотрофы, использующие несовместимые е центральным метаболизмом вещества;

— хемоорганогетеротрофы, представленные основной массой микроорганизмов-деструкторов и всеми животными.

Фотосинтез - Образование высшими растениями сложных органических веществ из простых соединений - углекислого газа и воды - за счет световой энергии, поглощаемой хлорофиллом. Создаваемые в процессе фотосинтеза органические вещества необходимы растениям для построения их органов и поддержания жизнедеятельности.

Исходные вещества для фотосинтеза - углекислый газ, поступающий в листья из воздуха, и вода - представляют собой продукты полного окисления углерода (CO2) и водорода (H2O). В образуемых при фотосинтезе органических веществах углерод находится в восстановленном состоянии. При фотосинтезе система СO2 - Н2O, состоящая из окисленных веществ и находящаяся на низком энергетическом уровне, восстанавливается в менее устойчивую систему СН2O - O2, находящуюся на более высоком энергетическом уровне.

Фазы:

Световая фаза -Эта фаза происходит только в присутствии света в мембранах тилакоидов при участии хлорофилла, белков-переносчиков электронов и фермента — АТФ-синтетазы. Под действием кванта света электроны хлорофилла возбуждаются, покидают молекулу и попадают на внешнюю сторону мембраны тилакоида, которая в итоге заряжается отрицательно.

Темновая фаза:

Эта фаза протекает в строме хлоропласта. Для ее реакций не нужна энергия света, поэтому они происходят не только на свету, но и в темноте. Реакции темновой фазы представляют собой цепочку последовательных преобразований углекислого газа (поступает из воздуха), приводящую к образованию глюкозы и других органических веществ.

Билет 11.

Деление клетки — процесс образования из родительской клетки двух и более дочерних клеток. Постоянно делятся клетки красного костного мозга, образуя клетки крови, продолжительность жизни которая ограниченна.

Жизненный цикл клетки начинается с момента ее образования после деления родительской клетки и заканчивается либо новым делением, либо превращением в специализированную клетку. Большинство клеток продолжает делиться. Им свойственен клеточный цикл, состоящий из периодически повторяющихся стадий: так называемой интерфазы – этапа подготовки к делению и непосредственно процесса деления – митоза.

Мито́ з (греч. μ ι τ ο ς — нить) — непрямое деление клетки, наиболее распространенный способ репродукции эукариотических клеток. Биологическое значение митоза состоит в строго одинаковом распределении хромосом между дочерними ядрами, что обеспечивает образование генетически идентичных дочерних клеток и сохраняет преемственность в ряду клеточных поколений.

Митоз — один из фундаментальных процессов онтогенеза. Митотическое деление обеспечивает рост многоклеточных эукариот за счёт увеличения популяций клеток тканей. В результате митотического деления клеток меристем увеличивается количество клеток тканей растений. Дробление оплодотворённого яйца и рост большинства тканей у животных также происходит путём митотических делений.

Значение: В результате митоза возникает две дочерние клетки, содержащие столько же хромосом, сколько их было в ядре материнской клетки, т.е. образуются клетки, идентичные родительской, у одноклеточных эукариотов митоз обеспечивает бесполое размножение.

Стадии: Процессы, происходящие от одного деления до другого, называются митотическим циклом. Он состоит из 2 стадий – интерфазы (стадии покоя) и собственно митоза (стадии деления). В интерфазе в клетке происходит образование ДНК. Интерфаза делится на 3 периода. В первый период, продолжающийся 12–24 ч, происходит накопление РНК и белков. Второй период (синтетический) характеризуется образованием ДНК, в результате чего её количество удваивается. В течение третьего периода (постсинтетического) происходит накопление энергии, после чего клетка из стадии интерфазы переходит к митозу. Митоз проходит 4 последовательные фазы – профазу, метафазу, анафазу и телофазу. В профазе хромосомы уплотняются, скручиваются в спирали и становятся видимыми под микроскопом. Мембрана ядра растворяется под действием ферментов, ядрышко исчезает. Центриоли начинают расходиться к полюсам. Между полюсами формируется веретено деления клетки – структура, состоящая из РНК и белка. К концу профазы хромосомы удваиваются, но члены каждой пары удерживаются рядом. В метафазе они располагаются по экватору клетки. Хроматиды прикреплены к нитям веретена и уже начинают отсоединяться. В анафазе каждая хроматида приобретает собственную центромеру, удлиняется и становится дочерней хромосомой. Нити веретена, прикреплённые к центромерам, разводят «молодые» хромосомы к полюсам клетки. В телофазе дочерние хромосомы достигают полюсов, их спирали раскручиваются, удлиняются и опять становятся плохо видимыми в микроскоп. Образуется ядерная оболочка, вновь появляется ядрышко. В результате клетка имеет двойное количество клеточных структур и общую цитоплазму. В конце митоза происходит её деление. В экваториальной зоне клетки образуется перетяжка, делящая её на 2 дочерние. У растений на месте перетяжки образуется пластинка из целлюлозы.

Мейо́ з (от греч. meiosis — уменьшение) или редукционное деление клетки — деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. Происходит в два этапа (редукционный и эквационный этапы мейоза). Мейоз не следует смешивать с гаметогенезом — образованием специализированных половых клеток, или гамет, из недифференцированных стволовых.

С уменьшением числа хромосом в результате мейоза в жизненном цикле происходит переход от диплоидной фазы к гаплоидной. Восстановление плоидности (переход от гаплоидной фазы к диплоидной) происходит в результате полового процесса.

Значение: Биологическое значение мейоза заключается в поддержании постоянства числа хромосом при наличии полового процесса. Кроме того, вследствие кроссинговера происходит рекомбинация – появление новых сочетаний наследственных задатков в хромосомах. Мейоз обеспечивает также комбинативную изменчивость – появление новых сочетаний наследственных задатков при дальнейшем оплодотворении.

Стадии: